钢材表面防腐除锈处理方法.docx
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钢材表面防腐除锈处理方法
钢材表面处理
一、此章节参考的标准：
《工业设备、管道防腐施工及验收规范》HGJ229-91
本规范认真总结了冶金、石化、航天航空工业等部门的防腐蚀施工经验，适用于化工、石油化工、冶金、纺织等新建、扩建、改建的工程建设项目中，以钢、铸铁为基体的工业设备、管子及管件的防腐蚀衬里和防腐蚀涂料的施工及验收。
不适用于食品工业、核电工业。
二、表面处理前对基体的要求：
（一）、设备、管道及配件表面处理前对基体的要求：
1、钢制的设备、管子、管件的钢材表面，不得有伤痕、气孔、夹渣、重叠皮、严重腐蚀斑点；加工表面必须平整，表面局部凸凹不得超过2MM。
2、铸铁、铸钢类的设备、管子、管件，不应有空洞、多孔质基体。
3、设备、管子、管件表面的锐角、棱角、毛边、铸造残留物，必须彻底打磨清理，表面应光滑平整，圆弧过渡。
4、设备接管不应伸出设备内表面。
设备盖、塔节、插入管应采用法兰连接。
5、铆接设备内的铆接缝应为平缝，铆钉应采用埋头铆钉，使设备内部无铆钉头突出。
6、在防腐蚀衬里的设备、管子、管件上，必要时应设置检漏孔，在适当位置上应设置排气孔。
7、基体经表面预处理后，应全面检查合格，办理工序交接手续，经过签证后方可进行防腐蚀施工。
8、表面处理前对基体焊缝的要求：
9、设备壳体焊接宜采用双面对焊焊接，焊缝要平整、无气孔、焊瘤和夹渣，焊缝高度不得大于2MM，要彻底清除焊接飞溅物，焊缝宜磨平或磨成圆弧过渡。
如下图1：
10、设备壳体焊缝必须采用连续焊，焊缝不得有裂缝或连续咬边情况，咬肉深度不应超过。
11、设备转角和接管部位应保证焊接要求，焊缝应饱满，并应细致打磨成钝角，形成圆弧过渡，不得有毛刺和棱角。
12、角焊缝的圆角部位，焊角高应为H≥5MM，一般凸出角应为R≥3MM，内角应为R≥10MM。
如下图2、3、4。
13、在清理组对卡具时，严禁损伤基体母材。
施焊过程严禁在基体母材上引弧。
（二）、钢板、钢结构预制件表面处理前对基体的要求：
1、在处理前，钢材表面必须清洁、干燥，对表面处理和涂层施工有一个合适的条件。
2、钢材表面被油脂污染，可采用有机溶剂、热碱或乳化剂除去油脂。
3、钢材表面被有机物、氧化物污染或附着的有旧的衬里或涂层，可采用蒸煮、烘烤、火烧或敲、铲等方法清理。
处理薄壁时，应防止变形。
退火钢或可淬硬钢不得使用烘烤或火烧法清理。
4、钢材表面因为一般情况污染严重，可采用高压水冲洗等。
5、为了保证所有钢板表面涂层的性能，必须进行一定性的处理，包括但并不仅局限于以下：
a）自由边的打磨R=2mm；
b）飞溅焊渣的去除；
c）粗糙焊缝的打磨光顺，表面的不规则度不应超过2毫米。
d）深度超过毫米和宽度小于深度的咬边的打磨和补焊。
e）焊缝气孔的补焊；
锐边
切割边缘是锋锐的，需要用砂轮片打磨光滑后。
打磨的技巧是打磨锐角后再打磨两侧由于第一次打磨后产生的棱角。
飞溅
用铁扦等除去，难以去除的进行打磨。
咬边
焊缝两侧的咬边需要电焊补平后，并打磨光顺。
起鳞
钢板表面可能会出现起层迭片等缺陷，打磨光顺。
三、表面的预处理常规方法：
手工和动力工具除锈。
喷射或抛射除锈。
火焰除锈。
化学除锈。
（一）、手工和动力工具除锈方法：
除锈后不得使金属表面受损或使之变形的工具和手段。
使表面无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。
1、手工处理可采用手锤、刮刀、铲刀、钢丝刷及砂布（纸）等。
2、动力工具可采用风（电）动刷轮、风（电）动砂轮或各式除锈机。
（二）、喷射或抛射除锈方法：
使金属表面呈现均匀的粗糙面，除表面原始锈蚀或机械损伤造成的凹坑外，不应产生肉眼明显可见的凹坑和飞刺。
加压式喷射法分为干喷法和湿喷法两种。
在国内外常用干喷法施工。
1、加压式喷射干喷射法：
用磨料对金属表面进行喷砂预处理，由于高强度磨料颗粒高速喷射对金属表面的冲刷、切削和锤击作用，能使其产生粗化、净化和活化效果。
从而增加了金属表面的粗糙度，增加了金属表面的有效粘结面积，以便涂层与金属表面基体良好结合。
各种类型空气压缩机
1.加压式干喷射操作过程：
a）在开车前先装满砂，然后开压缩机，同时打开油水分离器阀门（除去水份和油污，使压缩机空气干燥、洁净），先送气后送砂。
空压机产生的压缩空气压到盛满砂子的砂罐底部的三通部分，在那里与砂子混合，并沿橡胶管输送到喷嘴高速喷射到金属表面而达到除锈效果的。
b）喷砂操作时，喷嘴处的空气压力控制在，喷射角度为30°--70°，喷嘴的最佳内径为5--8mm,喷嘴至加工面距离为80-200mm。
实际操作时，应视工作压力与所处理表面的锈蚀程度，适当控制距离，但一般不小于80mm，其喷射角度不小于30°。
焊缝转角、氧化皮完整的部位应作重点喷射。
待砂罐内砂用完后，要先断砂后关气，。
如此循环重复，直至喷射完全除去金属表面上的油脂、氧化皮、锈蚀产物等一切杂质，达到施工要求的喷射标准。
c）砂枪头在移动时要匀速向前进，返回时枪头覆盖面要重叠1／3,使上下两次表面保持颜色一致，粗糙度均匀一致。
枪头移动方向可以左右或上下，也可快速来回左右或上下移动，但同一表面上的枪头移动速度要一致，才能使同一整个表面颜色粗糙度均匀一致。
d）喷砂结束时，应将喷砂机的放空阀打开，使压力降到零，再将缓冲罐、分离器的放空阀打开，最后切断空压机的电源。
2.加压式干喷射喷砂环境要求：
喷砂施工适宜的环境温度为5~35℃。
相对湿度不大于80%，金属表面的温度至少应比露点温度高3℃。
如遇到下雨、下雪及霜、雾等天气，必须停止喷砂施工作业。
3.加压式干喷射喷砂磨料：
磨料应具有一定的硬度和冲击韧性，磨料必须净化，使用前应经筛选，不得含有油污。
天然砂应选用质坚有棱的金刚砂、石英砂、硅质河砂等，其含水量不应大于1%。
也可选用激冷铁砂、铁丸，以及钢线粒、段或铁丸和钢丸。
磨料需重复使用时，必须符合下面工艺指标的规定。
4.加压式干喷射处理操作工艺指标应符合以下规定：
5.如果钢材表面严重孔蚀：
要求喷砂进行后再以淡水冲洗，然后再重喷，以减少可溶性盐份带来的腐蚀。
对于油品和化学品储罐的内壁，可溶性盐份的最大允许浓度为30mg/cm2。
如果喷砂发现返锈很快，说明盐份溶剂过高，必须进行这样的步骤。
6.操作注意事项：
a）压缩空气是否干燥洁净、无水份和油污，检验的方法是：
将白纸、白布或白漆靶板置于压缩空气流中1min，其表面用肉眼观察应无油、水等污迹。
b）空气过滤器的填料应定期更换，空气缓冲罐内积液应及时排放。
c）压缩空气与喷砂软管和接头的摩擦，使喷嘴处的工作压力要下降很多，经过多年的施工现场测定，一般当空压机的排气压力为时，喷嘴处的压力能达到。
为了保证喷嘴处的压力在Mpa以上，必须选用排气压力的空压机。
d）喷嘴的选择及更换：
喷嘴的直径直接影响出口压力，实践证明5--8mm的喷嘴可以满足喷砂除锈的工艺要求，在使用过程中超过8mm的喷嘴须更换，为了避免喷嘴的频繁更换而影响施工进度，应选用优质钨钢或陶瓷喷嘴，使用可达数千小时。
e）喷砂软管的选择：
选用BH-C型高耐磨橡胶软管。
工作压力可达到Mpa，两端带快速接头，安全寿命可达到2年以上。
f）选择坚硬、有棱角的砂子。
砂子必须净化干燥，使用前应经筛选，不得含有油污。
含水量应不大于1%。
g）需暂停或中止喷砂时，应关闭喷砂管阀门或折叠喷砂管阻砂，绝对禁止采用停空气压缩机的方法，以免喷砂机内及砂管内的压力把磨料倒吸入缓冲罐、分离器甚至风源，并造成磨料在砂管内堵塞。
h）金属表面不作喷射处理的螺纹、密封面及光洁面应妥善保护，不得受损。
i）干法喷射后的金属表面不得受潮。
7.喷砂除锈安全措施
a）喷砂作业的主要危害有：
粉尘、机械伤害等。
b）喷砂作业人员身体健康基本要求：
无哮喘、肺结核、心脏病、高血压、烂尾炎等呼吸、肺部、急性疾病。
c）喷砂作业人员必须穿戴防护服，佩戴整体或带供氧管道的头盔和保护听力的器具等，其他在喷砂作业棚工作的人员必须佩戴整齐PPE用品（如果有条件每周吃两次猪血）。
高空作业时还须系上安全带。
d）空气压缩机和喷砂罐必须由专业技术人员操作。
2、辊道输送式多功能抛射除锈机：
a）辊道输送式高性能抛丸清理设备，在清理过程中由调速电机带动输送辊道将工件送进清理室内抛射区时，利用抛丸器高速旋转的叶轮将钢丝切丸（弹丸）加速抛打至工件表面，对工件表面周身各表面受到来自不同方向的四到八个抛丸器总成的密集强力弹丸的打击与摩擦刮削以清除工件表面的铁锈和污物，表面获得一定粗糙度的光亮表面，然后利用滚刷、收丸螺旋和高压吹管将工件表面的积丸和浮尘吹扫干净，同时工件由于受到密集强力冲击，消除工件应力，避免工件变形。
b）清理过程中，撒落下来的丸尘混合物经室体送料螺旋输送机汇集于提升机下壳，再经提升机、输送机到达分离器，经分离器产生丸尘瀑布，由风口吹扬除去尘埃，分离后的干净弹丸落入分离器料斗，经弹丸输送系统由抛丸器抛出。
c）来自分离器、清理室内的空气尘埃由通风机带动，通过风道管路系统，由布袋除尘器除尘，效率可达99%，净化后空气经烟囱排放到大气中，颗粒尘埃被捕捉收集。
d）辊道输送式高性能抛丸清理设备由以下几个功能部分组成：
抛丸清理室、转刷装置、尾吹装置、抛丸器总成、输送系统、溜丸管、提升机、分离器、输丸系统、除尘系统、电器控制系统等。
特殊的分丸轮结构，当弹丸速度在68-72m/s时，抛丸效率均可达到16kg/min·kw。
1.开机程序：
除尘器→分离器→提升机→螺旋输送器（横向）→螺旋输送器（纵向）→抛丸器（1~8）→供丸闸门→转刷→升降螺旋输送机→尾吹→转刷升降系统（开机后处于自动控制状态）
2.关机程序：
弹丸闸门关闭（控制装置自动控制）其余关机顺序与开机顺序相反。
3.机器运转前后检查：
a）运转前要检查护板、橡胶帘等易磨损情况，及时更换。
b）检查各个运动部件的配合，螺栓连接是否松动，及时拧紧。
c）检查是否有杂物落入机内，及时清理严防渡塞，检查各部位润滑是否符合规范。
d）检查各部位润滑是否符合规定。
e）开机前应在确定室内、进出口无人才能启动。
f）要按照电气操作规程操作。
g）启动机器前要发出信号，使机器附近的人员离开。
4.运转中检查：
a）运转中要经常检查工件清理质量，必要时调整弹丸抛射角度和工件输送速度。
b）运转中观察工件是否跑偏，及时调整。
c）注意抛丸器运转中的震动和音响是否正常，轴承和电机升温情况，当出现异常时停机检查，排除故障或更换叶片。
5.维护保养：
a）机器应定期检查，注意保养及定期润滑。
b）检修时严禁将工具、螺丝及其他杂物遗留在机器内。
c）严禁地坑受潮，严防弹丸生锈结块，机器如长期不用应定期启动机器半小时。
d）机器应在运转中定期清除分离器、除尘器内的废料，保证设备正常运转。
e）每天上班前必须检查运转部分是否正常，做到勤保养勤检查。
f）设备内有易损原件，如定向套、分配轮、叶片等，要及时检查磨损程度并及时更换，以保证正常运行，室体内装有耐磨护板，每周要及时到室内检查，有无掉落破损，如有破损掉落必须及时更换。
g）提升带要及时检查是否松动，如有松动及时调整。
6.抛丸操作安全措施
a）设备必须由专人操作，非操作与维修人员不得进行操作。
b）进行维修时必须切断电源，并在醒目位置挂上警示标记。
c）橡胶帘和除尘器等避免明火。
d）防护罩等在机器运转时必须安装牢固。
e）发生停电时，要切断机器总电源。
f）上班期间严禁工人进入抛丸室体内。
检修时，在负责人允许的情况下，使全线机器设备保持停机状态，并外面挂有警示牌，方可进入。
g）电器部分检修要有专业人员操作，变频器程序不得私自调整。
h）开机前应在确定室内、进出口无人才能启动。
i）要正确按照电气操作规程操作。
j）启动机器前要发出信号，使机器附近的人员离开。
k）经常对操作人员进行抛丸设备操作过程中的安全培训工作，使其了解抛丸设备的工作原理与结构特征。
l）工作时人员远离室体进出口处，防止弹丸飞溅入眼，并挂牌警示。
m）当抛丸器没有完全停止转动或没有切断电源，不允许打开抛丸器护罩。
3、管道轮胎输送连续式抛射机：
由气动装置抬起整根管道放到上管道区域平台，由调速电机带动传动轴，使轮胎转动带动整根管道旋转向前，进入抛射机清理室内抛射区时，利用抛丸器高速旋转的叶轮将钢丝切丸（弹丸）加速抛打至管道表面，管道旋转向前从而使表面周身受到下方密集强力弹丸的打击、摩擦、刮削以清除表面的铁锈和污物，使管道表面获得一定粗糙度的光亮色度，然后管道加速旋转向前脱离管道连接头到达下管区域平台，再由气动装置抬起整根管道放到滑道上进入喷漆区域。
1.抛丸机的主要构件
a）除锈仓支架2个；[附带2个20KW电极]。
由皮带与除锈仓抛射轮连接。
b）除锈仓1个；[附带2个抛射叶轮机组；机组上带接料管2个，下料管4个]
c）料斗1个
d）提升机1个[三组件装]，动力电机在除锈仓上安装，与提升机链接。
e）吸尘器1个，有布带式振打器1个若干件风道与除锈仓连接。
f）上管动力轮架1个，11米长，调速机比为1：
50下管动力架1个，6米长，调速机比1：
40。
入/出口单动力架各1个，调速比1：
30。
各调速机与操作台连接。
g）操作台1个，控制各动力电机和汽缸或油缸。
用于上下管的起重装置。
2.抛丸机的安装与注意事项
a）首先是除锈仓的安装；按图纸建造的预留坑把除锈仓支架放好，然后放上除锈仓，螺丝连接，先不要上紧。
然后装上料斗。
然后放上提升机与除锈仓底部上好，再把提升机全部装好。
然后检查所有的螺丝，上紧。
把接地螺栓装上，上紧。
[注意；除锈仓一定要安装水平，因为这还关系着上下管支架的水平安装。
提升机皮带也要是水平的，用拉紧螺栓调整拉紧。
{水平以上下的轴为准}。
如果不水平的话机器运转起来它会走斜，从而碰撞提升机壁板。
除锈仓和提升机的动力电机；皮带和链条装上后也要拉紧。
否则会影响其力量和效率。
b）上下管动力架；首先把上下支架和单动力架吊放在一定的位置，把轮子装上。
拉一条线穿除锈仓而过，然后调整支架和两个单支架，要与除锈仓是一条线，调好后，调整支架的两排轮子的中要与除锈仓的进/出口水平一致。
轮距的调节丝杠要加上护套。
上下管架与除锈仓的顺直度和水平度，直接影响连续作业接头的速度。
全部效正好后，把接地螺栓固定好。
防止作业是震动，把支架移动。
最后把除锈仓地周围和上下管支架的一侧装上护栏
c）除尘器的安装；可根据现场的环境和地理位置决定。
用风道连接至除锈仓就可以了。
d）电器；一定要熟知其功能和固定接法的人安装。
否则就叫厂家的电工或专业电工安装。
3.抛丸机的操作和调试：
a）首先启动上管架电机和调速机调至一定的速度。
再启动单动力电机和调速器与上管架同速，再启动下管架电机与前之同速。
b）然后启动空压机，使之压力达到工作压力。
再启动提升机/引风机，然后启动抛丸机动力电机1/2。
c）放上管子转至除锈仓口时，打开料斗闸门放料，全部动力开始工作。
抛丸机的效率体现在连续作业上，开始的一根管做为引管会有一部分除锈不完整。
第一根管子抛完后要换一下头把没抛完的部分抛完。
当第一根管子的尾部走至脱离上管架时，应放上地二根管子。
把两跟管子的头部放好垫子防止钢丸进到里面不好清理。
放上第二根管子后，上管动力要加速使之追上第一根管子，用接头连接。
后把调速器转速降低到比单动力高一点。
d）当第一根管与第二根管的接头走至除锈藏出口支架时。
下管动力应加速使之接头脱离开。
后用汽缸把除锈好的管子移至喷漆工作处。
放下汽缸，把速度降至与单动力同速。
所有操作程序这样反复进行。
到一天工作结束是要把引风机停掉用振打器振4---5分钟。
停机时要先把下料闸门怪关掉，提升机继续运转4---5分钟以便把余料提至料斗。
e）注意；启动的时候一定要先开提升机，后启动除锈动力。
关的时候反之。
因为操作台的电器线路有自保系统。
如果先关提升机的话，系统会将除锈动力的电段开。
振打器与引风机也有保护系统，引风机不关振打器不通电。
f）管子转速的调节；如果转速表上达到最高是，仍达不到工作需要时。
可将轮子的倾斜度调节一下。
轮子底部与架子连接处打有钢印。
可将全部轮子的倾斜度调大一点。
下砂量的大小可根据现场除锈的质量调大或调小，如果砂门大到一定程度质量仍不行的话。
那就把转速降低或倾斜度调小。
因为砂门太大除锈动力负荷就会加大。
会使电机或电线发热。
操作台的热继电器就会自动段开。
从而是工作不能继续。
出现这种情况时，把热继电器的复位按扭按下去便可。
但要降低其工作负荷，不然还会断开。
当除锈机动力不足时可检查一下皮带的松紧度，然后调节。
或者检查一下抛轮的磨损度
g）当提升机皮带松时一定会出现杂音，碰撞四壁。
出现这种情况时，把提升机上部的拉紧螺栓调节一下便可。
在安装好的头半个工作日内要注意检查引风机的风力情况。
风力太大的话会把除锈仓里颗粒小的钢丸吸至除尘器里，而加大了钢丸的损耗量。
出现这种情况时把风道上的两个蝶阀调小一点，慢慢小。
用着检查着，也不要调的太小了，太小的话会使除锈仓内的灰尘密度大，这样除锈完的管子会有好多灰尘。
不便与喷漆。
h）不同管径轮距的调节可参照下表。
管径
轮距CM
DN80
22
DN100
22
DN150
19
DN200
19
DN250
17
DN300
17
DN350
17
DN400
12
DN450
2
DN500
9
DN600
9
注：
以轮子底座与总架子的边为准
4.安全事项
a）抛丸机安装完以后，预留坑的周围一定要有护栏，提升机的链条和除锈动力的皮带也要有防护。
b）所有的电线一定要有管子做防护，因为用得着抛丸机的工程一般都很长没有防护的话会老化的很快。
放在地面上的电线一定要有钢材防护，防止东西把它砸坏或重物压坏。
为防止机器运转时漏电或产生的静电伤人，一定要有接地保护。
电机露天的一定要有防雨防晒棚。
操做台一定要有锁，防止非操作人员乱动和操作。
c）所有施工现场的作业人员一定得配有耳塞；面罩。
操作台操作人员必须经过项目部领导选用；培训后方可操作。
（三）、火焰除锈：
利用金属在受热受冷的环境中不同的热胀和冷缩体积的变化和物质高温烧焦碳化的原理使疏松的氧化皮、锈蚀产物焦化和脱落。
1.火焰加热种类：
氧气、乙炔加热；液化石油天然气喷枪加热；汽油加压喷灯加热。
2.注意事项：
a）手工或电动工具处理配合效果最佳。
b）处理薄壁工件是，应防止壳体变形。
c）退火钢或可淬硬钢不得使用烘烤或火烧法清理。
（四）、化学处理：
1.化学处理的方法种类：
a）循环法
b）浸泡法
c）喷射法
2.经酸洗后的金属表面，必须进行中和钝化处理，根据设备、管子、管件等工件的形状和大小、环境温度、湿度以及酸洗方法和不同，可选用以下方法：
a）中和钝化一步法：
附着于金属表面的酸液应立即用热水冲洗，当用PH试纸检查属表面呈中性时，随即进行钝化处理；
b）中和钝化二步法：
附着于金属表面的酸液应立即用水冲洗，继之用5%碳酸钠水溶液进行中和处理，然后用水洗支碱液，最后进行钝化处理。
3.注意事项：
a）酸洗液必须按规定的配方和顺序进行配制，称量应准确，搅拌应均匀。
b）为防止工件产生过蚀和氢脆，酸洗操作的温度和时间，应根据工件表面除锈情况在规定范围内进行调节。
c）钝化处理后的金属表面不得互相重叠，应在空气流通的地方晾干或用压缩空气吹干。
d）用水稀释硫酸、盐酸、硝酸时，必须一面搅拌，一面将酸慢慢倒入水中，不得将水直接倒入酸内。
操作时。
应备有2-5%的碳酸钠溶液。
e）化学处理的各道工序应连续进行，不得中途停顿，以免再度生锈。
f）化学处理工件的全过程中，操作人员必须佩戴全PPE用品，以防止损伤皮肤、眼睛和呼入有毒气体损伤人体内脏。
如酸接触皮肤时，应及时用水冲冼。
四、表面预处理后验收：
a）参照涂装前钢材表面《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8928-88中照片验收。
b）表面清洁度测试：
用透明胶带测试。
c）粗糙度测试：
一般要求在30－85微米。
d）盐分测试：
30mg/cm2。
e）表面处理后必须在四个小时内完成质量验收和油漆涂装工作。
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