SSPC表面处理标准.docx

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SSPC表面处理标准

表面处理说明书

第二章目录

第二章表面预处理说明书

SSPC-SPCOM表面预处理摘要

SSPC-GUIDETOVIS1-89喷砂处理的钢材表面的目测标准

SSPC-GUIDETOVIS2已涂装表面锈蚀程度的标准评价方法

SSPC-GUIDETOVIS3动力和手动工具清理钢材表面的目测标准

SSPC-SP1溶剂清理

SSPC-SP2手动工具清理

SSPC-SP3动力工具清理

SSPC-SP5/NACE1喷砂清理到金属表面呈彻底的金属光泽

SSPC-SP6/NACE3经济型喷砂清理

SSPC-SP7/NACE4扫砂清理

SSPC-SP8酸洗法清理

SSPC-SP10/NACE2喷砂清理到表面呈金属光泽

SSPC-SP11动力工具除锈至金属表面呈金属光泽

SSPC-AB1天然矿石与工业废渣磨料

SSPC-TR1/NACECG1994相关热力学方法钢材表面清理的科技报道

表面处理概述

1．简介

本概述是为了帮助选择合适的表面预处理方法及评价表面预处理工作结束后其工作的质量。

本概述是为了使读者更好的理解SSPC说明书及其方法，本身不是其说明书的一部分。

另外，除了已经印刷发行的部分外，SSPC表面预处理说明书仅供参考。

表1中列出了经由使用者、服务商、及其他公众利益团体一致认可的SSPC的一些说明书。

2．表面预处理的重要性

表面预处理的质量与配套的油漆系统在同等程度上影响着涂层的寿命。

因此，我们应对表面预处理给予全面的考虑。

表面处理的主要功能有：

清除材料表面可能导致涂层寿命缩短的物质；

提供一个容易湿润的表面以保证涂层具有足够的附着力。

虽然所有的涂层最终都会失效，但是涂层失效的主要原因往往是表面预处理不够或涂层附着力不够。

一般说来，表面预处理过程中需要清理的是湿气、油脂、氯化物、硫酸盐、锈、金属腐蚀产物及灰尘等。

氧化皮对涂层性能的影响是不稳定的；对于比较缓和的室外环境来说，附着紧密且完整的氧化皮是可以保留的。

如果钢结构表面涂装低湿润性的底漆或处于非常恶劣的环境中，如化学环境中或浸没在水中——无论海水还是淡水，则钢结构表面的氧化皮必须应喷砂除去，最低达到SSPC—SP10（白金属喷砂清理标准）的标准。

3．钢材表面的初始状况

根据钢材表面预处理的目标，钢材表面的初始状况决定了施工过程中的工作量、施工时间和施工成本。

从钢材表面清除完整的氧化皮比清除锈蚀要容易的多。

因此，我们根据钢材表面的氧化皮、锈、已有的涂层、表面污物和缺陷的情况，钢材表面状况大致可分为三类：

新结构——未油漆过的钢材

维修保养——已经油漆过的钢材

不完美表面——兼有以上二者特点的钢材

3.1新结构：

根据SSPC—Vis1—89（喷砂处理钢材表面的目测标准），以钢材上的锈蚀程度为标准，将钢材表面的初始状态分为四种：

A．几乎完全是氧化皮，很少或无锈的钢材表面（SSPC—Vis1—89，RustA）

B．同时存在氧化皮和锈的钢材表面（SSPC—Vis1—89，RustB）

C．几乎完全是锈，少或很少点蚀的钢材表面（SSPC—Vis1—89，RustC）

D．完全是锈，且有可见的点蚀的钢材表面（SSPC—Vis1—89，RustD）

3．2保养维修：

SSPC—Vis3（动力工具表面清理和手动工具表面清理的目测标准）以图示的方式定义了已经事先经过清理的钢材表面状况的三种情况：

E．在经过喷砂处理的表面上涂装有浅色油漆，油漆基本上是致密的。

F．在经过喷砂处理的表面上涂装有富锌油漆，油漆基本上是致密的。

G．在有氧化皮的钢材表面上的涂层，完全暴露在空气中，涂层全面起泡或受到污染

在保养性重新涂装中，表面预处理需达到的标准决定于新涂层的种类及待涂表面的剥蚀程度。

SSPC—Vis2（ASTMD610（已涂表面涂装质量的评价方法））将表面锈蚀程度分为0—10级，其中10代表钢材表面完全无锈，0表示全锈。

SSPC—PAGuide4（以油或醇酸树脂为基底的表面的表面重涂）给出对应于不同锈蚀程度的表面需进行的最起码的表面处理程度的标准。

表1表面清理说明书汇总

表面预处理说明书汇总

SSPC说明书

SSPC-Vis1-89目视标准参考

备注

SP1溶剂清理

用溶剂、蒸汽、碱、乳化液清理表面的油、灰尘、泥土、盐、污染物等

SP2手工清理

用手工铲削、刮、钢丝刷等去处表面的较松的锈、氧化皮和涂层至规定标准

SP3动力工具清理

用动力工具如：

风铲、砂盘和钢丝刷、等除掉表面的松的锈、氧化皮和涂层至规定标准

SP5/NACENo.1白金属喷砂清理

A，B，C，DSP5

喷砂或喷丸清理清理所有的可见的锈、氧化皮、涂层及其它杂物。

（针对严重腐蚀、环境特别恶劣需要高成本的清理的）

SP6NACENo.3，经济型的喷砂清理

B，C，DSP6

喷砂清理除去至少2/3的可见的锈、氧化皮、涂层及其它杂物（适用于需要全面的表面清理的情况）

SP7/NACENo.4扫砂清理

B，C，DSP6

喷砂清理除了紧密附着的氧化皮、锈和已有涂层以外的所有杂物，露出底层金属的大量均匀分布的斑点

SP8酸洗

通过酸洗、二次酸洗或电解酸洗彻底清除表面的锈和氧化皮

SP10/NACENo.2接近白金属喷砂清理

A，B，C，DSP10

喷砂清理到至少95%的表面无可见的残留物，接近白金属喷砂清理。

（应用于湿度高、化学环境、海洋型环境、或其它腐蚀型环境中）

SP11动力工具清理至金属裸露

动力工具彻底清除金属表面的锈、氧化皮和已有涂层。

Vis-11动力清理表面的目测标准

标准的参照照片，作为SSPC-SP5，6，7，10标准的补充

Vis2已涂装过的表面的返锈程度的方法

一种用彩色或黑白图形来形象描述已涂装表面的返锈程度的数字化的几何标准

Vis3动力工具和手工清理表面的目测标准

标准的参照照片，作为SSPC-SP2，3，11标准的补充

AB1

规定了选择喷砂清理用的天然矿石磨料和工业废渣磨料的要求

SSPC—Vis2中以照片和示意图的形式提供了一个很实用的辅助工具来评价表面的锈蚀程度。

SSPC—Vis2中的Figure1给出了一系列的1.5平方英寸的图片，以黑点代表锈蚀站占整个面积的百分比。

这些图不表示真实的锈蚀类型外观形状，而只是为判断钢材表面的锈蚀程度提供一个依据。

SSPC的油漆配套摘要也有助于估计表面预处理的要求。

在SSPC—PAGuide4（在油或醇酸树脂涂层上的保养性重涂）给出了保养性重新涂装的表面处理的方法。

这个指南包括如下已被广泛接受的方法：

（1）保留已有的完整的涂层，

（2）去处不完整涂层（3）局部清理等。

表2钢砂与钢丸使用说明书

表2喷砂与喷丸的说明书

性质

喷丸

喷砂

尺寸：

人工制造的新磨料

所有的磨料尺寸必须达到或超过SAE#J444和SFSA#20-66的标准

化学成分

碳

0.85-1.20%

锰

0.60-1.00%

硅

0.50-1.00%

硫

﹤0.05

磷

﹤0.05

微观结构

尽可能的都采用锻铸的、具有精细的均匀分布的碳化钙的马氏体钢，而不希望采用以碳化物为骨架的转型产品或产品有表面脱碳、有夹杂物、有淬火裂缝。

硬度：

通常使用结构钢

40-50RC3

注：

（1）SAE：

自动化工程师协会Inc.

SFSA：

美国铸钢协会

（2）硬度在Rockwell30-66的钢砂或钢丸都可以采用。

但是硬度大于60或小于40的通常用在别的方面而不用在钢材表面预处理上。

（3）磨料的供应商根据磨料的数字尺寸用一些词头字母来区分不同类型的磨料。

不同的磨料供应商的不同硬度的磨料的词头字母通常是不同的。

（4）在合同书中将磨料根据其硬度和尺寸进行明确分类是十分重要的。

4.不完美表面

当环境条件恶劣时，不完美的表面可能导致涂层的过早失效。

油漆易于从尖角及连接部位处剥落，这样就会导致留下没有或几乎没有油漆在保护裸露的钢材表面。

下面将讨论其它的一些不能完全用油漆覆盖的结构，诸如裂缝、焊缝气孔、迭片结构等。

由于对不完美表面的修补的费用非常高，所以要权衡一下边角修圆、焊接飞溅与潜在的涂层失效之间的利益。

一些附着较弱的污染物如焊渣、松的焊接飞溅以及一些小的表面的层叠结构（lamination）可以在正式的表面清理过程（如喷砂清理）中除去。

然而，其它一些表面缺陷如钢板的迭片结构、焊缝气孔、或者是较深的腐蚀点只有在表面清理工作完成以后才能明显的显现出来。

因此，这样一些的表面清理就应当可能在最初的表面清理工作之前、之中或之后。

4.1焊接飞溅：

焊接飞溅应当在表面喷砂清理之前除去。

大多数的焊接飞溅可以用除垢锤、积污清除铲、或刮刀除去。

一些粘着特别紧的焊接飞溅应当打磨除去。

4.2焊接气孔：

根据美国焊接协会的AWSD1.1的规范要求，单位面积中的焊接气孔的比例超出规定标准的应当在涂装前用适当的填充或用针枪、压边陲封死。

一些在规定标准以内的焊缝、引弧、焊缝清理也在第三部分的“焊缝结构编码”AWSD1.1中有所描述。

4.3尖角：

在热轧的钢结构件或钢板的气炬切割、焊接、打磨、尤其是在剪切过程中产生的尖角可以用如下方法去处：

如打磨、机械砂纸打磨、锉等。

应当注意的是在尖角的的修正过程中不应产生新的尖角。

4.4凹坑：

较深的腐蚀凹坑、凿空以及夹痕或其它表面缺陷应当在涂装之前打磨。

表面要求补焊。

4.5迭片结构（lamination）、长条结构：

钢板轧制造成的不连续可能造成较突出的尖角和较深的缝。

这些表面缺陷必须在涂装之前除去。

各种方法都可以用来除去较小的薄片（如铲或打磨等）。

所有的尖锐突出都必须除去。

4.6缝隙：

一些由于设计中未能考虑到防腐的结构，如铆钉连接或点焊连接除，角背间距及裂缝等应当给予特别的重视。

允许的话，这类缺陷应当修改设计。

否则，应当尽可能的将这类缺陷的危害降低到最小程度。

5.磨料选择

为了最有效的、最经济的得到理想的表面处理结果，如何恰当的选择磨料的类型以及其尺寸，由于存在各种可能的情况，所以并不能作的十分精确。

这些可能的情况有：

·将要进行表面清理的钢材的特性，如钢材的硬度及锈蚀程度等，在喷砂清理之前就已经确定了。

·将要对钢材表面进行喷砂清理的基本目的，无论对新钢结构、或者是对保养性涂装或修理涂装。

·针对将要使用的涂层油漆的不同要求而必须达到的表面清理状况，如表面清洁状况和表面粗糙度。

详见SSPC74—01（防腐涂层的表面粗糙度）。

·所选择的喷砂清理系统，如车间后现场离心轮清理系统、磨料循环式压缩空气喷砂清理系统、或抛弃式磨料的开放式压缩空气喷砂清理。

一般来讲，选用尺寸小一些的磨料进行表面喷砂清理可以较容易的得到理想的表面状况，而且通常这样也可以比较的经济和快速。

下面部分讨论常用磨料如钢砂或钢丸以及非金属磨料的物理、化学性能：

5.1铸钢磨料：

接近球型的钢丸磨料可以通过用水、空气或其它方法去切割熔融的钢流而得到。

钢丸的性能如硬度、化学成分、尺寸及微结构应满足SAEJ827（推荐使用的规范）的各项要求。

带有棱角的钢砂可以通过将钢砂压碎而得到（SAEJ827）。

由于制造钢砂的过程中的回火时间的长短各不相同，钢砂的硬度范围从Rockwell30到66。

一般来讲，最常用的三种钢砂的硬度范围是Rockwell40~50，Rockwell55~60，Rockwell60~66。

前两种的硬度范围的钢砂主要用于一般的结构钢的表面清理，而第三种钢砂常用于涂层需要比较深的粗糙度，或者是在一些特别硬的表面需中等程度粗糙度。

经过钢丸喷砂清理的表面比较平，由钢砂处理的表面的凹粗糙度比较大，而且磨料的硬度的越大，粗糙度越大。

根据本文3.1中的锈蚀程度分类，习惯上的钢质磨料的分类应用如下：

·钢丸：

一般应用于锈蚀等级A或B

·钢砂（40-50RC）：

对于锈蚀等级C和D最有效，但也广泛应用于锈蚀等级A和B

·钢丸/钢砂（钢丸40-50RC/钢砂55-60RC的混合物）：

尽管这种方法不常用，但是这种磨料却使用于所有的锈蚀等级，尤其是对锈蚀等级C、D。

注：

由于钢砂的硬度比较大，比较容易破碎，所以这种在实际操作中并不能很恰当的控制混合型的磨料的混合比例。

可以在砂丸混合操作中使用适当的机械设备而保证混合式磨料中钢砂与钢丸的比例，从而得到一种新的磨料。

一般来讲，在这种经过混合的磨料中钢砂的含量稍微大一些，对此，操作者在实际操作中应对此给予适当的重视。

表2、3、4、5中列出了在各种表面清理过程中使用的金属磨料的比例、尺寸、类型以及SAE喷丸和喷砂的说明书。

5.2非金属磨料：

可以是自然界的天然产物、工业的副产品、或者是专门生产而得。

自然界的天然磨料包括石英砂、橄榄石、十字石、燧石、石榴石、锆和致密石英岩。

工业副产品磨料包括在金属冶炼（如炼镍、铜的炉渣）、发电厂（燃煤或锅炉的废渣）、以及农业产品（如核桃壳、花生壳、谷物皮等）。

专门生产的磨料包括金刚砂、氧化铝、玻璃喷丸等。

钢材的表面清理常用的磨料是硅砂、熔渣、十字石、橄榄石和石榴石。

表3钢材表面喷砂清理的最常用的钢质砂料

表3应用于各种类型结构钢的表面喷砂清理的钢砂料

砂料类型

尺寸

硬度

丸

砂

40-50

55-60

新钢结构

﹨

S170-S390

﹨

焊接的新钢结构

﹨

S170-S390

﹨

﹨

G50-G25

﹨

﹨

热处理的钢板

﹨

G50-G25

﹨

重钢板

﹨

S230-S390

﹨

已受到腐蚀的钢材

﹨

G50-G25

﹨

焊接氧化皮

﹨

S170-S280

﹨

扫砂清理

﹨

S170-S280

﹨

修理

﹨

G50-G40

﹨

保养

﹨

G80-G18

﹨

﹨

注：

磨料的尺寸范围是指可循环磨料喷砂清理系统中使用的磨料混合物。

有关进一步的信息见第一部分的第二章（钢结构的涂装施工手册）

表4喷砂清理使用的铸铁丸说明书

表4喷砂清理中使用的铸铁丸的说明书

NBS的筛号

标准尺寸（mm）

筛的尺寸（in）

筛的标准尺寸及筛号及对应于累计通过的百分比（同SAE的相关标准相对应）

S3120

S1110

S930

S780

S660

S550

S460

S390

S330

S280

S230

S170

S110

S70

4

4.75

0.187

全过

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

5

4

0.157

——

全过

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

6

3.35

0.132

最小90%

——

全过

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

7

2.8

0.111

最小97%

最小90%

——

全过

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

8

2.36

0.094

——

最小97%

最小90%

——

全过

——

——

——

——

——

——

——

——

10

2

0.079

——

——

最小97%

最小85%

——

全过

全过

——

——

——

——

——

——

——

12

1.7

0.066

——

——

——

最小97%

最小85%

——

最大5%

全过

——

——

——

——

——

——

14

1.4

0.056

——

——

——

——

最小97%

最小85%

——

最大5%

全过

——

——

——

——

——

16

1.18

0.047

——

——

——

——

——

最小97%

最小85%

——

最大5%

全过

——

——

——

——

18

1

0.039

——

——

——

——

——

——

最小96%

最小85%

——

最大5%

全过

——

——

——

20

0.85

0.033

——

——

——

——

——

——

——

最小96%

最小85%

——

最大10%

全过

——

——

25

0.71

0.028

——

——

——

——

——

——

——

——

最小96%

最小85%

——

最大10%

——

——

30

0.6

0.023

——

——

——

——

——

——

——

——

——

最小96%

最小85%

——

全过

——

35

0.5

0.02

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

最小97%

——

最大10%

——

40

0.425

0.017

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

最小85%

——

全过

45

0.355

0.014

——

——

——

——

——

————

——

——

——

——

——

最小97%

——

最大10%

50

0.3

0.012

——

——

——

——

——

——

——

——

——

————

——

——

最小80%

——

80

0.18

0.007

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

最小90%

最小80%

120

0.125

0.005

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

最小90%

200

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

表5喷砂清理使用的铸铁砂说明书

表5喷砂清理中使用的铸铁丸的说明书

NBS的筛号

标准尺寸（mm）

筛的尺寸（in）

筛的标准尺寸及筛号及对应于累计通过的百分比（同SAE的相关标准相对应）

G10

G12

G14

G16

G18

G25

G40

G50

G80

G120

G200

G325

4

4.75

0.19

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

5

4

0.16

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

6

3.35

0.13

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

7

2.8

0.11

全过

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

8

2.36

0.09

——

全过

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

10

2

0.08

80%

——

全过

——

——

——

——

——

——

——

——

12

1.7

0.07

90%

80%

——

全过

——

——

——

——

——

——

——

——

14

1.4

0.06

——

90%

80%

——

全过

——

——

——

——

——

——

——

16

1.18

0.05

——

——

90%

75%

——

全过

——

——

——

——

——

——

18

1

0.04

——

——

——

85%

75%

——

全过

——

——

——

——

——

20

0.85

0.03

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

25

0.71

0.03

——

——

——

——

85%

70%

——

全过

——

——

——

——

30

0.6

0.02

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

35

0.5

0.02

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

40

0.43

0.02

——

——

——

——

——

80%

70%

——

全过

——

——

——

45

0.36

0.01

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

50

0.3

0.01

——

——

——

——

——

——

80%

65%

——

全过

——

——

80

0.18

0.01

——

——

——

——

——

——

——

75%

65%

——

全过

——

120

0.13

0

——

——

——

——

——

——

——

——

75%

60%

——

全过

200

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

70%

55%

——

300

0.05

0

——

——

——

——

——

——

——

——

——

——

65%

20%

5.3SSPC-AB1（天然矿石和工业废渣磨料）

最近刚刚出版的SSPC-AB1说明了选择和评价矿石和矿渣磨料的需求，这些磨料是用来喷砂清理金属表面或其它需涂装表面的。

该规范将磨料划分为两种类型：

天然矿石磨料（如硅砂、燧石、石榴石、十字石、橄榄石）和工业废渣磨料（如煤渣、铜矿渣、镍矿渣）等。

该说明中所涉及的磨料大部分是一次性的。

磨料也可以根据其硅的含量与其处理过的表面的粗糙度来进行分类。

表面粗糙度的数据是用一个2*2英寸（61*61cm）的钢板做样板进行喷砂清理后测量得到的。

磨料的其它一些有关性能包括：

磨料的比重、硬度、高温时的重量变化、水溶性的污染物含量、含水量、含油量。

磨料的粒度也可以决定处理后表面的表面粗糙度。

磨料供应商应提供在进行表面状况测量过程中使用的磨料的粒度分析表。

而且这份磨料粒度分析表就作为在以后的提供的磨料的粒度标准。

表6、7中列出了有关非金属磨料的相关的物理、化学性能。

插入：

铸铁丸和铸铁砂——SAEJ444a

SAEJ444a的推荐工艺（经过自动化协会授权允许重新印刷）

（本工艺属于喷砂清理工艺的一部分，它提供了有关铸铁丸和铸铁砂的尺寸等数据。

它的推出代替了以前的SAE的相关工艺：

喷砂清理的钢丸。

对于钢丸来讲，其尺寸数据为经过标准筛分测量的孔径尺寸。

对于喷砂来讲，其尺寸数据为标准筛分尺寸，并且以G开头。

这些