钢结构涂装作业中的表面处理

张健

摘要：钢结构涂装作业中的表面处理是一项重要的步骤。表面处理效果的好与坏，直接关系到钢结构涂装作业的成败。本文介绍了表面处理的目的与对象、表面处理的标准、种类、粗糙度以及磨料。

关键词：钢结构;防腐蚀;表面处理

1引言

随着工业的飞速发展，钢结构在桥梁、电厂、大型生产装置、海工结构等不同领域、不同环境中都得到了广泛的应用。钢结构在不同的环境中产生了日益严重的腐蚀问题，严重影响了正常的安全使用和生命财产的安全，给人民经济带来巨大的损失。所以，在设计钢结构时就应该根据使用情况、环境状况等因素进行合理的涂装设计。钢结构涂装寿命长短的关键因素取决于表面处理，表面处理也是涂装施工中最关键的步骤，耗费成本最高的一个步骤。

2表面处理的目的

大部分的涂层缺陷都是来自于不良的表面处理。任何涂料在处理不良的表面上都无法发挥其最佳性能。高等级的表面处理质量将会延长涂料的寿命。

表面处理包含以下三个目的：

（1）表面清理：除去表面上对涂料有损害的物質，特别是氧化皮、铁锈、可溶性盐、锌盐、油脂等。

（2）结构处理：对于底材的本身必须进行一定的处理、修补，如锐边的打磨倒角的磨圆，飞溅的去除，焊孔的补焊及磨平等。

（3）表面粗糙度：表面粗糙度增大了对涂层接触表面，并有机械吻合作用，提高了涂层对底材附着力。粗糙度过大，在波峰处往往引起厚度不足，引起早期点蚀;粗糙度过大，也会使得油漆损耗过大。

3表面处理的标准

在判断表面处理的程度时，国际上有很多不同的标准，如：ISO8501：1988、GB8923-88、SSPC/NACE、JSRASPSS。我国采用的是GB8923-88，它等效于ISO8501：1988。

ISO8501-1：1988表面处理的要求

用手工动力工具，例如用手工铲刀、打磨机械等工具进行的表面预处理，以字母“St”表示。手工和动力工具清理前，任何厚的锈层应予以铲除，可见的污垢应予以清除。手工和动力清理后，表面应清除浮灰和碎屑。

St2彻底的手工和动力工具除锈，在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂和污垢，并且几乎没有附着不牢的氧化皮，铁锈、油漆涂层和异杂物。

St3非常彻底的手工和动力工具除锈，与St2相比，但表面处理要彻底得多，表面应具有金属底材的光泽。

以喷射清理方式进行的表面预处理，以字母“Sa”表示。喷射清理前，任何锈层应予铲除，可见的油脂和污垢也应予清除。喷射清理后，表面应清除浮灰和碎屑。

Sa1轻度喷射处理在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮，铁锈、油漆涂层和异物。

Sa2彻底喷射处理在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见油脂和

污垢，并且几乎没有氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物。任何残留物应当是牢固附着的。

Sa2非常彻底的喷射处理在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂和污垢，并且没有氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物。任何残留的痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑。

Sa3使钢材表观洁净的喷射清理在不放大的情况下进行观察时，表面应无可的油脂和污垢，并且氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物。该表面应具有均匀的的金属色泽。

4表面处理的种类

钢结构制作中的表面处理的方法可分为：手动工具处理、动力工具处理、喷砂处理、水喷射和化学处理等。

4.1手动工具处理

手工打磨适用于那些不需要进行喷砂处理的小面积部位。相应的处理标准有SSPCSP2和ISOSt2。

手动工具清理除去所有松散的氧化皮，锈，油漆和其他有害的外来物质。这种方法不能除去粘附的氧化皮，锈和油漆。

常用的工具有砂纸、钢丝刷、凿子等。这些工具的选用取决于环境和具体使用部位。

在涂装作业中，手动工具可以有针对性对锈蚀部位进行处理，除去锈蚀和缺陷涂层。手动工具的使用费用低廉，可以很好地完成涂层的维修处理，它可以在狭小部位施工，产生的灰尘很少。与其它表面处理方法相比，它更适合于在敏感设备及人们工作的区域进行工作。

4.2动力工具清理

动力工具要使用诸如电或压缩空气等能源。动力工具可以除去所有松散的氧化皮，铁锈，旧漆膜和其他有害物质，但是不能除去附着牢固的氧化皮，铁锈和旧漆膜。

动力工具除锈在SSPC中有两个级别，SP3和SP11。SP3要求表面没有松散的氧化皮、锈蚀，漆皮和其它杂物。SP11则要求裸露出金属本色，级别更高，除了以上要求外，还要求表面有一定的粗糙度至少达到25μm。在ISO8501-1中则只是规定St3，要求处理过的钢材表面裸露出金属光泽，而没有对粗糙度作出要求。

4.3喷砂处理

喷砂处理可以拉毛原有涂层，以便复涂，也可以用喷砂清理彻底清除原有的腐蚀物、涂料和氧化皮。喷砂处理是所有表面处理方法中最有效的一种。

喷砂处理的磨料硬度和数量与磨料离开喷嘴的速度相结合，可以产生很大的力量。当磨料冲击表面，它可清除原有的涂层、腐蚀物和氧化皮，还能通过形成尖角状的表面粗糙度，增加钢铁表面积。喷砂处理的清洁度最终是由喷嘴与表面之间的距离和施工人员的“停留时间”决定的。表面

粗糙度和粗糙度形状取决于所用磨料的类型和尺寸以及被处理表面的硬度。

5表面粗糙度

表面粗糙度定义为当磨料高速撞击表面时和使用某种动力工具冲击表面时产生的尖峰与谷底深度的最大值。粗糙度形成时，表面积会增大，从而增强了涂层对表面的附着力。当表面粗糙度不够时，可能会导致涂层附着力欠佳，而表面粗糙度太大则会引起针尖锈蚀，并且需要更多数量的涂料去填充粗糙表面所有的“谷底”，以便在粗糙度表面的“尖峰”上达到规定的涂层厚度。因此，符合最小与最大表面粗糙度规定是涂层成功的关键。

粗糙度测量的种类分为三种：

表面粗糙度比测器、表面粗糙度深度测量仪、复制胶带

复制胶带法可以有效地测量出表面粗糙度的具体数值，并且能够保存记录。

通常在一定的区域内要测量三点，可以看出粗糙度是否均匀，以及求得其平均值。

6钢结构表面处理存在的主要问题

目前，钢结构表面处理主要采用钢砂进行喷砂处理，一般要求表面清洁度达到Sa2½级，表面粗糙度达到50μm～100μm，主要存在以下几个问题：

（1）表面油污未清除干净。钢结构表面的油污对油漆涂装质量产生重大的影响，必须在喷砂处理前清除干净。油污的清除不能采用喷砂的方式清除。清理油污需采用专用的溶剂擦拭，并用高压水枪冲洗。

（2）表面清洁度未达到要求。喷砂处理时产生了大量的灰尘，导致喷砂房的光线非常暗淡;另外由于钢结构的结构较复杂，导致有些部位的视线受阻而漏喷或噴砂不到位。

（3）表面粗糙度过高。表面粗糙度过大原因是使用的磨料粒度过大，

空气压力过大，喷砂时停留的时间过长。根据实际情况，降低磨料的粒度，喷嘴压力降低，缩短喷砂停留时间，使得表面粗糙度有了很大的降低。

（4）钢结构设计本身的缺陷使得某些部位难以喷砂，从而达不到要求。某些部位在产品制作完成后难以喷砂施工，但是在制作前，先进行喷砂预涂处理，这样就解决了制作后难以喷砂的难点，从而达到了喷砂要求。

（5）油漆涂装前污染。钢结构表面的喷砂处理完成后，如：吊装运输过程中的设备漏油污染，钢结构表面的再次修补、打磨产生的污染，天气变化使得相对湿度提高而使表面返锈加快，等候时间的过长使得表面返锈等原因造成油漆前的污染。要避免这些污染，我们要在日常的工作中做好设备维护保养工作，钢结构喷砂前的检验要尽量到位，底漆涂装的准备工作要完善。这样才能提高我们的涂装质量。

7建议

钢结构的表面处理是钢结构涂装施工中最关键的一个步骤，表面处理效果决定了整个涂装系统最终使用寿命的一个关键因素。在涂装施工中，应严格按照涂装施工作业指导书进行，只有确保表面处理的成功，才能保证整个涂装系统的使用寿命。

在不同的环境中，钢结构的涂装系统的要求是随着环境的不同而改变，表面处理的程度也随之改变。也就是说，业主指定的表面处理等级虽然较低，但其选择的涂装系统适用于该较低等级的表面处理，仍能在其服务环境中提供长期保护，可节省其涂装项目的费用。

参考文献：

[1]陈祥钢结构的腐蚀及其防护探析材料与结构2005

[2]石磊黄波钢结构防腐中国科技信息2005

[3]尚茜钢结构的腐蚀及涂层防护建筑技术开发2003