1、上海船舶工艺研究所上海船舶工艺研究所 洪栋煌洪栋煌2007-6-302007-6-30讲座内容o表面处理质量与涂层保护性能表面处理质量与涂层保护性能o表面清洁度的评定表面清洁度的评定o表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定o焊缝、切割边缘和其他表面缺陷区域的处理焊缝、切割边缘和其他表面缺陷区域的处理等级等级 o表面清洁度的检测方法标准表面清洁度的检测方法标准o钢材表面处理的其他相关标准钢材表面处理的其他相关标准 1.表面处理质量与涂层保护性能各种因素对涂层保护寿命的影响各种因素对涂层保护寿命的影响 影响因素影响因素影响程度影响程度%影响因素影响因素影响程度影响程度%表面处理质量膜厚（涂层道数）49.
2、519.1涂料种类其他因素4.926.51.表面处理质量与涂层保护性能一、氧化皮对涂层保护性能的影响一、氧化皮对涂层保护性能的影响l氧化皮的翘起和剥落，引起外层漆膜剥落。氧化皮的翘起和剥落，引起外层漆膜剥落。l氧化皮的部分构成一个大阴极氧化皮的部分构成一个大阴极,而氧化皮中的不连续而氧化皮中的不连续处则成为一个小阳极处则成为一个小阳极,在腐蚀性介质中在腐蚀性介质中,要促进铁作为要促进铁作为阳极而腐蚀。阳极而腐蚀。1.表面处理质量与涂层保护性能二、锈蚀产物对涂层保护性能的影响二、锈蚀产物对涂层保护性能的影响l降低涂层附着力降低涂层附着力。l可溶性盐可溶性盐 的破坏作用的破坏作用l涂层内外的渗透压
3、不同，引起涂层起泡涂层内外的渗透压不同，引起涂层起泡 l锈蚀的催化作用锈蚀的催化作用 硫 酸硫 酸 亚 铁钢二 氧 化 硫氯 化 亚 铁盐 酸钢氯潮 气锈1.表面处理质量与涂层保护性能三、粗糙度对涂层保护性能的影响三、粗糙度对涂层保护性能的影响 l影响涂层与底材之间的附着力影响涂层与底材之间的附着力粗糙度增大,钢材的表面积也显著增加；喷射具有棱角的磨料时,为涂层附着提供了合适的表面几何形状,l影响涂层厚度的分布。影响涂层厚度的分布。对于通常的防腐涂装来说,钢材表面合适的粗糙度范围为4075m,最大粗糙度不应超过100m。2.表面清洁度的评定表面清洁度的评定一、一、GB 8923-88GB 89
4、23-88涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 1.1.锈蚀等级锈蚀等级 A 全面地覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面全面地覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面;B 已发生锈蚀已发生锈蚀,并且部分氧化皮已经剥落的钢材表面并且部分氧化皮已经剥落的钢材表面;C 氧化皮已因锈蚀而剥落氧化皮已因锈蚀而剥落,或者可以刮除或者可以刮除,并且有少量点蚀的钢材并且有少量点蚀的钢材;表面；表面；D 氧化皮已因锈蚀而全面剥离氧化皮已因锈蚀而全面剥离,而且已普遍发生点蚀的钢材表面。而且已普遍发生点蚀的钢材表面。2.表面清洁度的评定表面清洁度的评定一、一、GB 8923-88GB 892
5、3-88涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 2.2.除锈除锈等级等级l喷射或抛射除锈喷射或抛射除锈 Sa1 轻度的喷射或抛射除锈，钢材表面应无可见的油脂和污垢轻度的喷射或抛射除锈，钢材表面应无可见的油脂和污垢,并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和涂层等附着物。并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和涂层等附着物。Sa2 彻底的喷射或抛射除锈，钢材表面应无可见的油脂和污垢彻底的喷射或抛射除锈，钢材表面应无可见的油脂和污垢,并且氧化并且氧化皮、铁锈和旧涂层等附着物已基本清除皮、铁锈和旧涂层等附着物已基本清除,其残留物应是牢固附着的。其残留物应是牢固附着的。Sa21/2 非常彻底的
6、喷射或抛射除锈，钢材表面应无可见的油脂、污垢、非常彻底的喷射或抛射除锈，钢材表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和旧涂层等附着物氧化皮、铁锈和旧涂层等附着物,任何残留的痕迹应仅是点状或条纹状的轻任何残留的痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑。微色斑。Sa3 使钢材表观洁净的喷射或抛射除锈，钢材表面应无可见的油脂、污使钢材表观洁净的喷射或抛射除锈，钢材表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和旧涂层等附着物垢、氧化皮、铁锈和旧涂层等附着物,该表面应显示均匀的金属色泽。该表面应显示均匀的金属色泽。2.表面清洁度的评定表面清洁度的评定一、一、GB 8923-88GB 8923-88涂装前钢材表面锈蚀等级
7、和除锈涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级等级 2.2.除锈除锈等级等级n手工和动力工具手工和动力工具除锈除锈St2 彻底的手工和动力工具除锈，钢材表面应无可见的油脂和污彻底的手工和动力工具除锈，钢材表面应无可见的油脂和污垢垢,并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和旧涂层等附着物。并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和旧涂层等附着物。St3 非常彻底的手工和动力工具除锈，钢材表面应无可见的油脂非常彻底的手工和动力工具除锈，钢材表面应无可见的油脂 和污垢和污垢,并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和旧涂层等附着物。除并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和旧涂层等附着物。除锈应比锈应比St2St2更为彻底更为彻底,底材显露部
8、分的表面应具有金属光泽。底材显露部分的表面应具有金属光泽。2.表面清洁度的评定表面清洁度的评定二、评定钢材表面清洁度的国际标准二、评定钢材表面清洁度的国际标准 1.ISO 8501-11.ISO 8501-1：1988 1988 未涂装过的钢材或全面清除原有涂层后的钢材的锈未涂装过的钢材或全面清除原有涂层后的钢材的锈蚀等级和除锈等级蚀等级和除锈等级 2 2、ISO 8501-2ISO 8501-2局部除去原有涂层后的钢材的除锈等级局部除去原有涂层后的钢材的除锈等级 PSa21/2 局部喷砂除锈局部喷砂除锈,达到达到Sa21/2 Sa21/2 级；级；PSt3 采用手工和动力工具进行局部除锈采用
9、手工和动力工具进行局部除锈,要达到要达到St3 St3 级；级；PMa 局部机械打磨清理局部机械打磨清理,经处理后的表面经处理后的表面,附着牢固的油漆涂层应是完整的附着牢固的油漆涂层应是完整的,其他其他部分的表面部分的表面,在不放大的情况下进行检查时在不放大的情况下进行检查时,表面应无明显油脂和污垢表面应无明显油脂和污垢,并且没有附着并且没有附着不牢的涂层、垢物、氧化皮和锈不牢的涂层、垢物、氧化皮和锈,任何残留的痕迹应仅呈点状或条纹状的轻微色斑的任何残留的痕迹应仅呈点状或条纹状的轻微色斑的形式。形式。3 3、ISOISO8501-18501-1：1988/1988/提示性增补：不同磨料喷射清理
10、所致钢材表观变提示性增补：不同磨料喷射清理所致钢材表观变化的典型样板照片化的典型样板照片 提供了一套反映不同磨料喷射处理后钢材表面外观差异的若干典型样板照片提供了一套反映不同磨料喷射处理后钢材表面外观差异的若干典型样板照片,以作为以作为ISO 8501-1标准的补充。标准的补充。2.表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定一、表面粗糙度基准比较样块一、表面粗糙度基准比较样块 ISO表面粗糙度基准比较样块是一块分为四个部分、各具有规定的基准表面粗糙度的平直板。2.表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定一、一、表面粗糙度基准比较样块表面粗糙度基准比较样块ISOISO比较样块各部分表面粗糙度比较样块各部分表面粗糙
11、度/m m 部 位“S”样块粗糙度参数Ry“G”样块粗糙度参数Ry公称值允许公差公称值允许公差1234254070100 351015 2560100150 3101520 2.表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定二、表面粗糙度等级二、表面粗糙度等级 表面粗糙度等级划分表面粗糙度等级划分 级别代 号定 义 粗糙度参数值Ry/Ry/m m 丸状磨料棱角状磨料 细细细细 钢材表面所呈现的粗糙度小于样块区域钢材表面所呈现的粗糙度小于样块区域1所所呈现的粗糙度呈现的粗糙度 2525 细细F钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块区域钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块区域1，或介于区域或介于区域1或区域或区域2所呈现
12、的粗糙度所呈现的粗糙度 25402560中中M钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块区域钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块区域2，或介于区域或介于区域2或区域或区域3所呈现的粗糙度所呈现的粗糙度 407060100粗粗C钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块区域钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块区域3，或介于区域或介于区域3和区域和区域4所呈现的粗糙度所呈现的粗糙度 70100100150粗粗粗粗钢材表面所呈现的粗糙度等同于或大于样块钢材表面所呈现的粗糙度等同于或大于样块区域区域4所呈现的粗糙度所呈现的粗糙度 1001502.表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定三、基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法三、基准样块
13、的校验和表面粗糙度的测定方法lISO 8503-3 ISO 8503-3 基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法显微镜调焦法显微镜调焦法;将待测部位置于显微镜物镜下，调节物镜（或置物台），使之聚焦于视将待测部位置于显微镜物镜下，调节物镜（或置物台），使之聚焦于视 野内的野内的最高波峰处，然后继续调节物镜，使之聚焦于同一视野内的最低波谷处，物镜移动最高波峰处，然后继续调节物镜，使之聚焦于同一视野内的最低波谷处，物镜移动的距离即为峰谷之间的最大高度的距离即为峰谷之间的最大高度hyhy。lISO 8503-4 ISOISO 8503-4 ISO基准样块的校验和表面粗
14、糙度的测定方法基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法触针法；触针法；将待测部位置于触针仪下，金刚石触针划过一定长度的粗糙表面时，与表面垂直将待测部位置于触针仪下，金刚石触针划过一定长度的粗糙表面时，与表面垂直方向上的位移，即为最大峰谷高度方向上的位移，即为最大峰谷高度RYRY。lISO 8503-5 ISO 8503-5 表面粗糙度的复制粘带测定法表面粗糙度的复制粘带测定法 用仿形胶带复制喷射清理过的表面，然后用测微计测量仿形胶带复制所得的平均用仿形胶带复制喷射清理过的表面，然后用测微计测量仿形胶带复制所得的平均最大峰谷高度。最大峰谷高度。4.4.焊缝、切割边缘和其他表面缺陷焊缝、切割边缘和其他
15、表面缺陷 区域的处理等级区域的处理等级 为了使钢材表面适合于涂装，为了使钢材表面适合于涂装，ISO 8501-3ISO 8501-3标准对焊缝、标准对焊缝、切割边缘和其他表面缺陷部位的处理规定了三个处理等级切割边缘和其他表面缺陷部位的处理规定了三个处理等级uP1 轻度处理，可满足涂装最低限度的要求；uP2 彻底地处理，大多数表面缺陷已经消除；uP3 非常彻底地处理，表面已经没有目视可见的缺陷。5.5.表面清洁度的检测方法标准表面清洁度的检测方法标准 一、一、ISO 8502-3ISO 8502-3：19921992涂覆涂料前钢材表面的灰尘评定（压敏粘带法）涂覆涂料前钢材表面的灰尘评定（压敏粘带
16、法）灰尘尺寸等级灰尘尺寸等级等等 级级灰灰 尘尘 微微 粒粒 描描 述述 0用用1010倍放大镜看不见的微粒倍放大镜看不见的微粒 1微粒用微粒用1010倍放大镜可见，但以正常或校正视力看不见（通常微粒直径倍放大镜可见，但以正常或校正视力看不见（通常微粒直径小于小于5050mm）2以正常或校正视力刚刚可见（通常微粒直径在以正常或校正视力刚刚可见（通常微粒直径在5050mm至至100100mm之间）之间）3以正常或校正视力清楚可见（微粒直径可达以正常或校正视力清楚可见（微粒直径可达0.50.5mmmm）4微粒直径在微粒直径在0.50.5mmmm到到2.52.5mmmm之间之间5微粒直径大于微粒直径
17、大于2.52.5mmmm5.5.表面清洁度的检测方法标准表面清洁度的检测方法标准 一、一、ISO 8502-3ISO 8502-3：19921992涂覆涂料前钢材表面的灰尘评定涂覆涂料前钢材表面的灰尘评定 （压敏粘带法）（压敏粘带法）与灰尘数量等级与灰尘数量等级1 1，2 2，3 3，4 4和和5 5对应的参考图对应的参考图 5.5.表面清洁度的检测方法标准表面清洁度的检测方法标准 二、二、ISO 8502-4ISO 8502-4：19931993涂覆涂料前凝露可能性的评定导则涂覆涂料前凝露可能性的评定导则 通过测量空气的相对湿度和温度，可以从露点表或露点计查得空气的露通过测量空气的相对湿度和
18、温度，可以从露点表或露点计查得空气的露点；用钢材表面温度计测量待涂装表面的表面温度。钢材表面温度与露点的点；用钢材表面温度计测量待涂装表面的表面温度。钢材表面温度与露点的差值大小决定了凝露可能性的高低。差值大小决定了凝露可能性的高低。标准明确指出，除非另有商定，涂装时，钢材表面温度一般应高于露点标准明确指出，除非另有商定，涂装时，钢材表面温度一般应高于露点至少至少33。露点计算表露点计算表 环境温度相对湿度 -50510152025303595-6.5-1.33.58.213.318.323.228.033.085-7.2-2.02.67.312.517.422.127.032.080-7.7
19、-2.81.96.511.516.521.025.931.075-8.4-3.60.95.610.415.419.924.729.670-9.2-4.5-0.24.69.114.218.523.328.15.5.表面清洁度的检测方法标准表面清洁度的检测方法标准 三、三、ISO 8502-6ISO 8502-6：1995 1995 可溶性杂质的取样可溶性杂质的取样 图4 4 开空腔的材料去除保护纸开空腔的材料去除保护纸 图图 5 5 将胶贴袋粘贴到试验表面将胶贴袋粘贴到试验表面 图图6 6 将注射器内抽满溶剂将注射器内抽满溶剂 图图 7 7 将溶剂注入到胶贴袋空腔将溶剂注入到胶贴袋空腔5.5.表
20、面清洁度的检测方法标准表面清洁度的检测方法标准三、三、ISO 8502-6ISO 8502-6：1995 1995 可溶性杂质的取样可溶性杂质的取样 图图 8 8 将溶剂从胶贴袋空腔内抽回将溶剂从胶贴袋空腔内抽回 图图 9 9 将溶剂转移到一个适当的容器内进行分析将溶剂转移到一个适当的容器内进行分析 5.5.表面清洁度的检测方法标准表面清洁度的检测方法标准四、四、ISO 8502-9ISO 8502-9：19981998水溶性盐的现场电导率测定法水溶性盐的现场电导率测定法 以蒸馏水或去离子水为溶剂，用以蒸馏水或去离子水为溶剂，用BresleBresle法提取钢材表面的可溶性盐，法提取钢材表面的可溶性盐，然后用电导议测量提取液的电导率。该测量面积上的可溶性盐的总浓度然后用电导议测量提取液的电导率。该测量面积上的可溶性盐的总浓度可以通过简单但足够精确的公式进行计算而得。可以通过简单但足够精确的公式进行计算而得。图图 12 12 表面总盐度与电导率变化表面总盐度与电导率变化的函数图（局部放大的函数图（局部放大）A502盐的总表面浓度(mg/m)电 导 率 的 变 化 (S/cm)V=20 ml0102030402060100140180V=15 mlV=10 ml6.6.钢材表面处理的其他相关标准钢材表面处理的其他相关标准 略
