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1、表面清理,进行覆盖层保护的施工之前，表面必须进行预处理，以保证覆盖层的完整、均匀、与基体结合牢固 。 表面清理的目的和要求 ： 金属表面应除尽氧化皮、锈层、油污及其他附着物。 金属表面应显示出均匀一致的金属本色，具有需要的粗糙程度 。 非金属如混凝土表面要求表面平整，没有裂缝、毛刺等缺陷，没有油污、灰尘及其他脏物,表面清理方法 ：,按使用的方法 机械清理 化学、电化学清理 按清理的目的分为 除油 除锈,除锈,方法包括：手工和动力工具除锈，喷射 或抛射除锈，化学除锈(酸洗)，火焰除锈，喷丸、抛光、高压水除锈、锈转化及清理等 手工除锈 ：采用钢丝刷、铲刀、废砂轮、砂布用手工方式除去金属表面锈层和氧
2、化皮，一般用在工件和设备表面积小，或不能使用其他除锈方法的场合 动力工具除锈：气动除锈、电动除锈,喷射（喷砂）除锈：除锈效果好，可使基体露出金属本色。 以压缩空气为动力，带动磨料通过专用的喷嘴，高速喷射到金属表面，靠冲击与摩擦力除去锈层和污物。 磨料：激冷铁砂、铸钢碎砂、铜矿砂、铁丸或钢丸、金刚砂、石英砂等 装置：空压机、喷砂罐、喷嘴 存在问题：粉尘问题 解决办法：湿法喷砂和密闭喷砂,注意问题： 注意安全。 喷砂后用压缩空气将金属表面的灰尘吹净，并在规定时间内涂上底漆或采用其它措施防止再生锈。,1. Sa3最彻底清理级 表面呈一致的灰白色，有一定的粗糙度以提高涂层的附着力。表面上的油脂、污垢、
3、氧化皮、锈、腐蚀物、氧化物和其他杂质均应彻底清除干净。 2. Sa2.5很彻底地清理级 表面上所有的油脂、污垢、氧化皮、锈、腐蚀物、旧漆和其他杂质被清除，允许存在由于清理不彻底而出现的阴影或色差，但至少要有95%表面达到Sa3的水平，5%表面仅出现轻度色差。 3. Sa2较彻底清理级 表面上的油脂、污垢、铁锈和其他杂质全部清除，锈、氧化皮和旧漆被清除，允许存在由于锈和氧化皮清除不够彻底而出现的阴影或色差。如果钢材表面已发生点蚀，蚀点深处会存在少量的锈或旧漆。 4. Sa1非彻底清理级 表面经全面清理，油脂、污垢、松动的锈皮、松动的氧化皮、松动的漆皮被清除，与基材结合牢固的氧化皮、锈、油漆和涂层
4、允许在喷漆清理后残留在表面，表面上出现大量的分布均匀的金属斑点。,化学除锈,利用酸溶液具有溶解金属氧化物的能力来除去金属表面锈层和氧化皮，反应时放出的氢气对氧化皮还产生机械剥离作用。 常用酸洗用酸有盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸以及某些有机酸。酸洗液中需加入高效缓蚀剂 。 方法：浸泡法、淋洗法、及循环清洗法 注意：清洗完后稀碱液中和，热水冲洗，低压空气吹干,酸洗膏除锈 酸洗的酸加缓蚀剂和填料制成膏状物，涂在金属表面，除锈后用水清理，再涂以钝化膏 锈转化剂清理 锈转化剂：转化液：A液体 黑色粉末：B（促进剂） 方法：将两种组分按一定比例混合后1 小时，采用刷涂、辊涂方法涂于钢铁表面（表面带有一定水分也
5、可施工）利用锈转化剂与锈层反应，在钢铁表面形成一层附着紧密牢固的黑色的转化膜。 保护膜具有一定的保护作用，同时与各种树脂、涂料有良好的结合力。,除油,化学除油有机溶剂除油、碱溶液除油、水基清洗剂除油 有机溶剂除油： 利用有机溶剂溶解油脂的能力除去设备或部件表面油污。 常用溶剂：汽油、煤油、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳、酒精等 除油速度快，但不彻底 汽油、苯等易燃，三氯乙烯、四氯乙烯等剧毒，使用中应注意安全,碱溶液除油: 在碱溶液中利用乳化作用和皂化作用除去金属表面油污； NaOH及其它化学药剂配成溶液，加热条件下除油。 水基清洗剂除油: 水基清洗剂以水为溶剂，主要成分是表面活性剂，再配以助洗剂、缓
6、蚀剂，稳定剂等辅助成分。 水基清洗剂种类多，清除油污效果好，节约能源，具有很大的优越性，现已得到很快的发展。,钢铁工件化学除油的一种配方及工艺条件,电化学除油 将金属置于一定配方的碱溶液中，作为阴极（阴极除油法）或阳极（阳极除油法），配以相应的辅助电极(用耐碱稳定性高的金属钢板或镀镍的钢板 )，通以直流电一段时间，以除去油污 利用电解时在电极表面析出的气体将油污强行从工件表面脱离 溶液组成和化学除油大体相同，但碱含量较低 特点：除油效果好，速度快，主要用于一些表面处理要求高，工件形状不太复杂的场合,混凝土表面处理 清理表面灰尘、油污、腐蚀产物，损坏部分修好 施工前烘干脱水，含水量不大于5-6%
7、 混凝土表面用水泥砂浆和树脂胶泥找平,覆盖层保护,用耐蚀性能良好的金属或非金属材料覆盖在耐蚀性能较差的材料表面，将基底材料与腐蚀介质隔离开来，以达到控制腐蚀的目的，这种保护方法称为覆盖层保护法，这样的覆盖层称为表面覆盖层。,复盖层保护技术的主要种类,电镀 喷涂 渗镀 金属镀层 热浸 金 属 化学镀 覆 盖 层 金属衬里 双金属复合板,油漆涂料 塑料涂覆 非金属 搪瓷 覆盖层 钢衬玻璃 非金属材料衬里 暂时性防锈层,金属覆盖层（按在介质中的腐蚀行为）,阳极性覆盖层 在使用环境中，覆层材料的电位比基体金属的电位负。在覆层缺陷处形成的腐蚀电池中，覆层是阳极，能够对基体金属起到阴极保护作用。 在一定条
8、件下的锌、镉、铝对碳钢为阳极性覆盖层 保护性能取决于覆盖层厚度,阳极性覆盖层,(2) 阴极性覆层,在使用环境中，覆层材料的电位比基体金属的电位正。如果覆盖层存在缺陷，基体金属为阳极，将加速基体金属的腐蚀。起机械隔离作用。 如铁表面上覆盖铬、镍、铜、铅、锡等。 保护性能取决于覆盖层厚度和孔隙率 * 覆层的极性不是绝对的，当环境条件改变时，覆层和基体金属的电偶关系可能发生反转。例如在有机酸中，锡比铁电位负，为阳极,阴极性覆盖层,各种金属覆盖层简介 (一)金属镀层,(1) 热喷涂(亦称喷镀),利用热源将金属或非金属材料熔化、半熔化或软化，并以一定速度喷射到基体表面，形成涂层的方法 喷涂过程一般经历四
9、个阶段： 加热融化 熔滴雾化 雾滴飞行 强烈碰撞形成涂层,分类： 根据热源可分为火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂。 三种喷涂方法的比较,线材火焰喷涂：以氧乙炔焰作为热源，喷涂材料为线材，对线材的加热融化和雾化是通过线材火焰喷枪实现的，对不同直径和材质的线材，采用不同的喷嘴和空气帽，并调节送丝速度，特殊情况下，可用惰性气体作雾化气流。 电弧喷涂：将两根被喷涂的金属丝作为自耗性电极，利用端部产生的电弧作为热源来融化金属，用压缩空气流雾化的热喷涂方法。,火焰喷涂流程图,电弧喷涂流程图,热喷涂操作过程 表面清理：钢铁基体需进行非常彻底的喷射或抛射除锈，需要一定的粗糙度，一般达到1/2以上。 操作参数 喷
10、涂距离：一般1 喷涂角度：射流轴线与基材表面切线之间的夹角，一般不能小于 喷枪移动速度：一般 封闭处理 一般用乙烯基树脂、酚醛、改进型环氧酚醛树脂或聚氨树脂填充孔隙,优点：镀层厚度不受限制，对修复较长工件特别有利。喷涂工艺和设备比较简单，移动方便，不管设备和部件的形状和尺寸，都可按需要得到良好的喷涂层。 缺点：涂层结构不强，不能形成合金或焊住。质点的重迭堆砌使喷涂层存在很大孔隙率，这对防护效果不利，需要采取封闭措施。,热喷涂应用,在钢铁构建上喷涂铝、锌、不锈钢等耐蚀金属或合金涂层，长效防护。 钢铁件电弧喷铝，可产生微区的渗铝层用于防止高温氧化，工作温度，短效保护达。 钢铁件上喷涂不锈钢或其它耐
11、磨金属，用于耐磨蚀防护。,(2)电镀 利用直流或脉冲电流作用从电解质中析出金属，并在工件表面沉积而获得金属覆盖层的方法叫电镀 。 镀件阴极与直流电源负极相连。 镀层金属阳极与直流电源正极相连,电镀锌原理,电镀的优点： 镀层金属纯度高，分布均匀，与基体金属结合牢固。 镀层具有较高硬度和耐磨性能。 有一定的孔隙。 为获得同样保护效果所需要的覆层金属最少。 镀层厚度容易控制，一般在常温下进行。 电镀适应范围广，从正电性金属到负电性金属，从低熔点金属到高熔点金属，从高纯金属到合金，都可以进行电镀。,电镀的用途 用于细小、精密的仪器仪表零件的保护； 抗磨蚀的轴类的修复：硬镍铬、镍磷镀层； 外表美观，用于
12、装饰：金、银、铜、镍、铂、铑等； 导电：金、银、铜等； 防腐蚀：锌、镉、铂、铬及锌镍、锡锌等。,(3) 渗镀（表面合金化或化学热处理 ）,利用热处理的方法将合金元素的原子扩散入金属表面，以改变其表面的化学成分，使表面合金化。 方法 常用的渗镀金属有铝、铬，以及非金属元素硅、硼。,特点 渗镀层和基体金属之间是通过形成合金结合起来(冶金结合)，因此不会因热膨胀剧烈机械变形等原因而脱落。经过渗镀处理的部件，其尺寸几乎没有改变。 钢铁经过渗铝，渗硅，渗铬，以及二元或三元共渗，抗高温氧化和高温气体腐蚀的能力大大提高。 将电镀层，喷涂层，热浸层进行加热扩散，得到渗镀层，是渗镀工艺发展方向之一。,喷铝层(左
13、)和扩散渗铝层(右) 剖面示意,(4) 热浸镀,将工件浸入熔融的液态镀层金属中，经短时间取出，便形成金属覆层。这种施工方法最古老，简单，但难以控制覆层厚度，操作时金属损耗也大。 使用热浸法的条件是：基体金属与覆层金属之间能生成化合物或固溶体，才能具有足够的结合力且不起皮脱落。一般用于钢铁管、板、带、丝的镀锌、锡、铝、铅锡合金等。,(5) 化学镀(也有称为“无电解镀”),利用化学反应使溶液中的金属离子析出，并在工件表面沉积而获得金属覆盖层的方法。 化学镀镍层与电镀硬铬层相比，硬度和耐磨性能相近，但化学镀不需要电源，无电镀硬铬层中出现的脆性和网状裂纹，而且比电镀镍层孔隙率低，化学稳定性高。 近年来
14、又开发了脉冲化学镀，进行化学镀时迭加脉冲电流，可使镀层更致密，更光亮，组织均匀，结合牢固，因而较薄镀层就能达到较厚的普通化学镀层相同的技术指标。,复盖层保护技术的主要种类,电镀 喷涂 渗镀 金属镀层 热浸 金 属 化学镀 覆 盖 层 金属衬里 双金属复合板,油漆涂料 塑料涂覆 非金属 搪瓷 覆盖层 钢衬玻璃 非金属材料衬里 暂时性防锈层,(二) 金属衬里,在碳钢或低合金钢设备内部衬上耐蚀金属薄板， 既可满足设备耐蚀性能方面的要求，又可节省 耐蚀金属材料，克服衬层金属强度不足的缺点 常用的衬里金属有不锈钢、铝、铅、钛。 方法： 局部固定法包括焊接和局部爆炸。 整体松衬法是将衬里壳体焊接好，经检验
15、合格后放入外壳内。这种方法的缺陷是外壳和衬里层之间存在间隙，影响承压和传热。在整体衬里后进行热膨胀或爆炸，可以清除壳体与衬里层的间隙。,封头爆炸衬铝示意,(三) 双金属复合板(包复),将两种不同金属板材迭合，制成复合板 。 碳钢(或低合金钢)不锈钢复合板(简称不 锈复合钢板)主要用热轧法制造， 覆层不锈钢板厚度通常为1.5 3.5 毫米，是复合板厚度的1520%，能大大节省不锈钢。 碳钢钛复合板主要用爆炸复合。覆层厚 度通常为2 3毫米。,覆层金属和覆盖方法的选择,对覆层金属的选择，主要考虑能否在预定使用的环境中有良好的耐蚀性。其次应考虑覆层金属与基体金属的电偶关系，以及设备对覆层金属提出的物
16、理，机械性能方面的要求。还应进行经济比较。 对于覆盖方法的选择主要考虑需要的覆层厚度，对覆层孔隙率的要求，以及覆层施工能否适应设备的结构和尺寸。,覆盖层的保护效果和使用寿命取决于三个方面的因素： 覆层材料在使用环境中的耐蚀性 、强度、塑性和耐磨性。 覆层的均匀性、孔隙和缺陷。 覆层与基体金属的结合力。,*复层材料的耐蚀性可以通过合理选材来解决。使复盖层保护达不到要求保护效果的主要原因是覆盖层不连续，缺陷多，以及与基体结合差。这是覆盖层保护应用中必须注意解决的问题，特别是要注意施工技术的选择和施工质量的保证。,选择覆盖层保护技术时应当考虑的方面,(1)复层材料选择 覆层材料在使用环境中是否有良好耐蚀性； 覆层材料和基底材料是否相容； 覆盖层能否使设备的功能不受影响，如传热 、导电等方面的需要能否保持。 (2) 覆盖层种类的选择 (3) 经济上是否合理,