在 ph 值為7和13的情況下, 僅憑鍍鋅就可以提供優異的腐蝕保護, 但鋅的腐蝕會隨著 ph 值變酸性 (小于 7) 或堿性 (大于 13) 而提高。當鍍鋅層暴露在更低或更高的 pH 值范圍內時, 應當進行涂裝。當外觀比較重要時, 無論 pH 值如何, 也應該涂裝。不幸的是, 對鍍鋅表面涂裝時, 很可能發生涂層失效 (照片 1), 但通過適當的表面處理這很容易防止。
表面處理是保證涂層附著力和性能的關鍵。所需處理的程度取決于對以下四個問題的回答:
1、鍍鋅層鈍化處理了嗎?
2、鍍鋅層是新的嗎?
3、鍍鋅層是否部分風化?
4、鍍鋅層是否老化?
鈍化處理 – 鈍化是鍍鋅時常用的一種方法,以減少鍍鋅件儲存時白銹印跡的形成。不幸的是,對鍍鋅件的鈍化處理(特別是鉻酸鹽處理)會影響涂層的附著力。如果鍍鋅件要涂裝,應提前通知鍍鋅人員,以便取消鈍化步驟。然而,實際情況通常是部件已經鍍鋅完成但用戶不知道是否進行了鈍化處理。如有疑問,應對表面進行測試。SSPC - SP16中提供了一個合適的程序,即“涂裝和未涂裝鍍鋅件、不銹鋼和有色金屬表面的掃砂處理標準。”
是否使用過鉻酸鹽或其它鈍化處理可以通過硫酸銅溶液按照以下步驟檢測:
1. 確保表面沒有任何可見的氧化或氧化副產物
2. 通過將2g硫酸銅晶體溶解在100ml去離子水中制備溶液。
3. 在鍍鋅件表面標記3個相鄰的區域,每個面積約為6.45平方厘米(1平方英寸)
4. 保留第1個區域不做任何處理,用溶劑清洗第2和第3個區域,并使用砂紙*打磨第3個區域
5. 用滴液管或移液管將硫酸銅溶液浸透一只棉簽,涂于所有的3個區域,或直接將溶液滴在3個區域中
如果3個區域均立刻變黑,則表面沒有鈍化處理。如果第1個區域沒有在10秒內變黑,而第2和第3區域立即變黑,則表面沒有鈍化處理,但可能有輕微的油漬存在。如果第1和第2區域沒有在10秒內變黑,而第3區域立即變黑,則表面有過鈍化處理。
如果檢測有過鈍化處理,則通常需要機械工具來清理,盡管后面提到的一些蝕刻/清洗液也能去除某些鈍化層。如果使用蝕刻清洗液,建議先在小塊區域試驗,隨后進行上述測試,以確定是否去除了鈍化層。如果項目進度允許,涂裝前風化了12至18個月的構件也應去除可能存在的鈍化層。
新的和部分風化的鍍鋅層 – 如果鍍鋅時間小于約48小時,可以直接涂裝,但如果鍍鋅層經過在幾天至約一年之間的風化(稱為部分風化),則需要進行表面處理。通常用于鍍鋅件的兩種表面處理方法是噴砂清理和用磷酸/洗滌劑混合物進行清理/蝕刻。
蝕刻清洗液用于表面清理、表面暗化和粗糙化以獲得適當的涂層附著力。將溶液施加到表面上,通常用合成研磨片研磨,*沖洗,并烘干干燥。
噴砂清理根據SSPC - SP16進行。以下是標準中描述清理裸露未涂裝金屬(已鍍鋅)的幾段摘錄。節略的部分是關于表面殘留油漆的標準,不適用于本文因此省略。
2.1 在不放大的情況下觀察時,掃砂清理的有色金屬表面應無任何可見油、油脂、污垢、灰塵、金屬氧化物(腐蝕產物)和其他異物……裸露金屬底材的表面粗糙度應大于19微米( 0.75密耳)。
2.1.1 應對整個表面進行噴砂處理,以達到規定的表面清潔度,并在裸露金屬底材上形成致密且均勻的表面粗糙度。表面的波峰和波谷應形成連續的紋路,不留下平滑、無粗糙度的區域…
2.1.2…如果采購文件中未規定表面粗糙度,則所選磨料應使清理后的表面粗糙度符合所使用涂料產品說明書的要求。
該標準第4.3.1段要求通過噴砂清理以外的方式清除儲存時產生的白銹印跡,因為噴砂清理白銹印跡所需的“停留時間”可能會損壞鍍鋅層。其他方法在非強制性附錄中討論。附錄部分A3指出,儲存時產生的白銹印跡可以用尼龍刷和水,或乙酸或檸檬酸、檸檬汁或白醋的稀溶液除去,然后用大量水沖洗。
附錄部分A8.1指出,為了降低鋅層破壞風險,噴砂清理采用相對較低的噴嘴壓力( A8.2 )和莫氏硬度為5或更低的較軟磨料。
附錄A9建議在噴砂清理前和噴砂清理后測量鍍鋅層厚度,以確認其符合規定膜厚。厚度要求見采購文件,或ASTM A123《鋼鐵制品鍍鋅(熱浸鍍鋅)標準規范》或ASTM A153/153M《鋼鐵五金件鍍鋅(熱浸鍍鋅)規范》。
附錄( A9.2 )警告稱,在潮濕條件下,噴砂清理后會在表面會迅速形成鋅氧化物,因此應保持干燥,并盡快涂裝。與鋼結構表面處理相同,鍍鋅層表面處理時同樣建議表面溫度超出露點溫度至少5°F ( 3°C )。
鍍鋅層老化 – 當鍍鋅層已經風化12至18個月時,表面將被氧化,并且通常只需要高壓清洗處理就可以準備涂裝。關鍵是清除表面污物和鋅渣以及鋅鹽,并確認表面暗化。
圖2– 鍍鋅層的外表面已經風化,可以在高壓清洗除去鹽分后進行涂裝。但請注意保護區(紅色箭頭)內氧化物不多,有可見亮色的金屬鋅,應在該區域小范圍涂漆測試,以確定未粗糙暗化的表面涂料附著力是否足夠。
根據鋼材(表面高壓沖水)的經驗,旋轉噴嘴的壓力在3000psi(約20MPa)應該足夠,但*在鋅層表面高壓沖水后小范圍涂漆測試,并檢查附著力以確保合格。如果對涂層的附著力有任何疑問,則應使用上述部分風化后鍍鋅層的任一表面處理方法(蝕刻清洗液或SP-16掃砂)。
結論 – 鍍鋅過程中的大多數涂層失效是由于涂層與鍍鋅層的附著力差造成的。附著力差通常是由于光滑鍍鋅層的粗糙度不足、涂層下面鋅鹽的大量存在或抑制涂層粘附的鈍化處理而引起的。經過適當的涂裝前表面處理,涂層將很好地粘附到鍍鋅層上,并改善鍍鋅層的美觀性和防腐性。本文介紹了幾種常用的涂裝前鍍鋅層表面處理方法。
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