重防腐涂料的涂装施工 - 图文(2)

的美国Pangbon公司的抛丸机，只有4抛头，它的主要技术参数见表4。

表4 Pangbon公司抛丸机工艺参数

项目 叶盘直径/mm 叶片有效宽度/mm 电机功率/kW 工艺参数 500 62 200~40 项目 电机转速/（r/min） 抛丸量/（kg/min） 磨料速度/（m/s） 工艺参数 1800~2600 200~250 60~80

为了提高抛丸的速度和质量，有不少钢结构厂已将抛丸机的抛头增加到8只和12只。根据有关研究单位测试，8只抛头的最大抛丸量比4只抛头的最大抛丸量提高20%。

在一定的叶轮直径，转速和结构条件下，影响抛丸量的主要因素有：分丸轮直径、内径、外径、窗口长度和宽度、内径表面的粗糙度；定向套直径、窗口角度、进丸管直径等。各厂的设备部门应调节好上述技术参数，使它们处于最佳状态。

钢结构厂的钢板预处理中，磨料一般采用机械输送形式，即螺旋输送机加斗式提各机。采用横向螺旋输送机还可对抛头直接供料，既能解决底抛头进料困难，又可降低设备的安装高度。

钢板抛丸处理后表面上积聚了大量磨料需要清除。清除磨料的清扫装置一般由两部分组成：前部分是用刮板或滚刷刮刷去大部分的积料，后部分是用压缩空气喷吹或真空吸尘装置吸取，以此清除表面残余磨料与尘埃。

通风除尘装置用来吸收抛丸时产生的粉尘和分离回收磨料中的粉尘。一般由两部分组成。其整机吸尘部分由吸尘管系直接接入除尘器，其局部吸尘部分则将吸尘管系从磨料循环系统引出，通过丸尘分离装置再接入除尘器。

通风除尘装置的通风量与抛丸室容积及抛头的磨料抛射量有关，现有的抛丸室通风量折合与容积有关的换气次数为300~350次/h。 c.磨料

从总体概念而论，磨料是指抛丸（或喷丸）工艺中对钢材表面清理时，使用的不同材质，不同形状的颗粒固体物料的总称。它按材质可分为金属磨料和非金属磨料两大类；按颗粒形状分有丸粒状、砂粒状和柱粒状三种。在抛丸工艺中，均使用金属磨料中之钢质磨料，视抛丸设备和习惯，一般采用钢丸、棱角钢砂，钢丝切段或它们的混合体。磨料对钢材表面处理效率、成本、质量，有着直接的影响。

磨料选择的依据有四条，它们是：

按ISO8501标准判定，钢材表面原始状态所处的级别，如ISO8501—1 B级；在涂装设计中，对抛丸清洁度的要求，如ISO8501—1的Sa 2.5级和对粗糙度的要求如Rz=50~75μm；抛丸设备对磨料的特殊要求；钢材本身的材质（如碳素钢、低合金结构钢、耐候钢、桥梁用结构钢）、硬度等。在具体工作上，通过对磨粒粒度、硬度、形状等选择来达到目的的。

在钢板型钢抛丸机中，磨料粒度大小决定了钢材表面粗糙度的大小。磨料粒度大，动能大，不仅能迅速除去钢材表面授氧化皮、锈斑等，而且形成了较大的粗糙度；反之，磨料的颗粒直径小，能在单位时间内清洁较大面积的钢材表面，但形成的粗糙度小。（见表5）

表5 不同尺寸磨料可以达到表面粗糙度

表面粗糙度/μm 25 37.5 磨料类型和规格 G 80 钢砂 S 110 钢丸 G 50 钢砂 6

S 170 钢丸 50.0 G 40 钢砂 S 230 钢丸 G 40 钢砂 S 280 钢丸 62.5 为保持抛丸工艺中磨料粒度，生产中应随时添加新的磨料。为防止粗糙度过大，一次性添加的新钢砂不超过总量的1/3。

同时磨料的硬度必须大于钢材表面的硬度。磨料的硬度还与磨料的复用率串连在一起。高硬度磨料，清理速度快，也可得到较大的粗糙度，但它的脆性大，复用率低。硬度较低的磨料在重复循环使用过程中，棱角很快消失，磨料的切削性能随之减弱，清理效率下降。表6为中法合资上海摩根钢砂磨料有限公司生产的各种磨料的技术数据。

表6 各种磨料的技术数据

喷机用磨料 外观形状 化学分析 平均硬度SHIMADZU维原金刚石1 000 g载荷 钢丸G/L 圆状颗粒 棱角钢砂GP 棱角钢砂GL 棱角钢砂GH 钢砂SABLACIER 符合ASTM E 1170标准 C：0.85%；S：0.05%；P：0.05% 常规 450~535HV （46~51HRC）特殊 550~630HV （52~56HRC） 630~720HV （56~56HRC） 48~550HV （48~52HRC） 570~650HV （53~57HRC） ≥840HV （≥64HRC） ≥840HV （≥64HC） 平均硬度偏差① ±60HV ±2HRC ±60HV ±2HRC ±60HV ±2HRC ±60HV ±2HRC ±60HV ±2HRC 微观结构（3400倍） 退火马氏体钢和贝氏体钢排列非常致密、规则 醇比重计测量最小密度/（g/cm3） ①在颗粒横断面1/2处测定10次，硬度偏差的算术平均绝对值≤3HRC。

≥7.4 ≥7.6 马氏体钢排列非常致密、规则

在钢结构制造业中应用的是钢丸和GP、GL棱角钢砂。为保证抛丸质量，提供磨料的厂

商，必须出示磨料的硬度指标和其他技术指标，并在定货合同中标明。

第三磨料的形状决定了抛丸后钢材表面的形状，与抛丸质量及底漆的附着力有很大的关系，见图3。

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图3 不同形状磨料抛丸后钢材表面状态

如图3（Ⅰ）所示，钢丸是圆的，近似球形，抛丸后的钢材表面呈波浪形，它对于氧化皮和较严重的层锈较为有效。图3（Ⅱ）中的棱角钢砂，带有棱角，边缘锋利，抛丸后钢材表面形成波峰、波谷明显的外形，它可以增加钢材与底漆的咬合力。图3（Ⅲ）中所示的钢丝切段是半棱角，用它作磨料，抛丸后的外形介于钢丸和棱角钢砂之间。

不仅选择磨料的粒度，形状，而且需进行各种不同粒度磨粒的合理搭配。如在沪东造船厂，江南船厂的钢板预处理设备中，常用70%钢丸与30%棱角钢砂混合使用；为保证喷砂机的清理效率和额定的粗糙度，有的钢结构厂将1.2mm钢丸与0.6~0.8mm钢丸混合使用，可满足两者要求。

在涂装某种重防腐涂料或电弧喷锌（铝）金属涂层时，必须具有锯齿形粗糙度轮廓曲线，选择磨料时就必须采用如棱角钢砂、钢丝切丸等磨料，见图3。

为保证抛丸清洁度，磨料必须无油、无灰尘。材料进货时，必须加强检验。钢质磨料遇水、受潮后，会结块成团，无法使用，所以磨料贮藏时，离地面要有一定高度，避免潮气和风雨侵蚀。必要时，还应对磨料进行可性盐份测定。

c.保证抛丸质量的工艺措施 抛丸质量的检查一般是从三方面展开的。第一是清洁度。必须得到标准的Sa 2.5级，清洁度达不到标准应在抛丸时采取下列工艺措施：

在钢结构制造中，不能使用锈蚀严重的D级钢材。局部锈蚀严重处，可以抛丸前预除锈，如用钢丝刷去掉锈斑；

钢板表面无水、无油、无污物，尤其是型钢要认真脱脂；

除了使用清洁的钢砂外，抛丸机内的丸尘分离系统正常工作，强化抛丸后的吹灰系统； 适当放慢钢板传输速度。

第二是抛丸密度。它是指被钢砂打击表面占钢板的百分比，通常要求达到90%以上。抛丸密度低，实际去除氧化皮、锈蚀的表面积小，必然影响涂膜质量。

采取下列措施可提高抛丸密度：

适当放慢钢板传输速度，使单位时间里钢板表面上的钢砂数量增加；

选择颗粒较小的钢砂，使单位质量的钢砂数量增加，也就是使钢板表面单位面积上的钢砂数量增加；

调节、改善抛头的抛射角度，使叶轮抛头所抛出的钢砂都均匀剥落到钢板上，而不是剥

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落到钢板之外或集中小于钢板的某一局部。特别是型钢抛丸，要保证每个抛头均能正常工作。操作工和质量检查人员要高度注意工作平台上，每个电流表（一只抛头，一只表）的电流值，它们必须在额定的电流值内。

第三是抛丸后钢板表面的粗糙度。即指抛丸时钢砂打击在钢板上残留痕迹的深度。粗糙度过小，钢板表面平滑，涂膜附着力低；粗糙度过大，残留痕迹过深，环氧富锌底漆等不能覆盖住粗糙度的波峰。易形成点蚀，而且会增加涂料消耗，钢结构表面处理的粗糙度为50~75μm。从下列三个方面可控制粗糙度：

保持适宜的叶轮转速。钢砂的抛射速度，也就是叶轮的线速度，它和叶轮转速、叶轮直径成正比。钢砂的抛射速度越快，抛丸的深度越深。若带动叶轮的三角带过松，会使叶轮的转速不够；

保持钢砂有一定的锐利度。新的棱角钢砂和钢丝切丸有棱角，抛丸深度深；钢丸和旧的棱角钢砂棱角已变圆了，抛丸后深度浅；

控制钢砂的直径。磨料颗粒度大，对钢板表面冲击大抛丸深度深，反之浅。 ④喷砂工艺

喷砂和抛丸不同，抛丸属离心式喷射除锈。而喷射处理则是以压缩空气为动力，将砂粒（磨料）以一定速度喷向被处理的钢材表面，以磨料对钢材表面的冲击和磨削作用，将钢材表面的氧化皮、烧损的车间底漆涂膜锈及其他污物除去的一种高效率的表面处理办法。

在钢结构制造业中，绝大部份均采用喷砂方法进行钢材表面的处理。条件较好的钢结构厂，设置有专门的喷砂房。喷砂房由钢构件索引装置、喷砂装置、钢质磨料回收系统、通风除尘系统、配电照明系统等五部份组成，既有利于环境保护和工人身体健康，又能降低生产成本，提高产品质量，应大力推广、提倡。

a.喷砂机

喷砂机是一种连续高速输送磨料的压力容器，喷砂机是喷砂工艺中的主体设备，它的性能关系到表面处理清洁的效率。目前大多数钢结构厂仍采用单缸压送式喷砂机。这种机型呀砂波畅，能量使用率高，清理效率高。图4为单缸压出式喷丸缸结构示意图。

1—缸体；2—喷丸管；3—喷枪；4—缸盖兼伞阀架；5—弹簧；6—橡胶垫圈；7—伞阀；8—进排气阀；9—塞头；10—进气阀；11—放丸阀

图4 单缸压出式喷丸缸结构示意图

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该喷砂机特别适合户外大型结构的大面积作业，但砂粒的回收和除尘较为困难。 表7为中船总公司船舶工艺所开发的莎贝珂喷砂机在集装箱作焊缝喷砂是的工作参数。

表7 莎贝珂喷砂机工作参数

项目 喷嘴孔径/cm 有效压力/MPa 压缩空气消耗量/（m3/min） 工作参数 0.8 0.6 3.6 项目 消耗功率/kW 磨粒循环量/（kg/h） 工作参数 20 340 目前，遥控式喷砂机的应用，对喷砂机实行远距离控制，使操作工人的人身安全有了保证；还可节约压缩空气和磨料；还可提高工作效率约25%。

b.磨料 压送式喷砂机使用的磨料范围很广，如钢丸、钢砂、钢丝切丸、铜矿渣、棕刚玉、石英砂等等。

尖锐的石英砂是一种廉价而有效的磨料，但由于含有硅对健康非常有害，会引起矽肺，我国早已禁止使用。

在现场作业时，铜矿渣理最常用的磨料。价格较低，也不会产生游离硅，危害人体健康。粗级铜矿砂能有效清除严重锈蚀及旧涂层；中级铜矿砂用于清除氧化皮和中等锈蚀；细级铜矿渣主要用于新钢板除去表面氧化皮。不同粒度的铜矿渣可以得到不同的表面粗糙度。见表8。

表8 矿渣的等级

颗粒度/mm 粒度/目 表面粗糙度 清理速度 破碎率 0.25～0.6 30/60 40 0.25～1.18 16/30 60 0.6～1.7 12/30 80 中等→快速 每一循环为50%～60% 0.6～2.0 10/30 100 0.6～2.34 8/30 120 由于砂粒破坏速度快，需经常更换。一些砂粒可能会嵌在钢铁基体上，影响涂层的结合强度。

对于建有喷砂房的钢结构厂，磨料有回收，除尘装置，还是用钢质磨料（如钢丸棱角钢砂、钢丝切丸），即保证喷砂质量，又经济耐用。

c.喷嘴

喷砂嘴是压力式喷砂机消耗最快的部件。根据喷砂工艺的质量要求（粗糙度、清洁度）和施工进度，选择合适的喷嘴孔径。经过一段时间使用，当喷嘴孔径＞12mm时，应及时调换。表九为不同压力下喷嘴所需空气、砂粒流量和功率。

表9 同压力下各种大小喷嘴所需的空气、砂粒流量和功率

喷嘴直径/mm 空气消耗/（m32min-1） 6 功率消耗/kW 磨料消耗/（kg2h-1） 8 空气消耗/（m2min） 功率消耗/kW 3-1有效压力/MPa 0.42 1.36 7.86 126.7 2.56 14.79 0.49 1.54 8.90 143.5 2.90 16.75 0.56 1.72 9.94 165.3 3.25 18.78 0.63 1.87 10.80 181.6 3.62 20.91 0.70 2.05 11.84 200.2 3.94 22.76 10

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