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表面处理:
涂层的长期性能在很大程度上受到与被涂材料之间附着力的影响。这不仅仅是因为涂层可能从表面上脱落或与表面分离，还由于差的附着力将因水分或腐蚀产物的进入使涂层从损坏区域脱
落。
一些涂料的附着力来源于与底材表面形成的化学结合。例如在热浸镀锌时，锌与钢形成了铁锌合金。毫无疑问，这是最有效的附着结合。但是，大多数有机涂料是依靠极性黏附附着在表
面，这需要通过机械黏附予以协助或加强。
当树脂分子在底材上的作用像弱磁体南极和北极那样吸引底材的分子组时，就会产生极性黏附。但一些有机涂料根本没有极性吸附，例如一些乙烯涂料就能够从钢底材上剥去，因此只能
用作临时性防护涂层。但在所有情况下只有与钢底材具有分子级距离时，吸引力才是有效的，因此污膜、油膜和水膜等能够显著地使所有的附着失效。
通过粗化表面可增加涂层能够粘接的表面积，如当采用磨料喷砂处理时表面积增加2～3倍，从而有助于机械黏附。如用在玻璃纤维层压板的不饱和聚酯等一些涂料，固化时会引起过度的
收缩，从而需要大的表面粗糙度（用来表示经喷射清理后表面峰谷间高度差的术语）。大多数有机涂料在表面粗糙度超过25 tim时都能够获得足够的附着力。影响机械黏附的另一亘要因素是
底材的稳固性或稳定性。例如，不稳定的底材包括氧化皮、锈鳞或易于从底材上脱落和分离的旧涂料、易脆的粉状污垢层、铁锈等。与用刷子施工、干燥缓慢及渗透性高的早期材料（如含有
红铅的油性底漆）相比，在涂层的干燥和固化过程中，干燥迅速、成膜性好和内聚强度高的现代涂料（如用喷涂方法施工的环氧涂料）更强调黏附结合。
由于进行表面处理达到所需标准的难度和费用的原因，近年来倾向使用所谓可容忍表面的涂料。此类涂料有两种施工方法。第一种是利用含有亲水性的溶剂或表面活性剂与在表面上的水分结
合并将水分分散于涂膜中。如果存在的水气量不超过所用溶剂或活性剂的量，或者不因过早地覆涂或表皮固化而造成水分滞留在涂膜内，这种方法就能够有效。第二种方法往往采用配以铝颜
料的双组分环氧涂料，以获得良好的浸润性和渗透性。
氧化皮实质上属于惰性材料，如果很好地黏附在钢的表面，可能是相当好的防护涂层。但是，氧化铁皮很脆，在装卸钢件过程中部分较易剥落。在轧机上曾进行实验以尽量形成性能较好的氧
化皮，为涂装提供良好的底材。但在这一领域的研究却很少取得成功。
(1)氧化皮尽管属于一种氧化物，但与钢接触时就构成了原电池。与钢相比，氧化皮为阴极，因而在海水中可产生0. 4V的电势差。因
此在破裂的氧化皮处，钢件上会产生非常深的点蚀，尤其是在浸没性条件下以及阴极区面积（氧化皮）相对于阳极区（裸钢）较大时更是如此。民口使对附着有氧化皮的钢件进行涂装，由于
所有的涂膜在一定程度上都是可渗透的，一些水分也会进入钢的表面。此外，涂层可能受到损伤，从而使得水分与氧化皮之间发生接触。在浸没性条件下这种原电池效应很严重，但如下面所
讨论的，这不仅仅是由于存在氧化皮所造成的。
(2)在装卸过程中钢表面的氧化皮不可避免地要遭受破坏，如果再暴露在腐蚀性环境中（如在堆料场内），钢就会发生腐蚀。腐蚀的过程一般遵循以下模式。
①钢件含有一些结合紧密的氧化皮区和一些由于氧化皮发生破裂或剥
落而形成的裸钢区。
②氧化皮不会生锈，但钢与大气会发生反应生成铁锈，并倾向于从底部破坏氧化皮而导致起泡或脱落。脱落量取决于暴露的环境和生锈所经历的时间。在英国的谢菲尔德( Sheffield)地
区，在对9.5mm厚的板材进行的试验中，66%的氧化皮在2个月内脱落，但在接下来的8个月内仅脱落10%。
③如果采用手工方法对钢进行清理，如用刮刀或钢丝刷，则只能清除
掉松散的氧化皮和铁锈，而结合紧密的氧化皮只是被擦亮。
④如果接着对钢进行涂装，则其性能将取决于一系列因素，尤其是表面的化学和物理状态、所暴露的环境和所采用的涂层系统等因素。另一方面，如果氧化皮实际上是完好无损或几乎未
再生锈，则涂层性能可能会很好。
但是，带氧化皮的钢最常见的情况是钢已经过风化且仍留有一些含铁锈的完整氧化皮。这里包括各种情况和可能产生的影响。一般说来，这会显著缩短系统的使用寿命，而且还可能引起
潜在的灾难性后果。在正常的清理之后，可清除掉松散的氧化皮，而在表面会残留大部分看起来似乎是结合紧密的氧化皮。但是，该氧化皮在很大程度上可能已被铁锈从下部破坏，因此在涂
装之后，覆盖有涂层的氧化皮在几周内就会发生脱落。在海洋大气条件下进行的试验表明经3个月风化处理后的钢，其上仍残留有一些看起来似乎是结合紧密的氧化皮，然后用钢丝刷清理，涂
装后数月内几乎所有涂层全部脱落。对于类似的试样但经风化处理除去全部氧化皮时，其涂层约在2年后方因生锈而丧失附着力。
显然，对附有氧化皮的钢进行涂装时可能会带来问题，因此一般认为应当清除掉可见和可以察觉的氧化皮。在今天这样易于获得喷射清理设备之前是把钢件暴露在大气中以使所有氧化皮
最终脱落。但当通过锈蚀使氧化皮从下方破坏来实现时，其结果是在钢上留下一层铁锈和一些点蚀。正如下面将要讨论的那样，这并不是涂装涂料的良好底材。
在1966年，从Chandler的研究开始人们就已经知道了这样的事实：即使在喷射清理到目视标准之后，在点蚀坑中仍有亚铁盐，从而能够严重地影响到涂层的耐久性。对于处在不同环境中
的不同涂层来说，对可溶性盐的允许含量进行定量仍是不可能的。
有关可溶于水的盐类对涂层使用性能影响的多数可靠信息来自海洋工业部门，而且与在浸没条件下使用的涂层有关。此处可溶性沾污物主要源于海水中的氯化物，因此用来监测的方法或
是专门测出其氯化物含量，而更普遍的是测量其电导率。水中溶解的盐量愈高，其电阻愈低。Jeffrey认为Spg/crr12或更少的氯化物是可接受昀最高含量。
对用于要求不太严格的环境，还缺乏足够的有关可溶性盐允许含量的信息。对于要求具有最长耐久性的涂层系统，如果钢的原始表面达到D9级锈蚀或再稍差一些，同时涂层经受一定程度
的润湿，则ISO/TR 8502-1所确定的可溶性铁腐蚀产物的最大量为l5mg／m2是可取的。
但对于非侵蚀性环境，要求的限度过严可能是非常昂贵的而且或许是不合理的。与钢底材表面处理有关的国际标准(ISO)委员会工作小组负责提供指导性等级，但普遍的观点认为还需一定
时间才有可能实现。
目前根据英国公路局的经验也有充分证据证明，常规的油基树脂涂层系统的正常预期寿命为5～7年，但实际中至少可使用2～3倍长的时间。能取得如此成就的重要原因之一就是对喷射清
理表面进行监测，以确保底材表面无沾污物存在。作为一个指导性前提，可以认为在表面处理之前点蚀越深，问题越大。这也是另外一个正当的经济原因，即在进行维修之前，无论其面积有
多小，也不允许被涂
装结构的任何区域恶化成严重的腐蚀区。
粗糙度
由于太光滑的表面将削弱附着力，而太粗糙的表面又使得钢的突起部分不能充分地涂装，因此涂装表面的粗糙度是很重要的。当对钢进行喷射清理时，必然会造成表面的凹凸不平，人们
把这种特征称为“锚纹花样”、“表面粗糙度”和“表面轮廓”。后一术语现在被用在国际和英国标准中。在过去的几年中，由于术语“锚纹花样”使得操作者去获得尽可能粗糙的表面，所
以已被官方取消。非常粗糙的表面的弊病是需用更多的涂料，而且这些涂膜不能充分地防护金属轮廓的凸起处。但是，也有一些证据证明，当涂膜渗透进入形成抛丸处理表面的三维不规则处
时，形成的“锚纹”对于现代厚浆型涂层系统的附着力是有利的。由于一些涂料（如厚浆型的涂料和金属涂料）需要非常粗糙的表面从而获得大的比表面积以保证附着力高于内聚强度，因此
有必要规定表面的粗糙度。然而不加选择地使用大磨粒，尤其对于相对薄的底漆涂层，则意味着喷射清理过表面的凸处不能被足够地覆盖。如果不能迅速地覆涂，则会产生锈点。
表面缺陷和焊缝
热轧钢表面的缺陷，如分层及起皮等，在表面处理（特别是喷射清理）之前往往难以觉察。除了需要检查缺陷的程度和深度以保证缺陷不削弱钢的强度外，异常尖锐的裂片及随之而生的
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