摘要：钢管的表面处理是决定覆盖层质量的关键因素,对大多数覆盖层而言,喷(抛)丸除锈法是最理想的除锈方式。先容了喷(抛)丸除锈用磨料的选择、种类及实验分析和使用情况。除锈用磨料分矿物质磨料和钢质磨料:①在钢质磨料中,钢丝磨料无论其本身的破碎率还是对叶轮、叶片的磨损都明显优于铸铁丸磨料。②在矿物质磨料中,2号隧石较石榴石破碎率低,而略高于1号隧石,但其硅的含量远远低于1号隧石,应优选2号隧石。
   目前,石油行业普遍采用钢质管道输送油气、油田污水,随管道运行时间的延长,钢管的腐蚀十分严重,未加保护的裸管腐蚀达0.2~2.4mma/。为防止管道腐蚀,延长管道寿命,国内外研究成果及实践证明,在钢管(内)外壁涂防腐覆盖层是最经济可靠的手段。覆盖层寿命除取决于涂料种类、搜盖层厚度、施工环境外,钢管表面处理对援盖层寿命的影响占50%

一、喷(抛)丸除锈法：
   钢材表面形态和所采用的清理方法对覆盖层和钢管表面粘结力都有很大的影响。钢管表面处理有钢丝刷清理、化学清理和喷(抛)丸清理。
1、钢丝刷清理：
   只能除掉铁锈、污物和翘起的氧化皮,搜盖层与钢材表面的粘附主要是物理吸附作用,粘结力小。
2、化学清理：
   虽然能达到一定清洁度和粗糙度,但其锚纹深度低、覆盖层与钢管附着力和耐冲击强度较小(见表l)。
3、喷(抛)丸清理:
   不仅可以彻底清除铁锈、氧化物和污物.而且钢管在磨料的猛烈撞击和摩擦力作用下,还能达到所需要的均匀粗糙度。
   喷(抛)丸后,不但可以扩大管子表面物理吸附作用的面积,而且可增强覆盖层与管子表面的机械粘附作用,且机械粘附作用在两种作用中占优势。对大多数筱盖层而言,如」环氧类、乙烯类、酚醛类等都要求管子表面处理达近白级,粗糙度为25一50拌m。因此,喷(抛)丸除锈是理想的除锈方式〔2〕。喷丸(砂)除锈主要用于管内表面处理,抛丸除锈主要用于管外表面处理。

表1喷砂(丸)法与化学清理法的比较

二、磨料的选择:
   喷(抛)丸除锈用磨料的选择十分重要,磨料的种类直接影响除锈效果,磨料的再利用程度则关系到除尘设备的选择。覆盖层所要求的钢管表面粗糙度确定了磨料的几何尺寸。
   钢管的除锈速度取决于磨料的类型及磨料的排量,即单位时间内磨料施加到钢管的总动能E及单颗粒磨料的动能E,。
磨料的速度;
M—磨料的喷(抛)量;m,
m1—单颗粒磨料的质量。
   m的大小与磨料的破碎率有关,破碎率大小直接关系表面处理施工成本及除锈设备费用。表面处理常用的磨料有矿物质磨料和金属磨料两大类。
   为获得较好的均匀清洁度和粗糙度分布,磨料的顺粒大小及级配设计相当重要,太大的粗糙度易造成顶盖层在锚纹尖峰处变薄,同时由于锚纹深度太大易形成气泡,严重影响覆盖层的性能。太小的粗糙度造成覆盖层附着力及耐冲击强度下降。对于严重的内部点蚀,不能仅靠大颗粒施以撬开力,而必须靠小颗粒打磨掉腐蚀产物来达到清理效果,同时级配的合理设计一方面可以减缓磨料对管道及喷嘴(叶片)的磨损,另一方面磨料的利用率也将大大提高。对大多数菠盖层而言,粗糙度一般为25一50拼m,最大不超过100拌m。经试验测定,矿物质质料为8~3。目,其中以10~24目为主要成分;金属磨料为必0.4一1.2mm,其中以必0.5一1mm为主要成分为宜。

三、矿物质磨料的试验分析:
1、磨料对比试验:
   矿物质磨料有石英砂、石榴石、健石等。用石英砂做磨料虽然确保理想的清洁度,但其粗糙度很小,不能满足要求,金钢砂硬度高但质脆,破碎率高,回收率低(约20写);在相同工艺参数下,其锚纹深度比缝石低5拼m以上。石榴石与隧石的硬度相差无几,但由于其组分不同,破碎率也不同(见表2)。
2、试验结果分析:
(1)健石破碎率明显优于石榴石,这主要由于石榴石硬度高,但韧性差,Sio2含量低所致。
(2)矿物质磨料中硅的含量是衡量磨料性能主要指标之一。由于硅成分对人体有一定危害性,1号缝石破碎率略低于2号,但其Sio2:含量远远大于2号,综合考虑,2号磨料应优先选用。

四、钢质磨料的试验分析:
1、钢质磨料的试验结果:
   钢质磨料有铸铁类和碳钢类,根据其形状又分为丸状及柱状。磨料化学成分对比、金相组织及钢丝磨料与铸铁丸磨料使用对比见表3、表4、表5。
2、使用情况分析:
(1)磨料的损耗。一是摩擦磨损,二是磨料撞击工件造成破损。很明显,碰撞造成的损耗远远大于章擦造成的损耗。从钢丝磨料来看,其金相结构为索氏体加铁素体,其韧性好,钢丝经冷拔拉伸其组织致密,碰撞时不易破碎。当与叶片高速摩擦时,由于其硬度低,对叶片磨损也小。而铸铁丸其金相组织为马氏体加网状碳化物,内部组织疏松,脆性大,韧性小,碰撞时易破碎。在与叶片高速摩擦时,由于其硬度高,又加上破碎的不规则形状高速划于叶片表面,吏叶片磨损严重。




(2)钢管表面清理效率取决于E及E,,当设备确定以后,M基本不变,V固定,E基本是一个常数,但由于磨料破碎,Ml发生变化,即El(钢丝)大于E,(铸铁丸),因此,钢丝磨料清理速度大于铸铁丸磨料。
(3)钢丝磨料在清理过程中,随着钢丝磨料的不断钝化和新磨料的逐步加人,循环的磨料中始终保持着球柱相间的自然组合状态,这种丸流使清理效果提高,同时又能使钢管表面形成均匀粗糙度。

五、结论：
(1)喷(抛)丸除锈与钢丝刷高压水喷和化学除锈法相比,其除锈质量好,是最佳的除锈方式。
(2)在钢质磨料中,钢丝磨料无论其本身的破碎率还是对叶轮、叶片的磨损都明显优于铸铁丸磨料。
(3)对于矿物质磨料,2号隧石较石榴石破碎率低,略高于1号隧石,但其硅的含量远远低于1号隧石,应优选2号隧石。