摘要：喷漆前，除去钢材表面附着物或生成的异物，以提高基材表面与涂层的附着力，或赋予表面以一定的耐蚀性能的过程称为表面处理。表面处理是钢结构涂装工艺中最重要的部分，是高性能涂料获得防护性能的基础工作。
关键词：钢结构表面处理 ；涂装 ；检验标准
众所周知, 钢结构表面处理质量是决定涂层质量的关键因素。正确评价表面处理质量和等级对工程质量和 成本控制具有十分重要的意义, 因此国际标准化委员会制定了 ISO 8501喷漆前钢材表面处理系列标准; 近年来又制定了 ISO 12944标准, 其中 ISO 12944-4 中又详细阐述了表面处理的重要性, 钢板锈蚀等级类型和相应处理方法, 规定了各种重防腐涂料对表面处理的等级要求。
一、表面处理在防腐蚀涂装中的作用
喷漆前表面预处理的主要目的是增强和改进涂层与基底间的附着状态，特别是建筑钢结构通过抛丸或喷砂，具有一定等级的清洁度和合适的粗糙度后，表面处理具有明显的作用 ：第一，可提高涂料的润湿性。通过彻底的表面清理，钢材表面达到一定的清洁度，才具有大于涂料的自由能和表面张力，使液体涂料在钢材表面充分铺展，达到完全湿润。第二，可提高涂膜与钢材表面的附着力。表面预处理去除了钢材表面的污物、附着物、氧化皮等，减少了涂料与钢材间的距离，增大了涂层与钢材间的附着力。第三，可增强涂层的耐腐蚀性能。抛丸除锈时，钢丸以一定扇形区域作用在钢材表面，产生打击、磨削作用，强化了钢材表面，有效消除钢材表面的残余应力，降低钢材疲劳和应力开裂的可能性。
二、钢结构表面处理
1、钢材表面缺陷的评定。国家标准热轧钢板表面质量的一般要求GB/T 中规定了钢材表面缺陷的种类、缺陷的深度和影响面积、修整的要求以及对钢板的厚度要求等。( 1) 轧入氧化铁皮、凹坑: 是轧制表面的伤痕, 由于热 轧和加工前及加工期间氧化皮清除不充分造成的。( 2) 压痕( 凹陷) 和轧痕( 凸起) : 由于轧辊或夹持辊破损造成, 可按一定距离间隔或无规则分布。 ( 3) 划伤和沟槽: 由于轧件和设备之间相对运动摩擦造成的机械损伤, 可能有轻微的翻卷, 很少含有氧化皮。( 4) 重皮:由于钢锭表面的冷溅、重皮以及结巴清理不净, 轧制形成的不规则鳞片状的细小表面缺陷。( 5) 气泡: 由于冶炼、浇注过程中脱氧不良造成, 位于 紧结表面以下。 ( 6) 热拉裂:表面范围内可变取向的缺陷, 出现在钢 坯加工过程中。 ( 7) 夹杂: 表面的非金属夹杂物, 尺寸和形状不同, 沿 轧制方向延伸, 随机分布。( 8) 裂纹: 由于轧件冷却过程中产生的应力造成的, 在表面范围分布的缺陷。 ( 9) 结疤和疤痕: 为重叠的物质, 形状和程度不同的 表面重叠部分, 不规则或氧化皮。 缺陷的深度从清除氧化皮后的产品表面进行测量, 影响面积的确定与缺陷形状有关, 如孤立点缺陷规定为 比缺陷外接圆大 50mm 为半径围绕缺陷画圆定为影响面 积。按缺陷深度和影响面积将缺陷分为 A、B、C、D、E 五 个等级。A 级缺陷指表面不允许有气泡、结疤、裂纹、拉裂、折 叠、夹杂和压入氧化皮, 这些缺陷不论其深度和数量, 均 需要修整。 B、C、D 和 E 级缺陷均根据钢板公称厚度规定有最大 允许缺陷深度和相应的影响面积, 超过规定的需要修整, 否则可不予修整, 对于修整的要求也有相应的规定, 可以 采用修磨或焊补, 修磨的程度要保证产品最小允许厚度 等。
2、去除钢材表面的氧化皮。建筑钢结构多使用热轧钢材，如 Q245、Q345 ，热轧钢材表面有一层氧化皮。氧化皮的常规组成见表。
氧化皮最里层的 FeO 不稳定，很容易水解成铁的氢氧化物，引起锈蚀 ；加上氧化皮有无数的裂纹，温度的变化、机械作用都会使氧化皮翘起剥落 ；氧化皮的电极电位较之钢铁本身正 0.12-0.20 V，引起钢铁的电化学腐蚀，因此，在喷漆前表面处理时，应该彻底去除氧化皮。
3、钢结构维修、大修工程的表面处理。根据钢结构工程维修、大修的涂层设计方案，进行必需的表面处理，如采用低表面处理涂料。
表面处理包括方面：第一，打磨除去松动的锈斑、漆皮及其他污物等 ；第二，旧涂层的打毛处理 ；第三，对旧漆膜的边缘部位，作楔形打磨处理。钢材或钢结构经过抛丸或喷砂后，表面形成一定的粗糙度，表面积显著增加，强化化学键力或分子间作用力，形成机械锚固作用，增加底漆与电弧喷锌、铝等金属涂层的附着力。
4、钢材等的磷化处理。少量建筑钢结构部件的表面处理还包括钢材表面的化学转化。如酸洗后的氧化、磷化、钝化等，这些化学转化膜表面有一定的粗糙度，而且形成与底漆结合的新界面，与涂层有较好的相容性。对某些复杂钢构件，如护栅、扶栏、梯子、仪表盒、檀条等表面处理较为困难，大多采用酸洗后热浸镀锌的办法。镀锌层 >125 μm（900 g/m2）可单独作为防腐涂层 ；镀锌层 <85 μm 可复涂专用中涂漆和面漆，以增加防腐性能，呈现必要的颜色。复涂涂料前，需进行“扫砂”处理，除去“锌锈”和其他污物。为减少锌层的损耗，喷砂压力略小些。
三、表面处理的检验标准
近年来，为适应涂装技术的迅速发展，国内外均制订了一系列标准，为钢结构喷漆前的表面处理提供了可靠的技术依据。
1、涂装前钢材表面缺陷标准。国家标准 GB 14977—94《热轧钢板表面质量的一般要求》，详细规定了表面缺陷的内容，包括轧入氧化皮、凹坑 ；压痕和轧痕 ；划伤和沟槽 ；重皮 ；气泡 ；热拉裂 ；夹杂 ；裂纹 ；结疤和疤痕等。标准规定 ：缺陷外接圆半径大于 50 mm 时的圆面积，定为缺陷的影响面积。标准中将缺陷分成 A、B、C、D、E 5 个级别。A级需要修正 ；B、C、D、E 级可以修正，也可不修正。
2、钢材锈蚀等级和清洁度等级的评价。（1） ISO 8501—1 ：1988《关于钢材除锈的表面清洁度的等级划分》。此标准是目测评定钢材锈蚀等级和表面处理等级的依据，主要内容如下：钢材原始状态的评定。该标准将未涂装过的钢材表面原始程度按氧化皮覆盖程度和锈蚀程度分别以 A、B、C、D 表示，并有相应的图片对照。A 级 ：全面覆盖氧化皮，表面几乎没有锈蚀的钢材表面。B 级 ：已发生锈蚀且部分氧化皮已经剥落的钢材表面。C 级 ：氧化皮等已因锈蚀而剥落，并有少量点蚀的钢材表面。D级 ：氧化皮已因锈蚀而全部剥落，并且已经全面发生点蚀的钢材表面。根据有关规定 ：作为冷弯薄型钢结构表面，其锈蚀等级不能低于 B 级 ；锈蚀等级为 D 级的钢材不能作结构件。手工和动力工具打磨除锈。St2，彻底的手工和动力工具除锈。在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂和污垢，并且几乎没有附着不牢的氧化皮、铁锈、油漆层和异物。参照图片 B St2、C St2 和 D St2。St3，非常彻底的手工和动力工具除锈。同 St2，但表面处理要彻底得多，表面应具有金属底材的光泽。参照图片 B St3、C St3 和 D St3。
3、去除油脂检测标准。GB/T 13312—91《钢铁件涂装前除油程度检验方法（验油试纸法）》中，规定了钢铁材料及其装备部件在进行涂装前，除油程度的检验方法与评定标准。在进行评定前，应先用洁净的非金属小棒除去被涂物表面的明显积水。检验程序如下：①对水平位置的表面，把 0.1 mL（口径约 2 mm的滴管滴）标准 G 型极性溶液滴在被检表面上，随即用洁净小玻璃棒把溶液铺开，使其铺盖面积不小于 20 mm×40 mm。②对竖立位置的表面，用吸管把 0.5 mL 标准 G型极性溶液均匀地涂覆在被检表面上。
而在实际检验中，常用洒水法 ：钢材表面若没有油脂，水滴分散 ；若有油脂，表面呈水珠状。
参考文献：
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