在船厂钢材预处理环节,有以下关键技术与注意事项:
一、关键技术
抛丸除锈技术
原理:抛丸除锈是利用高速旋转的叶轮将弹丸(如钢丸、钢丝切丸等)抛射到钢材表面,通过弹丸的冲击和摩擦作用去除钢材表面的铁锈、氧化皮和污垢。弹丸的速度一般在 50 - 70m/s 左右。
优势:这种方法除锈效率高,能够处理大面积的钢材。例如,对于大型船舶的船板预处理,抛丸除锈可以在短时间内处理大量的钢材,而且除锈质量好,能够达到瑞典标准 SIS Sa2.5 级(近白级)除锈标准,使钢材表面呈现出均匀的金属光泽,为后续的涂装提供良好的表面条件。
设备组成:抛丸除锈设备主要包括抛丸器、输送系统、除尘系统和丸料回收系统。抛丸器是核心部件,其性能直接影响除锈效果。现代抛丸器可以通过调整叶轮的转速和抛射角度来适应不同厚度和形状的钢材。
钢材校平技术
必要性:钢材在运输和储存过程中可能会出现变形,如弯曲、翘曲等。校平技术可以使钢材恢复到平整状态,保证后续加工的精度。
机械校平方法:常见的有辊式校平机。它通过多组上下交错排列的辊子对钢材进行反复碾压,使钢材逐渐平整。校平机的辊子数量和排列方式会根据钢材的厚度和宽度进行调整。例如,对于较厚的船用钢板,可能需要更多组的辊子和更大的辊子间距来提供足够的校平压力。
热校平方法(较少用但在特定情况下有效):对于一些因焊接或加工产生较大变形的钢材部件,可以采用热校平方法。利用钢材在加热状态下的塑性变形特性,通过局部加热和适当的压力使其恢复形状。但这种方法需要精确控制加热温度和压力,以免影响钢材的性能。
表面预处理涂装技术
喷涂方式:常用的有空气喷涂、高压无气喷涂等。高压无气喷涂是船舶行业应用较多的方式,它通过高压泵将涂料增压到 10 - 25MPa 左右,使涂料在高压作用下通过喷嘴雾化喷出。这种方式可以使涂料更好地附着在钢材表面,而且喷涂效率高。
底漆选择:船用底漆一般需要具有良好的防锈、防腐蚀性能和与钢材及后续涂层的附着力。例如,环氧富锌底漆是常用的船用底漆,其锌粉含量较高(一般在 70% - 80% 左右),锌粉可以在钢材表面形成电化学保护,防止钢材生锈。
原理:磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程。在钢材表面形成一层磷化膜,它可以提高钢材与底漆之间的附着力,增强涂层的耐腐蚀性能。磷化液的主要成分通常包括磷酸锌、磷酸锰等。
工艺过程:钢材经过脱脂、除锈后进入磷化槽,在一定的温度(通常为 30 - 50℃)和时间(一般为 3 - 15 分钟)条件下进行磷化处理。例如,在船舶建造中,磷化后的钢材表面形成的磷化膜厚度一般在 1 - 5μm 之间,为后续的涂装提供了良好的基底。
磷化处理:
喷涂底漆技术:
二、注意事项
质量控制方面
表面清洁度检查:在除锈和预处理后,要严格按照标准检查钢材表面的清洁度。可以使用标准的清洁度对比样板(如 ISO 8501 - 1 标准中的样板)来判断钢材表面是否达到要求的除锈等级。对于未达到标准的钢材,需要重新进行除锈处理。
涂层质量检测:检查磷化膜的质量,包括磷化膜的厚度、均匀性和附着力。可以使用磁性测厚仪来测量磷化膜厚度,确保其在规定的范围内。对于底漆涂层,要检查其附着力(可以通过划格试验等方法)、外观(是否有流挂、橘皮等缺陷)等。
环境保护方面
粉尘处理:抛丸除锈过程中会产生大量的粉尘,这些粉尘主要是铁锈粉尘和丸料粉尘。需要配备高效的除尘系统,一般采用旋风除尘器和布袋除尘器组合的方式。旋风除尘器可以去除较大颗粒的粉尘,布袋除尘器则可以进一步过滤细小的粉尘,确保排放的空气符合环保标准。
废水处理:在磷化处理和涂料喷涂过程中会产生含有重金属离子(如锌离子)和化学药剂的废水。这些废水需要经过专门的污水处理设施进行处理,通过化学沉淀、中和等方法去除有害物质,达到排放标准后才能排放。
安全操作方面
抛丸操作安全:抛丸设备在运行时,高速旋转的叶轮和抛射出的弹丸具有一定的危险性。操作人员需要穿戴好防护装备,如安全帽、防护眼镜和防护服。在设备维护和检修时,要确保设备完全停止运行,并且切断电源,防止意外启动。
涂装作业安全:涂料中可能含有有机溶剂等易燃、有毒成分。涂装作业区域要严禁烟火,并且要保证良好的通风条件,防止有机溶剂挥发积聚引发火灾或中毒事故。操作人员要佩戴防毒面具和防护手套等防护用品。
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