鍍鋅件的表面處理和涂漆
一、什么是鍍鋅件
鍍鋅件通常的處理是熱浸鍍鋅(Hot Dip Galvanising) ,它是鋼結(jié)構(gòu)重要的防腐蝕處理工藝,廣泛應(yīng)用于高速公路護(hù)欄、屋頂壓型鋼板、輸電塔、電視塔、欄桿等等。熱浸鍍鋅即是把鋼鐵浸入溫度達(dá) 440-465℃或者更高溫度的熔化鋅中進(jìn)行處理的過程,鐵基體與熔鋅反應(yīng),形成鐵-鋅合金層覆蓋在整個(gè)工件表面。鍍鋅表面有一定的韌性,可耐很大的摩擦及沖擊,與基體有著良好的結(jié)合。
二、鍍鋅件的腐蝕產(chǎn)物
鋅作為一種活潑金屬,會(huì)空氣中的氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)。氧化鋅在鍍鋅后 24-48 小時(shí)內(nèi)就會(huì)形成,覆蓋整個(gè)表面大約需要一年時(shí)間。在雨水、露水和高濕環(huán)境下,氧化鋅會(huì)轉(zhuǎn)化為氫氧化鋅。最后的情形是氧化鋅和氫氧化鋅與二氧化碳形成碳酸鋅。碳酸鋅,是一種致密不可溶的物質(zhì),形成一種保護(hù)膜。氧化鋅和氫氧化鋅是可溶不致密的。它們松散地附著于表面,所以在氧化鋅或氫氧化鋅表面的涂料不能很好地附著。實(shí)際的問題是氧化鋅,氫氧化鋅和碳酸鋅都是白色的,在鍍鋅表面形成鈍暗的灰色外觀,所以肉眼不能分辨出到底形成了哪種物質(zhì)。如果工件在裝運(yùn)時(shí)層疊放在一起,自由流動(dòng)的空氣不能進(jìn)入,二氧化碳就不能與其形成碳酸鋅。只有松散的氧化鋅和氫氧化鋅會(huì)形成。沒有包裝的鍍鋅件上面我們會(huì)看到松散的白色沉淀物,如果這種反應(yīng)過程可以持續(xù)進(jìn)行,它就使工件間的濕氣與鋅反應(yīng)而消耗鋅層。沒有受到保護(hù)的鋼板就會(huì)銹蝕, 在沉積物下面就會(huì)看到紅銹。 這種白色沉降物叫 “濕存污點(diǎn)” (Wet StorageStain)。廠家有時(shí)為在鍍鋅件會(huì)在表面涂上一層油,防止水汽和鋅反應(yīng)。另一種方法是鉻酸或磷酸鈍化。在水槽中冷卻的鈍化過程對(duì)其本身無害,但是鈍化槽可能會(huì)有少量的油脂在表面,當(dāng)鍍鋅件提離時(shí),會(huì)附著于鍍鋅件表面。油漆對(duì)于鉻酸鈍化的表面是不能附著的,但對(duì)磷化表面卻有著很好的附著力。如果鍍鋅工進(jìn)行了很好預(yù)處理,可惜我們不知道是采用的哪一種。所以建議在鍍鋅前就咨詢一下。
三、全面曝曬和長期使用過的鍍鋅件
全面曝曬過一年,最好是兩年的鍍鋅件,會(huì)全面覆蓋著保護(hù)層碳酸鋅。其表面處理的通常方法是淡沖洗97 bar (1,450 psi),局部破損的修補(bǔ)也是有必要的。多年使用的鍍鋅件會(huì)看到有鋅層缺陷,呈紅棕色污點(diǎn),可能會(huì)被人認(rèn)為是銹蝕到了裸鋼表面,而實(shí)際上熱浸鍍鋅構(gòu)件在其純鋅下面是鋅-鐵合金層,那些污點(diǎn)可能來自于該合金層。當(dāng)然區(qū)分是銹蝕還是合金層是困難的。最好的方法是使用電子或磁性測厚儀, 因?yàn)殄冧\層一般都在50-125微米, 如果不能測量出相應(yīng)的厚度,說明產(chǎn)生了銹蝕。對(duì)于銹蝕或露出鋅-鐵合金層的局部區(qū)域,可以進(jìn)行局部打磨,有必要把周圍的鍍鋅層也打掉一些以形成良好坡狀過渡層。使用有機(jī)富鋅進(jìn)行修補(bǔ)是良好的手段。要得到最好的附著力,建議進(jìn)行掃砂處理。
四、鍍鋅件的損傷修補(bǔ)
損傷的鍍鋅件可以用環(huán)氧富鋅漆進(jìn)行修補(bǔ), 依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是 SSPC Guide 14“使用有機(jī)富鋅對(duì)對(duì)鍍鋅和無機(jī)硅酸鋅鐵材的缺陷修補(bǔ)”。另一種有效的方法是使用冷鍍鋅產(chǎn)品,除了普通包裝外,還有噴壺型包裝。
五、表面處理
有時(shí)對(duì)于氧化鋅或氫氧化鋅的初步處理可能是不徹底的,為了涂漆的良好的附著,有必要進(jìn)行很好的表面處理。常用的方法有:磷化處理、丙烯酸鈍化、磷化底漆、掃砂
5.1 磷化處理
磷化處理就是在在鍍鋅件表面用磷酸溶液形成不活潑的磷酸鹽涂層。它可以輕微地蝕刻地表面防止氧化鋅的產(chǎn)生。溶液可以浸,可以噴,或刷。留在表面3~6鐘后再用水沖洗。在表面會(huì)形成黑色,所以很容易看到表面有否被磷化處理。涂漆前表面必須干燥。在鍍鋅后進(jìn)行磷化處理要比在現(xiàn)場進(jìn)行的質(zhì)量可靠得多。如果要涂富鋅底漆,就不宜進(jìn)行磷化處理。
5.2 磷化底漆
磷化底漆是一種用于中和表面的氧化物和氫氧化物的涂料,起到蝕刻鍍鋅表面的作用。常用的磷化底漆是聚乙烯醇縮丁醛(SSPC Paint 27)。它涂得非常薄,只有7–13微米[0.3 to 0.5 mil],鍍鋅表面如果全部被遮蓋掉,說明噴得太厚了,這會(huì)引起內(nèi)聚力降低,導(dǎo)致漆膜撕裂。
5.3 丙烯酸鈍化
這是一種成熟的工藝,用酸性丙烯酸溶液對(duì)表面進(jìn)行鈍化并粗糙表面。厚度在1微米((0.04 mils),實(shí)質(zhì)上這是一種表面處理方法。在涂漆前,它必須干透。
5.4 掃砂處理
對(duì)于鍍鋅表面進(jìn)行掃砂,是有些車間內(nèi)進(jìn)行的工作。掃砂必須非常小心,不能損傷過多的鋅層。 注意掃砂程序不要除去超過 10 微米的鋅層。 請參考下列建議:
a. 磨料:氧化鋁、硅酸鋁、橄欖石和礦渣
b. 莫氏硬度低于 5
c. 粒度:0.2-0.5 mm
d. 壓力:2 - 3 bars
e. 距離:300 - 500 mm
f. 角度:30 - 60°
g. 環(huán)境溫度:20 - 25 °C
h. 相對(duì)濕度:RH< 50 %
施工時(shí)間:噴砂后 1 小時(shí)內(nèi)進(jìn)行涂漆
六、鍍鋅件表面的油漆
很多種油漆都可以用于鍍鋅件,有時(shí)這種選擇取決于表面處理。然而,有些涂料是不能用于鍍鋅件的,特別是油性類的醇酸漆。用于鍍鋅件最多的涂料是環(huán)氧涂料和水性丙烯酸涂料。環(huán)氧涂料有很多種。它們必須是專門用于鍍鋅件的才可選用。環(huán)氧在陽光下會(huì)粉化,所以面漆最好涂上脂肪族聚氨酯面漆,外觀好又耐化學(xué)性。水性丙烯酸涂料干燥很快。是很好的面漆又易于覆涂。然而,水性乳膠漆干燥雖快,但卻要2~4周才會(huì)完全固化。因此在最初時(shí)期它們的附著力和耐磨性較差。對(duì)于新建結(jié)構(gòu)來說,可能會(huì)產(chǎn)生搬運(yùn)損傷。丙烯酸漆能直接涂在鍍鋅件表面,當(dāng)然有磷化底漆打底更好。有些丙烯酸漆含有氨,如果ph值較高,就會(huì)使涂料剝落。如果鍍鋅件是埋在地下的,通??梢酝可蠟r青漆或焦油環(huán)氧漆。焦油環(huán)氧在掃砂處理或磷化底漆表面最好。環(huán)氧富鋅漆,能直接涂上鍍鋅件表面。不過并非所有的環(huán)氧富鋅漆都可以,請檢查涂料產(chǎn)品說明書。油性漆和醇酸漆不能用于鍍鋅層表面除非是特別的配方。因?yàn)殇\是堿性金屬,這樣鋅和油漆的基料就會(huì)皂化反應(yīng),有時(shí)加點(diǎn)水會(huì)有肥皂出來。皂化需要水汽,很好附著的漆膜只有水汽透過漆膜后,油漆才會(huì)脫落。經(jīng)驗(yàn)表明,在室外6~12個(gè)月后,油漆才會(huì)剝落。有些醇酸可以用于鍍鋅件,比如加入一定的水泥可以防止皂化。
七、夢能服務(wù)與支持
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夢能對(duì)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理,從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì),以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì),每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器,儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn),以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。
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