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新型钢结构抛丸除锈工艺技术方案

1 施工特点

选用合适的弹丸及弹丸尺寸型号, 确保抛丸清理除锈后,钢板表面获得合适的粗糙度,提高喷漆或者喷粉涂装时的涂层附着力。 采用固定输送辊道速度的方法 与传统试件试抛的方法相比,抛丸除锈质量好,同时减少加工时间,提高效率,降低抛丸除锈成本。 通过调整合适的抛射角度和抛丸器的开关控制,可以减少能耗并延长抛丸设备的使用寿命。 操作简单、技术先进、经济性价比高、实用性强,具有较好的推广应用价 值。

2 适用范围

适用于钢材表面抛丸除锈清理,去除焊接后的 H型钢、钢材工件、各类型材以及钢管的氧化皮和铁锈、腐蚀点以及钢结构节点抛丸表面处理的施工。

3 工艺原理

钢结构抛丸除锈工艺,是利用抛丸清理机的抛丸器从不同方向抛射出的密集弹丸轰击金属表面,去除外层氧化皮、锈层及及污染物并获得一定表面粗糙度的除锈清理方法, 该工艺通过选择合适的弹丸种类和不同弹丸配比来控制表面粗糙度的方法, 不同锈蚀等 级的钢材表面采用不同的输送辊道速度来控制抛射时间的方 法,用抛射角的调整和抛射器关停控制能耗的方法,达到确保除 锈等级、提高除锈质量、提高生产效率、节约能耗和降低生产成 本的目的。

4 工艺流程及操作要点

4.1 操作流程

弹丸的选择与级配→抛丸时间的控制→根据工件的结构和 高度, 调整抛丸机的抛射角→构件吊至辊道→开机喷打→构件吊开辊道→检查验收。

4.2 工艺要点

4.2.1 弹丸的选择与级配

(1)钢结构涂装前预处理后表面粗糙度的大小对涂层附着力有很大影响,表面粗糙度太小,涂层缺乏必要的锚固点,完全固化后的附着力 小,涂层可能会发生早期破损,出现脱皮、开裂或分层等,但如果表 面粗糙度过大,漆膜用量一定时,则造成漆膜厚度分布不均,特 别是在波峰处的漆膜厚度低于设计要求,有可能引起早期的锈蚀,另外 还容易在较深的谷凹内形成气泡、而气泡漆膜起泡的根源,所以抛丸清理时必须对除锈后的钢材表面粗糙度加以控制。 而弹丸的种 类、形状、大小和级配都是影响除锈后表面粗糙度的重要因素, 所以需要经过反复试验制定出弹丸选择和级配方案。

(2)弹丸的选择和级配,应使抛打后的钢材表面粗糙度 Ry (轮廓最大高度)控制在 40~60μm,应用表面粗糙度轮廓仪检测。

(3)对一般建筑钢结构件用 Q235、Q345 钢材的钢构件抛丸清理除锈, 选择的弹丸的硬度(洛氏硬度)需要比构件表面硬度大 HRC5-25,因为选择硬度太大的弹丸打到钢材表面易破碎,并吸收能量,降低冲击 功,选择硬度太小则,弹丸打在钢材表面易变现,自身吸收能量,并降低 冲击功,硬度适中的弹丸反弹性好,除锈效果好。 选用的弹丸硬 度(洛氏硬度)控制在 HRC40-50。

(4)理论上弹丸越大,抛丸除锈效果越好,但除锈后的表面粗糙度越大, 同样面积的构件表面在抛打时覆盖的弹丸粒数少,功效低,由于 过大的粗糙度对涂漆产生不利影响, 所以抛丸时要对弹丸直径加以限 制。 选用¢1、¢1.4 的圆形铸钢丸与¢1.2 长度 2mm 的钢切丸混合。 钢切丸为钢丝切成段形成的圆柱形弹丸, 圆柱棱角具有一定的 刮削作用,既不会损坏构件表面,又可提高除锈效率。 铸钢丸¢ 1、¢1.4 的比例为 2:3,铸钢丸与钢切丸比例为 4:6。

4.2.2 抛丸的时间与控制

(1)构件放置于输送辊道上,以一定的速度缓缓将构件输送到抛射室, 构件端头或端尾被开动的抛射器将钢丸抛射至构件 表面的开始时间至退出抛射室且离开钢丸抛打表面的时间为抛 丸时间,用控制输送辊道的速度来控制抛丸时间,以达到除锈效 果。

(2)对于不同锈蚀的钢材表面被一定的弹丸抛射,达到同一 除锈等级时,锈蚀严重的使用的输送辊道的速度要小些,不严重 的使用的输送辊道的速度要大些。 对于同一锈蚀等级的钢材表 面被一定的弹丸抛射,达到不同除锈等级时,除锈等级高的输送 辊道的速度要小些,除锈等级低的输送辊道的速度要大些。 根据 以上原理结合被除锈钢材表面锈蚀情况和设计要求的除锈等 级,制定了输送辊道速度的确定方法。

(3)先用比样快法判定钢材表面的锈蚀等级,再以设计要求 的除锈等级,确定输送辊道适宜的区间速度。 钢材表面锈蚀一般 分为三层,最外层为 Fe2O3,状态不稳定,其次 Fe3O4 状态稳定,最 里面的 FeO 状态不稳定, 所以一般钢结构的除锈要打掉最里面 的 FeO 层。 钢材表面的锈蚀等级用比样块法判定。

抛丸除锈等级的判定用比样块法, 比对国家标准样本图片。 评定钢材表面锈蚀等级和除锈等级应在良好的散射日光或在照 明条件下进行,待检测的钢材表面与相应的照片进行目视比较。 以相应的锈蚀较严重的等级照片所显示的锈蚀等级作为评定结 果,评定除锈等级时,以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。

(4)基本区间速度确定以后,根据钢材材质情况、弹丸磨损情 况或加补弹丸情况综合考虑,材质表面硬度相对大的取小值,表 面硬度相对小的取大值,刚补丸后取小值,弹丸磨损严重趋向补 丸时取大值,以此确定输送辊道的速度。

4.2.3 根据工件的结构和高度,调整抛丸机抛角

 (1)由于抛丸除锈是将抛出的弹丸打在钢材表面而达到除表 面铁锈的目的,抛出的钢丸打不到所需钢材表面,即“空打”,会 产生不必要的能耗, 所以要根据构件的结构和高度调整抛丸机的喷射角。

(2)先将弹丸阀门关闭,将构件运送到抛射区域,辊道停止运行, 检查安全无误后打开抛丸器, 人工将少量弹丸放入流丸管 内,等抛丸器停止运行后将工件运出,检查其抛打位置,如不理 想,对抛射角进行调整。

(3)调整时,逆时针转动定位套,抛射角向上;顺时针转动定 位套,抛射角向下。 若有无需抛射的钢材表面,将其对应的抛射 器关闭。

4.2.4 构件吊至辊道

将待清理的钢材或构件用桁吊吊起平稳放置在辊道上,并摆 放归整。 使其在喷打过程中不会与抛丸机碰撞。

4.2.5 开灯抛丸

(1)运转前要检查护板、橡胶帘等易磨损情况,及时更换。 检 查各运动部件的配合,螺栓连接是否松动,及时拧紧。 检查是否 有杂物落入机内,及时清理严防堵塞,检查各部件润滑是否符合 规范。 开机前应确定室内、进入口无人才能启动。

(2)检查弹丸级配是否符合除锈等级要求,抛射角度能否达 到要求。 提升带要及时检查是否松动,如有松动及时调整;运转中观察工件是否跑偏,及时调整;辊道运转速度控制严格按照要 求输送。

(3)机器应在运转中定期清除分离器、除尘器内的废物,保证 设备正常运转。 注意抛丸器在运转中的震动和音响是否正常,轴 承和电机升温情况,当出现异常及时停机检查,排除故障或更换 叶片。

4.2.6 构件吊开辊道

构件除锈完毕后,及时用桁吊吊离辊道,吊放至指定的位置,并做好成品保护。 

4.2.7 检查验收

构件除锈完毕后,按照规范要求对构件表面粗糙度及除锈等 级进行检查,并做好检查验收记录。

5 材料与设备

5.1 材料

H 型钢、钢管、钢板(Q235、Q345)、¢1、¢1.4 铸钢丸、¢1.2 长度 2mm 钢丝丸。

5.2 机械设备

辊道式抛丸除锈机、入辊桁吊、出辊桁吊各 1 台。

6 质量与控制

(1)严格按照加工厂的施工质量管理体系,建立并执行抛丸

除锈等级制定的质量验收制度,坚持弹丸级配、抛射角度及速度 的三项控制,在自检、互检、工序交接检的基础上通过质检员验 收的原则。

(2)施工前编制施工方案,并组织参加该施工的管理及操作 人员进行培训,使每个相关人员懂施工原理,懂施工程序,懂施 工质量控制点,懂得注意事项和操作要点,懂得解决施工过程中 存在的问题。

7 结束语

在我公司的多个工程实例中,采用“三控强化法”抛丸除锈施工与传统方法相比每吨钢材节约费用 70 元。 应用该技术更先进 合理,除锈等级有了保障,安全可靠、环保,施工质量好,经济效 益和社会效益显著,具有一定的推广应用价值。

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