《单元七 钢材表面处理及船舶二次除锈工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单元七 钢材表面处理及船舶二次除锈工艺（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页第七单元 钢材表面处理及船舶二次除锈工艺教学课题钢材表面处理及船舶二次除锈工艺计划课时6教学目标1.掌握喷丸除锈工艺、酸洗工艺、磷化工艺的原理及操作要领；2.掌握二次除锈的工艺方法及操作要领；3.了解钢材预处理流水线不同工位的作用及二次除锈的质量要求教学重点1. 喷丸除锈工艺、酸洗工艺、磷化工艺的原理及操作要领；2. 二次除锈的工艺方法及操作要领；3.二次除锈工艺的质量要求。教学难点喷丸除锈工艺、酸洗工艺、磷化工艺的原理教学方法讲授法，分组讨论法，演示法。教学手段通过课件多媒体教学本讲主题1.钢材预处理流水线及主要
2、工艺参数；2. 喷丸除锈工艺、酸洗工艺、磷化工艺的原理及操作要领；3. 二次除锈的工艺方法及操作要领；4. 二次除锈工艺的质量要求；5.涂装前表面清理及主要工艺参数。教学过程环节方式教学内容一引入实例简单介绍钢材预处理流水线，引出本单元的教学内容二提出问题1.船舶钢材表面处理方式有那些？2.如何判定二次除锈工艺的质量?三提出要求1.掌握喷丸除锈工艺、酸洗工艺、磷化工艺的原理及操作要领；2.掌握二次除锈的工艺方法及操作要领；3.了解钢材预处理流水线不同工位的作用及二次除锈的质量要求。四分析解答问题一、钢材预处理流水线及主要工艺参数目前，船舶钢材表面处理方式主要为：原材料抛丸预处理并涂装车间底漆，
3、喷丸处理，酸洗及磷化处理。抛丸处理的效率很高，可在密闭的条件下进行，配以粉尘吸收装置则不会福染环境。另一种预处理流水线则是型钢预处理流水线。两者的工作原理是一致的，只是由于型钢表面比较复杂，抛丸机的抛头位置安放应有一个特定的角度，而型钢的宽度则大大小于钢板的宽度，故型钢流水线的抛头数量较钢板流水线为少，辊道的宽度亦小于钢板流水线的辊道宽度。 抛丸预处理流水线各工位装备情况如下。（一）钢板校平钢板校平，通常采用七星辊和九星辊校平机，校平机一般设置在钢板预处理工位之前，但有的钢板预处理流水线，将校平机放在抛丸机后面，这是为了保护枝平的轧辊不受钢板上脱落的氧化皮损伤。钢板校平机的能力各有不同，造船钢
4、板的校平机以能校平430 mm厚的钢板为宜。（二）钢板输送钢板上料后，各工序的传送由辊道完成。辊道通常为圆柱形，两端有轴承座，辊遭间距为50050 mm，在喷漆工序完成之后，为了防止与辊道接触一面的车间底漆受到破坏，对辊道的结构形式有特殊的要求，有采用链式点接触型的结构，这是将一块带有数个突出点的钢板，托住经过预处理和涂有车间底漆的钢板，而该承托钢板则由链轮推送前进，这种结构型式，仅使突出点与钢板接触部位的车间底漆受到影响，不会产生大面积的车间底漆损伤。另一种辗道结构形式是采取“八”字型的辊道，仪使钢板的两边与辊道接触，则完全不存在车间底漆在干燥前受到破坏的问题。为了保证钢板在抛丸处理时不至于
5、变形，在抛丸机内的辊道距离应小于其他工位中的辊道距离，通常抛丸机内的辊道距离不应大于500mm。（三）预热预热是为了在抛丸前将钢板升温，除去表面水分、部分油污，使钢板升至一定的温度以利于喷漆后的干燥。目前国内外在钢材预处理流水线上采用的预热方式有：中频感应加热、液化石油气加热和热水喷淋加热等。不论采用何种方式预热，均应使钢板升温至400左右，升温太低，不利于除去水分、油污，不利于尔后喷涂的车间底漆的干燥；而升温太高，则多耗能量，又易使车间底漆在于燥过程中产生起泡的弊病。（四）抛丸抛丸在抛丸室内完成。抛丸室安装有抛丸器（俗称抛头）、磨料循环装置、磨料清扫装置、通风除尘装置等。1.抛丸器抛丸器由叶
6、轮、护罩、定向套、分丸轮、轴承座及电动机等组成。抛丸器根据叶轮结构不同有双叶盘形和单叶盘形两种。单叶盘的优点是可以倒顺旋转，叶片拆装较容易，但叶片由于单边受力，会有异物进入叶轮或叶片磨薄后容易碎裂。双叶盘的优点是安装位置适应性好，主副叶盘上开有联结螺孔，可配合不同位置的旋转方向来装配叶盘。目前国内标准产品多数是双叶盘型。2.磨料循环系统磨料循环系统有机械输送及气动输送两种形式。国内船厂早期设计均采用气动输送与通风除尘合用系统。随着磨料输送量的不断提高，气动输送的能耗太大，故近期设计均采用机械输送形式，即螺旋输送机加斗式提升机，采用横向螺旋输送机还可以抛头直接供料，既能解执底抛头进料的斟难，又可
7、大大降低设备的安装高度。3.磨料清扫装置钢板抛丸处理后表面上积聚大量磨料需要清除，清除磨料的清扫装置一般由两部分组成：其整机吸尘部分有吸尘管直接接人除尘器。4.磨料用于清除钢材表面氧化皮与锈蚀的磨料有很多种，但用于抛丸处理的磨料既要处理效果好又要便于回收，则大体上有铁丸、钢丸、钢丝段和棱角钢砂四种。 理想的抛丸处理磨料是钢丸和钢丝段或钢丸加钢砂，前后两者的比例为1:1到2:1范围之内。为要达到处理后钢材表面粗糙度在4070微米，磨料的直径以0.81.2mm为宜。（五）喷漆抛丸处理后的钢材表面需立即涂覆车间底漆。涂漆以自动化方式进行。整个涂漆装置由高压无气喷漆机、自动喷枪、通风去雾装置等组成。自
8、动喷枪的移动用链条传动或气缸传动。以行程开关来控制喷枪的启动和停止。喷枪在钢板的上下两边各置一把，两者运行的方向相反。喷枪与钢板之间的距离通常为300 mm左右，下喷枪的距离应略小于上喷枪的距离。（六）烘干 钢板喷漆后，直进入烘干炉，促使快速干燥以利迅速搬运。烘干炉可以远红外辐射或蒸 汽为热源，不能采用明火直接加热。烘干炉应设排风装置，防止炉内溶剂气体积聚而引起燃爆事故。对使用干性良好的车间底漆（如无机硅酸锌车间底漆）一般可免除烘干工作。第二节 喷丸除锈及主要工艺喷丸处理是以压缩空气为动力，将磨科以一定的速度喷向被处理的钢材表面，以磨料对钢材表面的冲击和磨削作用，将钢材表面的氧化皮、锈蚀产物及
9、其他污物除去的一种高效率的表面处理方法。喷丸处理可以直接处理钢材原材料，在没有抛丸预处理流水线的条件下代替预处理流水线对原材料进行预处理，或对预处理流水线难必处理的超厚板材进行预处理，然后配以手工涂装车间底漆。但喷丸处理的主要对象则是对未经过原材料预处理的钢材装配成的分段、舾装件、结构件进行表面处理，并配以手工涂装防锈漆。此外，喷丸处理也是二次除锈的重要工艺手段。喷丸处理一般在喷丸房内进行，由压缩空气带动喷丸缸内的磨料，经喷丸胶管、喷嘴，射向被处理的钢材表面。 磨料通常使用钢丸、钢丝段、棱角钢砂或由它们按一定比例掺和的混合磨料。颗粒直径以0.80.2 mm为宜。磨料需反复回收使用。回收方法有气
10、力回收和机械回收两种。（一）喷丸除锈工艺装备1.喷丸房喷丸房在造船厂内亦称分段喷丸房（间），主要用于分段喷丸。因此，其长、宽、高三向的尺度应根据船厂建造的船舶产品的最大分段尺寸而设定。喷丸房通常由以下系统组成。分段运送系统：由卷扬机、轨道、平车等组成，也可采用液压顶升运输车运送分段。有的喷丸房设计成可开启的屋顶，则分段运送还可利用高架吊车实现。喷丸系统：由贮气柜（俗称气包）、空气过滤器（也称油水分离器）、喷丸缸、喷丸胶管、喷嘴等组成。磨料回收系统：由集丸地坑、皮带输送机、斗式提升机、贮丸箱等组成机械法回收系统；或由集丸地坑、真空吸丸机、容积式分离器、吸丸管道、贮丸箱等组成气力法回收系统。通风除
11、尘系统：由离心风机、旋风式除尘器、步袋除尘器、吸尘管道等组成。配电照明系统：由电器控制箱、全室照明灯、手提低压照明灯、辅助工作灯等组成。2.喷丸缸喷丸缸是一种连续高速度输送磨料的压力容器，见图7-1。3喷丸枪喷丸枪由喷丸肢管、肢管接头、喷嘴及喷嘴罩组成，新型的喷枪是内胆采用接喷砂陶瓷材料的文丘里带二次补风型喷沙枪，见图7-2。二次补风可以有效地降低喷嘴口因为压缩空气发散而造成的低温结露。由于分段喷丸需较长管路，又考虑到操作的灵活性、柔软性，喷丸胶管管径大小受到一定限制。目前船厂常用的胶管管径为19-125mm(0. 75英寸)和25.5 mm（1英寸）两种。 喷嘴口径大小与清理速度关系很大，也
12、与空气消耗量，磨料喷射量有关。常用的喷嘴口径为9 mm和10 mm两种。4压缩空气系统压缩宅气主要用途是供喷丸缸发射磨料，其次是供喷丸操作者头盔内的呼吸。喷射金属磨料时，压缩空气压力应不低于0.6 MPa，否则会影响处理速度。压缩空气中通常含有水分和油分，会造成磨料结块且污染被处理的表面，如供操作者呼吸则影响健康。故喷丸房的压缩空气系统设置有贮气柜和空气过滤器。（二）喷丸处理工艺要求1. 准备工作进行分段喷丸处理以前，应做好以下准备。 清除分段内杂物、垃圾和积水。 检查分段搁置情况，是否平稳，是否影响人员进出。 根据操作需要，搭置好脚手架。 排去贮气柜和空气过滤器内的积水和油污。 喷丸缸内加满
13、磨料。 接好喷丸腔管及喷嘴，检查胶管有无破损，接头是否牢靠，并使喷枪摆放到位。 接好低压手提照明灯具。 穿戴好个体防护用品，接到帽风。 关闭喷丸房大门。2.喷丸操作 开全室通风机，使室内全室通风。 开皮带输送机、斗式提升机（气力回收装置则此项可略）。 打开缸压气阀，再开进气阀，然后打开出丸阀，并使出丸量与进风量达到较佳混合比。 操作应分块进行。先下后上、先内后外、先难后易，喷枪应与被处理表面形成70-85夹角，喷嘴与表面的距离以300 mm左右为宜。 结束后先关闭出丸阀，待胶管内剩丸排尽再关闭进气阀，然后打开排气阀，排除缸内剩气。 排除积存在分段内的磨料，用真空回收机将磨料吸人容积分离器，然后
14、将容积分离器内铁丸排放到集丸地坑中。 开启气力回收装置、回收集丸坑内磨料（机械回收装置则此项可略）。 关闭磨料回收装置（机械回收装置应先关皮带输送机、后关斗式提升机）。 关闭全室通风机。 质量检查及进行缺陷修补；拆除喷丸胶管与低压照明系统，开启喷丸房大门。 第三节 酸洗工艺及操作要领酸洗是应用无机酸或有机酸与钢铁表面的氧化皮、铁锈（氧化铁和氧化亚铁的复合水合物）进行化学反应，生成可溶性铁盐，然后将其从钢铁表面清除的工艺手段。酸洗处理应用较多的是舾装件和零部件的除锈。（一）酸洗方法酸洗常用无机酸和有机酸。无机酸有硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、氢氟酸等，有机酸有柠檬酸、葡萄糖酸、低碳脂肪酸等。无机酸作用
15、力强、除锈速度快、原料来源广、价格低廉，而缺点是易产生过蚀现象，即使加入缓蚀剂亦往往难于幸免，且残余酸如清洗不彻底，会继续腐蚀钢铁，使钢铁表面涂层起泡甚至脱落。这些缺点以硫酸酸洗为最严重。有机酸酸洗速度缓慢，残余酸亦无严重后患，不易重新锈蚀，而且酸洗过程中易形成缓冲溶液，便于pH值控制，处理后基材表面干净，酸洗液的使用期则较长。但有机酸较无机酸贵得多，且化学作用力小，故多用于动力容器内部清理及其他有特定要求的酸洗场合。为了改善酸洗处理过程，缩短酸洗时间，提高酸洗质量，防止产生过蚀和氢脆，减少酸雾的形成，可在酸洗液中加入各种酸洗助剂，如缓蚀剂、润湿剂、消泡荆等。（二）缓蚀剂酸洗被中加入少量缓蚀剂，可大大减慢金属铁的溶解和氢的产生，而对清除氧化皮与铁锈的速度无显著影响。1.缓蚀效率缓蚀效率是缓蚀剂作用好坏的标志。在同一酸介质和同等条件下，无缓蚀剂时金属（铁）的失重为Wi，有缓蚀剂时金属（铁）的失重为Wz，它们与缓蚀效率之间的关系如下式所示：
