酸洗铁板变黑
酸洗后表面残留灰黑色的粉色的粉状物,这是常有的事,其主要成分是Fe3C,与金属含碳量成正比,如不用刷子刷,就很难除去,这种粉状物对很多后续工序是有害的。可以在酸中加有效的除锈添加剂减少。
1 、钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快。
2 、钢材的种类有: 按厚度不同分薄板(薄钢板厚度<4mm)、中板(中厚度4-20mm)和厚板(厚度20--60mm)大于60为特厚种。。
3、普通螺栓与高强螺栓的区别?
普通螺栓一般用普通碳素结构钢制造,不经热处理,高强螺栓一般用优质碳素结构钢或合金结构钢制造,需要经过调质热处理提高综合机械性能。 高强度分为,8.8级,10.9级,12.9级。
从强度等级: 高强螺栓常用8.8S和10.9S两个强度等级。 普通螺栓一般有4.4级,4.8级 5.6级8.8级。
4、 按受力特性分为:摩擦型与承压型
摩擦型高强螺栓是依据被连接件之间的摩擦力传递外力,当剪力等于摩擦力时,极为摩擦型高强螺栓连接的设计极限荷载。此时联众的杆件不会发生相对滑移,螺栓杆不受剪,螺栓孔壁不承压。
5、焊条种类几种
大体有十几种:碳钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条及特殊用途焊条。
6、焊缝缺陷:
(1)未焊透:母体金属接头处中间(X坡口)或根 部(V、U坡口)的钝边未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。未焊透降低了焊接接头的机械强度,在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点,在焊接件承受载荷时容易导致开裂。
(2)未熔合:固体金属与填充金属之间(焊道与母材之间),或者填充金属之间(多道焊时的焊道之间或焊层之间)局部未完全熔化结合,或者在点焊(电阻焊)时母材与母材之间未完全熔合在一起,有时也常伴有夹渣存在。
(3)气孔:在熔化焊接过程中,焊缝金属内的气体或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及溢出而残留在焊缝金属内部或表面形成的空穴或孔隙,视其形态可分为单个气孔、链状气孔、密集气孔(包括蜂窝状气孔)等,特别是在电弧焊中,由于冶金过程进行时间很短,熔池金属很快凝固,冶金过程中产生的气体、液态金属吸收的气体,或者焊条的焊剂受潮而在高温下分解产生气体,甚至是焊接环境中的湿度太大也会在高温下分解出气体等等,这些气体来不及析出时就会形成气孔缺陷。尽管气孔较之其它的缺陷其应力集中趋势没有那么大,但是它破坏了焊缝金属的致密性,减少了焊缝金属的有效截面积,从而导致焊缝的强度降低。
7、无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下,对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。
常用无损探伤方法:
超声波探伤:利用超声能透入金属材料的深处,并由一截面进入另一截面时,在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法,当超声波束自零件表面由探头通至金属内部,遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来,在萤光屏上形成脉冲波形,根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
8、零部件加工的程序:准备工作、矫正、放羊、切割、弯曲、制孔、组装、焊接、检测、除锈、涂装。
9、 金属表面除锈方法有:手工处理、机械处理、化学处理和火焰处理四种。
(1)手工处理:
手工处理主要用铲刀、钢丝刷、砂布、断钢锯条等工具,靠手工敲、铲、刮、刷、砂的方法来达到清除铁锈,这是漆工传统的除锈方法,也是最简便的方法,没有任何环境及施工条件限制,但由于效率及效果太差,只能适用小范围的除锈处理。
(2)机械除锈法
机械除锈法主要是利用一些电动、风动工具来达到清除铁锈的目的。常用电动工具如电动刷、电动砂轮风动工具如风动刷。电动刷和风动刷是利用特制圆形钢丝刷的转动,靠冲击和摩擦把铁锈或氧化皮清除干净,特别对表面铁锈,效果较好,但对较深锈斑很难除去。电动砂轮实际是手提砂轮机,可以在手中随意移动,利用砂轮的高速旋转除去铁锈,效果较好,特别对较深的锈斑,其工作效率高,施工质量也较好,使用方便,是一种较理想的除锈工具。但在操作中须注意,不要把金属表皮打穿。
(3)喷砂、喷丸处理法
喷砂、喷丸处理法同前节清除旧涂膜使用法。(4)火焰处理法火焰处理法是利用气焊枪对少量手工难以清除的较深的锈蚀斑,进行烧红,让高温使铁锈的氧化物改变化学成份而达到除锈目的。使用此法,须注意不要让金属表面烧穿,以及防止大面积表面产生受热变形。
(5)化学处理法
化学处理法实际是酸洗除锈法,利用酸性溶液与金属氧化物(铁锈)发生化学反应,生成盐类,而脱离金属表面。常用的酸性溶液有:硫酸、盐酸、硝酸、磷酸。操作中将酸性溶液涂于金属铁锈部位让其慢慢与铁锈发生化学反应而去掉。铁锈去除后应用清水冲洗,并用弱碱溶液进行中和反应,再用清水冲洗后揩干、烘干,以防很快生锈。
对酸洗过的金属表面须要经粗糙处理或磷化处理,主要是增加金属表面与底漆的附着力。
在稀释浓硫酸时,应慢慢把硫酸倒入容器的水中,并不断搅拌,切勿相反操作,以免硫酸液溅出伤人。
10、常见的起重设备:门式起重机 塔式起重机 履带起重机 汽车起重机 轮式起重机 桅杆式起重机 千斤顶 转扬机 葫芦 桥式起重机。
你是用浓盐酸酸洗,所以清洗时要加大抖动、晃动的力度,同时酸液提高温度,时间不要太长,只需几分钟就可以了。马上进行清水清洗数遍。
粘钢加固施工流程
第一:处理表面
1.针对混凝土表面应根据构件表面的新旧程度、干湿程度及坚实程度分为以下四种情况进行处理:
(1)对于特别脏和旧的混凝土构件的粘和面,应该先用硬毛刷沾洗洁剂刷出表面污渍,然后再用冷水冲洗,并对结合面进行打磨处理,除去2~3mm后表层,当完全漏出新的表面,并用无油压缩空气将粉粒吹去,如果处理后表面有凹凸不平处应用高强树脂砂浆进行修补。
(2)如果混凝土表面不是特别的脏和旧,可以直接打磨粘合面,去掉1~2mm厚表层,用压缩空气将粉尘除去或用清水冲洗干净,当表面完全干燥后应用脱脂棉沾丙酮擦拭。
(3)如果是新混凝土结合面,先用钢丝刷刷去混凝土表面松散浮渣,然后用硬毛刷沾洗洁剂刷洗表面或用清水冲洗,待完全干燥即可。
(4)如果混凝土构件湿度就较大或者龄期混凝土构件在3个月内的,由于一般树脂类粘钢胶粘剂在潮湿的基础上粘结度会大幅度降低,因而除了要进行以上几种处理之外还需要进行人工干燥处理。
2.对于钢板贴合面,应根据钢板锈蚀程度,分别按以下两种方法处理:
(1.)如钢板来生铸或轻微锈蚀、可用喷砂、砂布成平砂轮打廉,直至出现金属光泽为止.打磨粗械度越大越好,打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直、其后用脱脂棉话肉阐擦拭干净。
(2.)如钢板锈蚀严重,须先用适度盐酸设泡20min, 使锈层脱落,再用石庆水冲洗,中和酸离子,最后用平砂轮打磨出纹道。
第二:卸载
为了减轻和消除后粘钢板的应力和应变滞后现象,应适量卸载粘钢板前宜对构件
第三:配置粘钢胶
通常使用的粘钢胶剂分为甲、乙两组,需要在施工现场临时配置,遵循产品说明的比例和要求进行配置但用于粘钢胶的时效性较强,使用前需要根据施工现场的施工环境及存放时间进行现场试配,选择各项力学指标最优的配比。根据选定的配比称量,将甲、乙两组分别注入干净容器内,按照同一方向进行机械搅拌,直至颜色完全均匀一致为止。
第四:粘贴钢板
用抹刀将配置好的粘钢胶分别涂抹于处理好的混凝土表面及钢板贴合面,为了保证粘钢胶能够充分浸润,渗透、扩散、粘附于结合面,应先用少量粘钢胶于结合面来回刮抹数遍,再添抹至所需厚度1~3mm,中间厚边缘薄,随后将钢板粘贴在预定位置。如果是立面粘贴,为了防止流淌,可加一层蜡玻璃丝布,待钢板粘贴后,用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板,如无空洞声则证明粘贴结实,不然则应剥下钢板,补粘钢胶,重新粘贴。
第五:固化
通常粘钢胶都是在常温20℃下固化,24小时后即可拆除拆除夹具或支撑,3d后即可受力使用。如果温度低于0℃时应进行人工加温,通常会采用红外线加温在固化期间不得对钢板有任何扰动。
第六:防腐蚀处理
根据粘钢加固设计对外粘贴的钢板进行相应的防腐处理,当外抹砂浆保护层防腐时,便于砂浆粘贴,可于钢板粘结或粘一层豆石或外包一层钢丝网,且在抹灰时涂抹一道混凝土界面剂。
第七:检验
在粘钢的同时必须以相同的条件配置钢-钢拉伸剪切试件及钢-混凝土双剪试件各5个,进行相应的粘贴抗剪强度试验钢-钢粘结抗剪强度设计值不得低于该种粘钢胶的相应规定,并且钢-混凝土抗剪破坏必须发生在混凝土上。
对于加固构件的粘钢质量,通常会采用非破损检验,即外观检查钢板边缘溢粘钢胶色泽、硬化程度,以小锤锤击钢板检验钢板的有效粘结面积。锚固区有效粘结面积应≥90%。
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镀锌板是指表面镀有一层锌的钢板。镀锌是一种经常采用的经济而有效的防腐方法。全世界锌产量的一半左右均用于此种工艺
1.定义
镀锌钢板是为防止钢板表面遭受腐蚀,延长其使用寿命,在钢板表面涂以一层金属锌,这种涂锌的薄钢板称为镀锌板。
2.分类和用途
按生产及加工方法可分为以下几类:
①热浸镀锌钢板。将薄钢板浸入熔解的锌槽中,使其表面粘附一层锌的薄钢板。目前主要采用连续镀锌工艺生产,即把成卷的钢板连续浸在熔解有锌的镀槽中制成镀锌钢板;
②合金化镀锌钢板。这种钢板也是用热浸法制造,但在出槽后,立即把它加热到500℃左右,使其生成锌和铁的合金被膜。这种镀锌板具有良好的涂料的密着性和焊接性;
③电镀锌钢板。用电镀法制造这种镀锌钢板具有良好的加工性。但镀层较薄,耐腐蚀性不如热浸法镀锌板;
④单面镀和双面差镀锌钢板。单面镀锌钢板,即只在一面镀锌的产品。在焊接、涂装、防锈处理、加工等方面,具有比双面镀锌板更好的适应性。为克服单面未涂锌的缺点,又有一种在另面涂以薄层锌的镀锌板,即双面差镀锌板;
⑤合金、复合镀锌钢板。它是用锌和其他金属如铅、锌制成合金乃至复合镀成的钢板。这种钢板既具有卓越的防锈性能,又有良好的涂装性能。
除上述五种外,还有彩色镀锌钢板、印花涂装镀锌钢板、聚氯乙烯叠层镀锌钢板等。但目前最常用的仍为热浸镀锌板。
钢板
steel sheet(s) and plate(s)
钢板是平板状,矩形的,可直接轧制或由宽钢带剪切而成。
钢板按厚度分,薄钢板<4毫米(最薄0.2毫米),厚钢板4~60毫米,特厚钢板60~115毫米。
钢板分热轧的和冷轧的。
薄板的宽度为500~1500毫米;厚的宽度为600~3000毫米。薄板按钢种分,有普通钢、优质钢、合金钢、弹簧钢、不锈钢、工具钢、耐热钢、轴承钢、硅钢和工业纯铁薄板等;按专业用途分,有油桶用板、搪瓷用板、防弹用板等;按表面涂镀层分,有镀锌薄板、镀锡薄板、镀铅薄板、塑料复合钢板等。
厚钢板的钢种大体上和薄钢板相同。在品各方面,除了桥梁钢板、锅炉钢板、汽车制造钢板、压力容器钢板和多层高压容器钢板等品种纯属厚板外,有些品种的钢板如汽车大梁钢板(厚2.5~10毫米)、花纹钢板(厚2.5~8毫米)、不锈钢板、耐热钢板等品种是同薄板交叉的。
紫铜
紫铜就是铜单质.因其颜色为紫红色而得名.各种性质见铜.
紫铜因呈紫红色而得名。它不一定是纯铜,有时还加入少量脱氧元素或其他元素,以改善材质和性能,因此也归入铜合金。中国紫铜加工材按成分可分为:普通紫铜 (T1、T2、T3、T4)、无氧铜(TU1、TU2和高纯、真空无氧铜)、脱氧铜(TUP、TUMn)、添加少量合金元素的特种铜(砷铜、碲铜、银铜)四类。紫铜的电导率和热导率仅次于银,广泛用于制作导电、导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸(盐酸、稀硫酸)、碱、盐溶液及多种有机酸(醋酸、柠檬酸)中,有良好的耐蚀性,用于化学工业。另外,紫铜有良好的焊接性,可经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。20世纪70年代,紫铜的产量超过了其他各类铜合金的总产量。
紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严重影响。杂质元素对电导率的影响见图2。其中钛、磷、铁、硅等显著降低电导率,而镉、锌等则影响很小。氧、硫、硒、碲等在铜中的固溶度很小,可与铜生成脆性化合物,对导电性影响不大,但能降低加工塑性。普通紫铜在含氢或一氧化碳的还原性气氛中加热时,氢或一氧化碳易与晶界的氧化亚铜(Cu2O)作用,产生高压水蒸气或二氧化碳气体,可使铜破裂。这种现象常称为铜的“氢病”。氧对铜的焊接性有害。铋或铅与铜生成低熔点共晶,使铜产生热脆;而脆性的铋呈薄膜状分布在晶界时,又使铜产生冷脆。磷能显著降低铜的导电性,但可提高铜液的流动性,改善焊接性。适量的铅、碲、硫等能改善可切削性。紫铜退火板材的室温抗拉强度为22~25公斤力/毫米2,伸长率为45~50%,布氏硬度(HB)为35~45。
黄铜
黄铜是由铜和锌所组成的合金。如果只是由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。如由铅、锡、锰、镍、铅、铁、硅组成的铜合金。黄铜有较强的耐磨性能。特殊黄铜又叫特种黄铜,它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还有切削加工的机械性能也较突出。由黄铜所拉成的无缝铜管,质软、耐磨性能强。黄铜无缝管可用于热交换器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材,铸造零件等。含铜在62%~68%,塑性强,制造耐压设备等。
根据黄铜中所含合金元素种类的不同,黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜两种。压力加工用的黄铜称为变形黄铜。
1.普通黄铜
(1)普通黄铜的室温组织普通黄铜是铜锌二元合金,其含锌量变化范围较大,因此其室温组织也有很大不同。根据Cu-Zn二元状态图(图6),黄铜的室温组织有三种:含锌量在35% 以下的黄铜,室温下的显微组织由单相的α固溶体组成,称为α黄铜;含锌量在36%~46%范围内的黄铜,室温下的显微组织由(α+β)两相组成,称为(α +β)黄铜(两相黄铜);含锌量超过46%~50%的黄铜,室温下的显微组织仅由β相组成,称为β黄铜。
(2)压力加工性能 α单相黄铜(从H96至H65)具有良好的塑性,能承受冷热加工,但α单相黄铜在锻造等热加工时易出现中温脆性,其具体温度范围随含Zn量不同而有所变化,一般在200~700℃之间。因此,热加工时温度应高于700℃。单相α黄铜中温脆性区产生的原因主要是在Cu-Zn合金系α相区内存在着Cu3Zn 和Cu9Zn两个有序化合物,在中低温加热时发生有序转变,使合金变脆;另外,合金中存在微量的铅、铋有害杂质与铜形成低熔点共晶薄膜分布在晶界上,热加工时产生晶间破裂。实践表明,加入微量的铈可以有效地消除中温脆性。
两相黄铜(从H63至H59),合金组织中除了具有塑性良好的α相外,还出现了由电子化合物CuZn为基的β固溶体。β相在高温下具有很高的塑性,而低温下的β′相(有序固溶体)性质硬脆。故(α+β)黄铜应在热态下进行锻造。
含锌量大于46%~50%的β黄铜因性能硬脆,不能进行压力加工。
(3)机械性能黄铜中由于含锌量不同,机械性能也不一样,图7是黄铜的机械性能随含锌量不同而变化的曲线。对于α黄铜,随着含锌量的增多,σb和δ均不断增高。对于(α +β)黄铜,当含锌量增加到约为45%之前,室温强度不断提高。若再进一步增加含锌量,则由于合金组织中出现了脆性更大的r相(以Cu5Zn8化合物为基的固溶体),强度急剧降低。(α+β)黄铜的室温塑性则始终随含锌量的增加而降低。所以含锌量超过45%的铜锌合金无实用价值。
2.特殊黄铜
为了提高黄铜的耐蚀性、强度、硬度和切削性等,在铜-锌合金中加入少量(一般为1%~2%,少数达3%~4%,极个别的达5%~6%)锡、铝、锰、铁、硅、镍、铅等元素,构成三元、四元、甚至五元合金,即为复杂黄铜,亦称特殊黄铜。
(1)锌当量系数复杂黄铜的组织,可根据黄铜中加入元素的“锌当量系数”来推算。因为在铜锌合金中加入少量其他合金元素,通常只是使Cu-Zn状态图中的α/(α+β)相区向左或向右移动。所以特殊黄铜的组织,通常相当于普通黄铜中增加或减少了锌含量的组织。例如,在Cu-Zn合金中加入1%硅后的组织,即相当于在Cu- Zn合金中增加10%锌的合金组织。所以硅的“锌当量”为10。硅的“锌当量系数”最大,使Cu-Zn系中的α/(α+β)相界显著移向铜侧,即强烈缩小 α相区。镍的“锌当量系数”为负值,即扩大α相区。
(2)特殊黄铜的性能 特殊黄铜中的α相及β相是多元复杂固溶体,其强化效果较大,而普通黄铜中的α及β相是简单的Cu-Zn固溶体,其强化效果较低。虽然锌当量相当,多元固溶体与简单二元固溶体的性质是不一样的。所以,少量多元强化是提高合金性能的一种途径。
(3)几种常用的特殊变形黄铜的组织和压力加工性能
铅黄铜:铅实际不溶于黄铜内,呈游离质点状态分布在晶界上。铅黄铜按其组织有α和(α+β)两种。α铅黄铜由于铅的有害作用较大,高温塑性很低,故只能进行冷变形或热挤压。(α+β)铅黄铜在高温下具有较好的塑性,可进行锻造。
锡黄铜:黄铜中加入锡,可明显提高合金的耐热性,特别是提高抗海水腐蚀的能力,故锡黄铜有“海军黄铜”之称。
锡能溶入铜基固溶体中,起固溶强化作用。但是随着含锡量的增加,合金中会出现脆性的r相(CuZnSn化合物),不利于合金的塑性变形,故锡黄铜的含锡量一般在0.5%~1.5%范围内。
常用的锡黄铜有HSn70-1,HSn62-1,HSn60-1等。前者是α合金,具有较高的塑性,可进行冷、热压力加工。后两种牌号的合金具有(α+β)两相组织,并常出现少量的r相,室温塑性不高,只能在热态下变形。
锰黄铜:锰在固态黄铜中有较大的溶解度。黄铜中加入1%~4%的锰,可显著提高合金的强度和耐蚀性,而不降低其塑性。
锰黄铜具有(α+β)组织,常用的有HMn58-2,冷、热态下的压力加工性能相当好。
铁黄铜:铁黄铜中,铁以富铁相的微粒析出,作为晶核而细化晶粒,并能阻止再结晶晶粒长大,从而提高合金的机械性能和工艺性能。铁黄铜中的铁含量通常在 1.5%以下,其组织为(α+β),具有高的强度和韧性,高温下塑性很好,冷态下也可变形。常用的牌号为Hfe59-1-1。
镍黄铜:镍与铜能形成连续固溶体,显著扩大α相区。黄铜中加入镍可显著提高黄铜在大气和海水中的耐蚀性。镍还能提高黄铜的再结晶温度,促使形成更细的晶粒。
HNi65-5镍黄铜具有单相的α组织,室温下具有很好的塑性,也可在热态下变形,但是对杂质铅的含量必须严格控制,否制会严重恶化合金的热加工性能。
我国最早用黄铜铸钱开始于明嘉靖年间。“黄铜”一词最早见于西汉东方朔所撰的(((}申异经·中荒经》:“西北有宫,黄铜为墙,题日地皇之宫。”这种“黄铜”指的是何种铜合金,待考。《新唐书 ·食货志》又有‘青铜”、“黄铜”的称谓,分别指矿石颜色和冶炼产品,并非现在的铜锡合金与铜锌合金。宋人洪咨夔撰《大冶赋》中又有“其为黄铜也,坑有殊名,山多众朴”,指的是火法炼制的纯铜。黄铜一词专指铜锌合金,则始于明代,其记载见于《明会典》:“嘉靖中则例,通宝钱六百万文,合用二火黄铜四万七千二百七十二斤……。”通过对明代铜钱成分的分析,发现《明会典》中所说的铸钱种真正意义上的黄铜的出现较其它几种铜合金晚很多,这是因为黄铜中金属锌的获得比较困难。氧化锌在950℃一1000℃的高温下才能较快地被还原成金属锌,而液态锌在906℃时已经沸腾,所以还原得到的金属锌以蒸气状存在。在冷却时反应逆转,蒸气锌为炉中的二氧化碳再氧化成氧化锌,因此要得到金属锌必须有特殊的冷凝装置。这是金属锌的使用比铜、铅、锡、铁的使用晚得多的原因,也是黄铜铸币出现较晚的原因之一。但是,在姜寨仰韶文化遗址中曾出土有含锌量超过20%的黄铜片和黄铜管,山东胶县三里河龙山文化的地层中也曾出土两种黄铜锥。显而易见,这些黄铜器物的出现并不是说人们在史前就掌握了黄铜的冶炼技术,而是人们在利用铜锌共生矿时无意中获得的。商周时期铜器的含锌量都很低,一般在10-z数量级。西汉、新莽的钱中有板个别的铜锌甘金钱,其中有的钱币中锌的含量达到7%,但是这并不能说明黄铜铸钱产生于西汉新莽之际。因为这些铜锌合金是极个别现象,其含锌量又普遍较真正意义上的黄铜含锌量15%一40%要小得多。所以我们认为这些含锌的铜钱是汉代在“即山铸钱”中使用铜锌共生矿时产生的。据对有关矿山进行调查后发现,山东的昌潍、烟台、临沂及湖北等地都有资源丰富的铜锌共生矿,这就使冶炼后的铜含有一小部分锌。到了唐代,由于铸钱材料的规范化,使所铸行的钱币中锌的含量均为恒量。
工业污垢的清洗,从原理上可分为物理方法和化。学方法两大类。
在靖洗过程中没有新化学物质生成的方沽即为物理清洗法扒严格说它包括借助机械力、声波、热力、光等以及单纯物理溶解的清洗方法。
在清洗过程中有新物质生成的方法为此学清铣法子包括通过酸碱反应、氧化还原反应、配合反应等以除去污垢的方法;也包括借助电化学、酶及微生物等的作用而清洗污垢的方法。
在工业清洗实践中斗人们母惯于把牛切主要借助化学制剂的反应、溶解、乳化、分敞i吸附而清除污垢的方法统称为此学清洗法,把污垢清洗中所用到的化学制剂,笼统称为化学清洗剂。把用以提高清铣敬率、调节清洗液的pH值和泡沫、改变或消除气味和颜色、抑制腐蚀的发生与酸雾的生成、螯合金属离子等添加剂,称为化学清洗的助剂;把机械力、热能、电能、光和声波等作为化学清洗剂作用的强化手段·,也可单独作为物理清洗手段加以应用。
本书将分别讨论各种清洗用的化学制剂及其强化工艺。
常用的工业污垢清除方法有如下几种。
1.机械法
采用擦、铲、研、磨及流体冲刷等方法,是常见的机械除污垢法。
例如,金属表面的腐蚀产物、旧涂层和镀层、无机盐等固体污垢等,常采用机械法清除。
机械法清除污垢有下述几种。
(1)手工工具法 常用的手工工具是榔头、锉刀、铲刀、刮刀、钢丝刷与吸尘器等。先用这些工具使固体污垢脱离设备或材料表面i再用毛刷、吸尘器或压缩空气清除。
手工法简便,但劳动强度大,生产效率低,粉尘污染工作环境,清除质量差,一般难于全面彻底地清除。有的边角与狭缝,不便于操作。此法只适用于局部清理,心肝及采用后述的方法不便于实施的场合和部位。
(2)风力与电动工具法 采用压缩空气或电能使除污垢器作往复运动或圆周运动,驱动砂轮、刀具、钻头、钢丝刷、敲铲枪与除锈除垢器,对带污垢的表面作冲击或摩擦,以除去垢层。
a.风动砂轮 由压缩空气推动叶轮旋转,再驱动主轴,使装在主轴上的砂轮旋转起来,打磨垢层。压缩空气连续进入与排出,使砂轮连续工作。
b.风动钢丝刷 用压缩空气驱动钢丝轮,在带污垢的表面摩擦除垢。风动砂轮与钢丝刷的设备简单,使用方便,但是劳动强度比较大,只适用于小面积除垢、除锈操作。
c.风动敲铲枪 压缩空气通过手柄,进人锤体内,使固定在锤体上的不同形状的锤端作往复运动,撞击设备或材料表面的垢层,以清除之。压缩空气的压力 4—6MPa,往复运动的速度可达 1000~3000r/min。锤端有尖形、梅花形与针束—形;适用于比较狭窄表面的清理。图1-4是带梅花形锤端的风动敲铲枪。
d.风动旋转式齿形除垢器 由压缩空气驱动齿轮除锈转盘作高速旋转,转盘上有五排齿形片,—齿形片在随转盘转动时不断撞击带污垢的金属表面而除垢。压缩空气压力为5~7MPa,转盘的转速达8000r/min。这种工具操作简便,尤其适用于清除锈垢、旧涂层等。
(3)胶球靖洗 对于在管内某些污垢,可用水流把比管子的内径稍大的海绵状的橡胶球送人管内,借橡胶球在管内的挤压和摩擦作用,以清除污垢。[page]
(4)喷丸(砂)除垢法 喷丸(砂)除垢法的基本原理是利用压缩密訇船铁丸或砂子推人喷丸(砂)管路,再经过喷嘴喷射到带锈垢的金属表面厂撞击垢层和各种污染物,从而达到除垢的目的。
喷丸(砂)除垢法比手工法及上述的风动法的工作效率高,除垢质量好,劳动强度低,而且钢丸撞击金属表面可起一定的表面强化作用。喷丸(砂)后韵金属表面的粗糙度增加,如用于涂刷涂料,有利于提高漆膜的附着力。本法适用于大面积除垢和除锈。
喷丸(砂),所用的磨料有黄砂、不含SiO2的金刚砂(SiC)、铁丸、钢丸、钢丝段、塑料粒料等。黄砂不耐冲击,产生的粉尘多,有损工作人员健康,较少采用。采用铁丸的较多。铁丸的直径大小主要取决于被喷射的材料的厚度。表1—1,是被喷射钢板的厚度与铁丸直径的关系的经验数据。表中数据不适用于未焊成结构件的单一零件,因为未焊结构件时强度不够,容易产生喷弹变形。
表1-1 铁丸直径和钢板厚度的关系
a.干法喷丸(砂)除垢 干法喷砂的压缩空气:一般2~3Mh即可厂于法喷铁丸则需要6MPa的压缩空气。压缩空气必须经过净化处理,除去水汽及润滑油雾,以免铁丸或其他磨料结块。干法喷丸(砂)的粉尘大,操作工人的工作环境恶劣;应穿防护服,由帽盔内的压缩空气管道呼吸空气,所供空气需经过很好的过滤。
b.湿法喷砂除垢 湿法喷砂是使:水与砂子分别进人喷嘴,在出口处汇合,用高压空气,使砂子与水一起高速喷出。此法克服了干法喷沙尘土飞扬的缺点。采用砂子为磨料,来源丰富,比较便宜+压缩空气的压力为5MPa左右。
湿法喷砂易引起被加工金属件的锈蚀,应在水中加入水溶性防锈剂,对于钢铁件,一般可用NAN02、Na3P04、Na2C03、Naa风0,、三乙醇胺及其盐或乳化液等,促使被加工表面的钝化,以保持一定的防锈期。
c.真空喷丸除垢 其原理是利用压缩空气把丸粒通过喷嘴喷射到被处理的表面上;同时利用气力引射器,造成钢丸回收室内的高度真空,以吸回喷出的钢丸及所产生的粉尘。经过过滤网和分离器,除去粉尘和杂质,把清洁的钢丸收回到贮丸槽,再由喷嘴喷出。如此循环除垢或除锈,整个过程在密闭的条件下完成,因此实现了无尘喷丸除垢、除锈,改善了工作环境。
喷丸与回收钢丸均以5~6MPa的压缩空气为动力。压力的大小对清除效率有很大影响,压力大于6MPa时,效率明显提高;小于4MPa时,无法正常工作。如果气体中含有大量的水分,铁丸会结块,无法运行,因此气源要干燥。
真空喷丸除垢(锈)机的使用范围由喷枪的结构决定。目前普通的喷枪,只适用于一般的平面与小曲率的圆弧面。若喷射宽度为 50~60mm时,每小时大约可清理3~3.6m2的面积。
此外,还有水下喷砂、遥控自动喷砂等喷砂除锈除垢的设备。
d.抛丸除垢(锈)法 抛丸除垢(锈)的主要设备是抛丸机。抛丸机的工作原理与离心鼓风机二样,由叶轮的中心吸人铁丸,从叶尖抛射出铁丸至工作面,靠铁丸与垢的撞击与摩擦清除之。
抛丸除锈的特点:表面清理质量均匀,被清理的钢材表面可得到强化。钢材因受到铁丸的撞击产生压应力,抗应力腐蚀能力大约增大一倍,疲劳强度约增加80%,材料的表面强度也增大。抛丸除锈比人工喷丸的劳动条件明显改善,工人的劳动强度减小,劳动效率可增加十几倍;经济效益增加。清理同样面积的锈垢,抛丸消耗电量仅为喷丸法的5%左右。 [page]
抛丸法的缺点:当丸粒选择不当时,易使处理件发生变形。
抛丸法常用的磨料有硅砂、铁丸、钢丸、钢丝段十铁渣和铜渣等。所用的钢丸和铁丸直径在:0.5~2.5mm之间。
(5);液流和高压水射流除垢 其原理是利用有一定压力的水流,甚至高压水的射流对被清理的表面产生冲刷、冲击、气蚀、水楔等作用,以清除表面的锈和垢。
在工业生产中,经常应用水冲洗和反冲洗,以去除设备表面已松动的污垢或清洗后的残留物。
高压喷水除垢系统一般由高压水泵、高压水管、喷枪和贮水管等组成。高压水的喷出压力可高达700MPa,一般采用320-350MPa的高压水,出口速度大约250~260m/s;喷嘴内径有0.5mm、1mm、1.5mm;2mm和2.7mm,分单头喷嘴和多头喷嘴两种。
为了提高清除污垢的效率,近年来设计了一种特殊的喷嘴,在水压不太高的情况下,诱使空泡的产生。当调整喷嘴与被清理面的距离时,流体在被清理表面产生涡流,伴有气泡的快速生成与破灭,产生冲击波,不断破坏垢层。这样,水的压力与流速可以大大降低,节省能源。
高压喷水除垢的最大优点是不造成化学品对环境的污染,但是应当注意水的再利用。
(6)高压喷射干冰除垢 把干冰制成块状或颗粒状,再研磨成粉状,通过喷射清洗机和压缩空气混合,喷射到被清洗表面,利用其高速运动的颗粒对污垢面的冲击力,及干冰升华时的热力刮除、剥离污垢。
干冰是固态二氧化碳,受热直接升华为气体二氧化碳。它是由液态二氧化碳用制干冰机制成的。
在干冰喷射清洗中,不用其他任何化学试剂及溶剂,因此在被清洗表面不残留任何有害物质,不损伤表面;因为不带水清洗,被清洗金属不易返锈;对环境无污染。该方法清洗速度快,操作简单方便,成本较低。
(7)吸引清洗 利用真空泵吸引易于脱落的附着污垢。
2.热力法
利用热能可使有些污垢的物理状态、物理性质发生变化,或引起氧化、燃烧而发生化学变化,从而被清除或变得容易清除。例如,蜡因受热而熔化剥落;水垢在火焰的烧烤下变形、破裂而脱落;陈旧漆膜在煤油喷灯、酒精喷灯或乙炔焰的烧灼下,变形、变软、鼓泡,变得容易刮除。火焰还可使一些有机污染物氧化、碳化和气化。
热力法操作简便、成本低,但易使被清洗表面留下炭迹,使薄的金属板变形。它不适用于易燃烧、易变形的材料的清洗。
3.溶剂法
利用不同污垢可以均匀地分散在某一种溶剂中,成为分子或离子状态的性质,可以清除固体表面的某些污垢。常用的溶剂有水及各种有机溶剂。发生溶解的必要条件是污垢分子问及污垢分子与所附着表面的分子间力,应小于污垢分子与溶剂分子间的吸引力。
用溶剂法简便,如果溶剂选择正确,溶解迅速。但有机溶剂存在安全及成本较高的问题,对油脂及其他某些有机污垢有效,但是一般不能清洗无机酸、碱及盐类。[page]
4.表面活性剂清洗法
利用表面活性剂的特殊分子结构和所具备的性质,例如其水溶液表面张力低、浸透湿润性好、对油污的乳化性强等,可以清除固体表面的油脂等污垢。
表面活性剂有阴离子型、阳离子型、非离子型、两性表面活性剂等。一般由多种表面活性剂、防锈剂、助洗剂、pH值调节剂等
组成清洗液。
在清洗各种油垢时,表面活性剂有显著的优点。其用量小,溶垢的速度大,成本较低,还可以用各种手段强化清洗过程。
5.酸洗除污垢法
利用无机酸或有机酸与污垢发生化学反应,使污垢从被清洗表面转化、脱离与溶解的方法,即为酸性介质清洗法或简称为酸洗法。
酸铣污垢一般具有效率高,成本低,除污比较彻底,尤其是设备死角的朽垢,也可被较好地清洗等优点。但酸性清洗介质尤其是强酸,对于多数金属与某些非金属材料有腐蚀作用,对环境与人体有污染,应采取防范措施。一般应添加经选择的酸性介质缓蚀剂,始减戊酸对金属的腐蚀以及产生酸雾等的不良影响。,必;乩蹴傺污垢法、采用碱及强碱弱酸盐的水溶液以除去清洗对象表面的污垢的方法;常用的碱杀物质有NaOH、Na2C03、N3P04、Na2Si03等。当碱对清洗对象的金属材料有腐蚀作用时,可以选用碱性缓蚀剂加以抑制。碱洗法一般用于在一定浓度范围内碱无明显腐蚀作用的黑色金属和某些非金属材料的清洗。
7.其他
除上述声用的污垢清洗方法以外,在特殊场合还用到熔融剂、酶制剂、螯合剂、吸附剂等进行清洗。
各种常用工业污垢清洗方法的应用场合和特点见表1—2。
表1-2 各种常用工业污垢清洗方法一览