钢材表面清洁度的评定

钢材表面清洁度的评定为了充分发挥涂料的保护和装饰作用,必须进行彻底的表面处理已为人们公认。涂装成功与否主要取决于表面处理质量。通常表面清洁度（表面处理质量）越高，越能保证涂料的保护作用，但过高的要求也会造成极大的浪费。对钢材表面清洁度的进行评定是一项至关重要的工作。表面处理质量包括三个方面，即钢板表面的可视清洁度（锈蚀、氧化皮等）、粗糙度和不可视清洁度（油脂、可溶性铁盐、氯化物、硫化物、灰尘等）,在这方面以船舶行业为代表,已经形成了较完善的检测标准和体系,其他行业一般均参照执行。一、钢材表面可视清洁度（锈蚀、氧化皮）的评定钢材表面可视清洁度（锈蚀、氧化皮）的评定，可分为定量和定性两种方法。定量方法一般有两种，第一种为硫酸铜法：将硫酸铜溶液刷在处理后的钢板表面，除锈完全的部分呈金属铜的颜色，而大于0.5mm残留氧化皮的部分呈暗色，从而判断表面的清洁程度。可采用在每升含1gH2SO4的溶液中添加4～8gCu2SO4的方法配制硫酸铜溶液，或将36gCu2SO4·5H20加热溶于100ml水中，再加入过量的Cu（OH）2放置24小时后，去除多余的Cu（OH）2的方法来配制硫酸铜溶液。第二种定量检测方法是利用氧化皮和铁电阻不同的特点，采用电阻测量仪测定处理后的表面与探头（直径1mm的球型笔状电极）之间的过渡电阻，通过各点的平均值判断表面清洁度。此外，还可利用带蓝色过滤器的光线反射测量仪进行表面清洁度检验。仪器定量测量方法受光线、处理方法、原始状态和表面粗糙度等影响极大，而硫酸铜法又需要进行后处理，否则会留下腐蚀隐患，所以，更为可靠的方法还是定性的与标准照片进行对比的方法。为了能正确、方便地评定钢材在除锈之后的表面处理质量，许多工业发达国家都先后制定了钢材除锈的质量等级标准，其中最显著的是瑞典工业标准SIS055900《涂装前钢材表面除锈标准》，长期以来为世界各国所引用。国际标准化组织色漆和清漆技术委员会涂装前钢材表面处理分会（ISO/TC35/SC12）以瑞典标准SIS055900-1967为基础，制订了国际标准ISO8501-1：1988《涂装油漆和有关产品前钢材预处理-表面清洁度的目视评定-第一部分：未涂装过的钢材和全面清除原有涂层后的钢材的锈蚀等级和除锈等级》。我国标准为GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》。上述标准将未涂装过的钢材表面原始锈蚀程度分为四个“锈蚀等级”，将钢材表面除锈后的质量分为若干个“除锈等级”。钢材表面的锈蚀等级和除锈等级均以文字叙述和典型样板的照片共同确定。1、锈蚀等级除锈前钢材表面原始锈蚀状态对除锈的难易程度和除锈后的表面外观质量具有较大影响。因此，该标准根据钢材表面氧化皮覆盖程度和锈蚀状况将其原始锈蚀程度分为四个等级，分别以A、B、C、D表示。A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，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，或者可以刮除，并且有少量点蚀的钢材表面。D氧化皮已因锈蚀而全面剥落，而且已普遍发生点蚀的钢材表面。2、除锈等级该标准对喷射或抛射除锈、手工和动力工具除锈、火焰除锈后的钢材表面清洁度规定了相应的除锈等级，分别以字母Sa、St、F1表示，字母后的阿拉伯数字则表示清除氧化皮、铁锈和涂层等附着物的程度等级。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，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，并且氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物已基本清除，其残留物应是牢固附着的。Sa2.5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、铁锈和油漆涂层等附着物，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或抛射除锈钢材表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈及油漆涂层等附着物，其表面应显示均匀的金属色泽。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垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。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和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，除锈应比St2更彻底，底材显露部分的表面应具有金属光泽。F1火焰除锈钢材表面应无氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，任何残留的痕迹仅为表面变色（不同颜色的暗影）。标准中，表示钢板表面原始锈蚀程度的典型样板照片有4张；表示喷射或抛射除锈、手工和动力工具除锈以及火焰除锈所达到的除锈等级的照片有24张。这些照片标有除锈前原始锈蚀等级和除锈后的除锈等级的符号。分别为：ABCDBSt2BSt3CSt2CSt3DSt2DSt3ASa2.5ASa3BSa1BSa2BSa2.5BSa3CSa1CSa2CSa2.5CSa3DSa1DSa2DSa2.5DSa3例如,钢材原始锈蚀等级为B级,经喷砂除锈到Sa2.5级,则相应的照片标示为BSa2.5。该标准中不含ASa1、ASa2、ASt2和ASt3级的照片，因为在原始锈蚀状态为A级的钢材表面上，除锈至这些等级不能满足涂装的最低要求。上述标准是以钢材表面的目视外观来表达锈蚀等级和除锈等级的。因此，评定这些等级时，应在良好的散射日光下或照明度相当的人工照明条件下进行。检查人员应具有正常的视力。同时，标准规定评定等级时不应借助于放大镜等器具。在评定锈蚀等级和除锈等级时，待检查的钢材表面应与相应的照片进行目视比较，并且照片应尽量靠近待查表面。如果评定钢材的原始锈蚀等级，应以相应锈蚀较严重的等级照片所标示的锈蚀等级作为评定结果；如果是评定除锈等级，则以与钢材表面外观最接近的照片所标示的除锈等级作为评定结果。例如，一块钢板的锈蚀状态与锈蚀等级照片相比，其实际锈蚀程度介于照片B和C之间，则该钢材的锈蚀等级应定为C级。采用目测方式，必然存在许多因素会影响我们目视评定的结果，如标准中表示喷射、抛射除锈的14张照片，是使用石英砂磨料进行干式喷射除锈后的钢材表面外观。使用其他种类的磨料，例如目前广泛使用的钢丸、钢砂、钢丝段、铜矿渣等磨料时，表面颜色则要暗一些。对比，ISO8501-3标准提供了一套反应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，作为ISO8501-1标准的补充。该标准提供了采用常用的六种磨料：对锈蚀等级为C级的低碳钢，处理到CSa3级之后的外观典型样板照片。这六种磨料分别是：①高碳钢丸，等级IG100，维氏硬度400-520HV；②铁砂，等级IG070，维氏硬度400-520HV；③铁砂，等级IG070，维氏硬度750-950HV；④冷硬铸铁砂，等级IG070；⑤铜矿渣；⑥煤炉熔渣。此外，钢材在轨制过程中，由于处理温度不同，也可能会形成不同的颜色。喷砂除锈后，这种颜色差异有时会显露出来。此外，由于照明不匀、表面不平整、因腐蚀程度不同造成表面各部分粗糙度的差异、因喷射除锈时磨料冲击表面的角度不同而引起光线在除锈表面反射不同，都会造成表面色调的差异。对于这些影响因素，评定除锈等级时，应予以考虑，以相似相近的原则处理。