关于钢材除锈的两三件事

　　金属表面处理最直接的方法是除锈，钢材是最重要的防腐工程。除锈是一个宽泛的内容。除了去除钢材表面的锈层，还需要去除钢材表面的油污、水分、氧化皮、旧涂层等污染物。只有去除这些锈层和污染物，才能保证防腐层的附着力和功能，保护钢材不受外界环境的腐蚀，严格延长钢材的使用寿命。

　　钢材表面除锈的方法有很多，其中常用的有手工和机械除锈以及喷砂除锈。根据钢基防腐涂层的处理要求，可分为多级。我国GB8923规定了几个等级标准，如St2、St3、Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3。手工除锈主要使用砂布、锤子、铲子、刮刀、钢丝刷等简单工具。施工简便，但劳动强度大，除锈质量差，效率低。这种方法只能在其他方法不具备的条件下局部使用，如个别钢构件的修整或钢结构安装工程的局部除锈处理。机械除锈使用电动工具或压缩空气驱动的工具，如电动砂光机、气动砂光机等工具驱动砂轮、砂纸盘、线轮等。一般可以去除疏松的氧化皮、铁锈、旧漆膜等污染物，但不能去除牢固附着在钢材表面的氧化皮，铁锈和旧漆膜没有粗糙度。当然，用于局部除锈的钢针打磨机会产生一定的粗糙度，即钢针耗材成本高，不适合大面积使用。

　　喷砂除锈是用压缩空气带出磨料，喷在钢材表面的除锈方法。沙子成本低，来源广。河沙和海沙一直是人工沙。部分钢砂、钢丸替代了重复利用率低的天然砂，如矿砂、石英砂等。由于露天喷砂造成的环境污染，根据环保要求逐渐限制。此外，真空喷砂对砂的回收和环保有很好的要求，在除锈施工中逐渐被推荐。但局部使用相对经济，大面积使用仍需解决技术难点。

　　喷砂污染环境。对于干喷砂，干喷砂是带动砂子或钢砂以0.5-0.7MPa的气压高速喷到钢表面，以去除金属表面的铁锈、氧化皮等污染物。它具有一定的粗糙度，是目前应用最广泛的表面处理方法之一。但湿式喷砂符合当今环保的要求，正在被大力提倡，即所有湿磨料都是由压缩空气带出，喷在钢材表面，去除金属表面的铁锈、氧化皮等污染物，具有一定的粗糙度，解决了干喷砂带来的环境污染问题。但在喷砂过程中，钢材表面会产生闪锈，这是二次返锈，需要添加缓蚀剂，这也导致了缓蚀剂的清洗彻底性和涂层附着力相互影响的矛盾问题。如何解决这一问题仍然是湿法喷砂最热门的研究方向。抛丸除锈利用离心力，高速旋转的叶轮以90-95m/s的速度抛掷磨料冲击钢材表面。常与钢丸、钢砂磨料混合，具有一定的粗糙度，自动化程度高，适合流水线生产，除锈效率高，一次性投资成本高。抛丸有悬挂式、鼓式和贯通式三种，贯通式是大型防腐设备钢材除锈的主要方法。

　　高压水射流除锈，以水为介质，通过高压发生器形成高压，再通过专用喷嘴快速喷出，使水射流形成高度集中的能量，像子弹一样冲击研磨金属表面。锈层、垢层、油污或其他污染物多呈层状或孔洞状分布。一旦氧化皮层被穿透，超高压水射流就会像楔子一样插入氧化皮层和金属表面之间膨胀爆炸，可以清除氧化皮、旧涂层、氧化皮和硬污染物。如果加入磨料，会产生粗糙度和较好的清洗效果，会像普通的水喷砂一样产生闪锈，必须加入缓蚀剂。一般来说，有磨料的水的工作压力约为10兆帕，而没有磨料的纯水射流的工作压力为150-200兆帕甚至更高。高压水射流除锈虽然环保，但成本高，安全要求高，必须持证上岗。在我国，水射流除锈多用于船舶维修、石油化工储罐、天然气站等安全区域的金属表面除锈。

　　除了上述除锈方法外，化学除锈也是常见的表面处理方法之一，广泛应用于电镀、磷化、达克罗等行业。化学除锈，俗称酸洗，是指酸液与金属表面的铁锈、氧化皮发生反应，达到除锈的目的。常用的酸液包括硫酸、盐酸、硝酸、磷酸氢氟酸等。酸洗后的金属表面具有良好的清洁度和一定的粗糙度。但是这种方法污染环境，对健康有害。酸洗是一种腐蚀行为，会引起氢脆，危害金属强度。某些精密零件不建议酸洗。

　　火焰除锈在防腐施工中比较少见，即通过烧蚀的方式清除碳钢表面的铁锈、旧涂层等污染物。工艺是先铲掉金属表面松散的锈层，然后用火焰烘烤加热，用电动钢丝刷清理干净。或完全烘烤加热，使锈层、旧涂层或其他污染物膨胀、崩解、开裂、爆炸或熔化碳化。该方法适用于薄锈层、旧漆膜或油性金属表面的处理，不适用于薄壁金属设备和管道，也不能用于退火钢和可硬化钢的除锈。金属变形容易因火焰除锈造成，使用时要特别注意，不建议使用承重钢结构和有精度要求的构件。

　　激光除锈是激光清洗，利用高频高能激光脉冲照射金属表面，锈层、旧涂层和污染物瞬间吸收聚焦的激光能量，使表面的锈层、旧涂层等污染物瞬间蒸发或剥离，高速有效去除表面附着物或表面涂层和锈迹，作用时间短。光束转换成声波，从下表面返回，与入射波发生干涉，从而产生共振，引起污垢层或冷凝物振动破裂；金属与表面污染物在一定波长下对激光能量的吸收系数不同，使得污染物吸收激光能量瞬间膨胀，形成很大的脱离加速度，克服了金属表面对污染物的吸附力而脱落。激光瞬间将污垢分子汽化、分解、蒸发或爆炸，使金属表面的污垢在此作用下松动并与金属表面分离。激光诱导等离子体冲击波，冲击波去除污染物。激光除锈适用于小面积除锈，多用于精密零件、航空航天部件、军工、核电行业及零件微加工，不适用于大面积除锈。此外，情商干冰除锈又称干冰清洗或冷喷涂，以压缩空气为动力和载体，以干冰颗粒为加速颗粒，通过专用的喷涂机喷涂到金属表面。-78.5低温冻剥是指干冰颗粒先作用于脏金属表面冻结、脆化污染物，导致断口由粘弹性状态变为固态，非常脆，粘度降低，与金属表面的附着力急剧下降。同时表面积增大，污染物自动剥离，使污染物或锈层在冲击力下被气流卷走，从而达到清除污染物、除锈的目的。干冰除锈除油、环保卫生性能优异，广泛应用于印刷、铸造、食品、电子、航空、核污水处理等领域。干冰除锈在防腐除锈应用中仍受成本因素影响，无法大面积使用。此外，运行时噪音大，需要采取保护措施。

　　大部分的金属表面处理和钢材除锈都有相应的规范和标准，少数以及先进技术在特殊领域的应用也在引起防腐专家的关注。除锈不是简单的施工方法，而是要纳入防腐体系，形成独特的理论和应用范畴，有完整的标准约束和支撑，构建钢材表面处理和涂装双重保障的防护屏障。作者根据已有的除锈规范和标准进行了列举和总结，提供给防腐一线的技术人员，并作为防腐实践施工中质量保证的重要指南，如GB/T  8923.1-2011、sspc-vis1、sspc-vis3、sspc-sp12、nace  # 5、JB/T  6978-1993。

　　SSPC-SP8等等。

　　随着环保形势的日益严格，钢材涂装质量越来越高，除锈技术也越来越先进。而且，防腐费用的比例也会大大增加。只有把金属表面处理，特别是钢材除锈提到最重要的位置和重视程度，才能确保防腐涂层的最佳应用效果。防腐蚀是表面处理和防护系统之间的一种互相关技术，是一个不可分割的整体。为了实现长期的防腐寿命，保护钢材的使用寿命，除了开发优良的防腐涂层外，还需要开发优良的配套除锈设备、磨料和金属表面处理检测仪器。环保、高效、经济、方便、彻底是未来钢铁除锈乃至金属表面处理的发展趋势，也是推动高质量涂装发展的重要保障。