專利名稱：一種加速耐候鋼表面銹層穩定化的噴液預處理方法
技術領域：
本發明屬于鋼材防腐技術領域，涉及到鋼鐵材料在大氣環境中的腐蝕，特別涉及耐候鋼表面預處理技術。
背景技術：
耐候鋼雖然借助其表面保護性銹層而大大降低了大氣腐蝕速率，但在自然狀態下，其保護性銹層的形成常常需要幾年時間。在保護性銹層形成前，鋼結構外觀很差，且會產生銹液污染環境。日本學者在耐候鋼銹層穩定化處理技術方面從1955年后期就開始進行開發研 究，這種技術是在耐候鋼使用前就對其構件表面施行一種處理，以縮短耐候鋼穩定化銹層的形成過程。它既可避免耐候鋼使用初期黃色銹液掛流的現象，防止污染，又能形成穩定化的保護性銹層。現在，已經實用化的銹層穩定化處理技術有①耐候性涂膜處理氧化物涂膜處理；③帶銹涂層N處理(全面腐蝕控制[J]，2006，20 (4): 5-9)。目前，國內還未開發出較成熟的穩定化處理技術，耐候鋼構件的保護以涂裝或熱浸鍍鋅、鋁為主。雖然國外的銹層穩定化方法可以減少銹液污染，加速銹層穩定化，使鋼結構外觀改善，然而這些方法的成本較高，工藝復雜，并且銹層穩定化的時間也需要一年左右。
發明內容
為克服上述銹層穩定化技術上的不足，本發明提出采用對裸鋼噴淋處理液的方法來得到穩定化的銹層，這可以更加快速的得到保護性銹層，防止鋼在服役過程中產生銹液污染，降低施工的復雜程度以及成本。為此，本發明的目的在于提出一種耐候鋼銹層穩定化的預處理方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟
步驟I.將鋼基體表面通過噴丸或酸洗去除表面氧化皮；
步驟2.配制耐候鋼表面處理劑，將重量百分比為O. 1% 3%NaCl、0. 3% 3%FeS04、O. 1% 3%CuS04和O. 3% 3%NaHS03與水混合在一起倒入桶內，攪拌均勻至溶液呈天藍色得到耐候鋼表面處理劑；
步驟3.將配好的耐候鋼表面處理劑注入噴霧器內，均勻地在鋼鐵表面噴淋3-5秒至鋼鐵表面變成棕色，噴淋完一次后，讓鋼表面自然干燥，此時最好用吸水材料吸掉鋼結構下部殘積的處理液，以保證上下部的干燥時間盡可能一致，待鋼結構干燥后，重復噴淋-干燥過程2次，以保證耐候鋼表面生成一層均勻而致密的銹層。本方法首次利用自制的處理液直接對裸露耐候鋼進行表面處理。其中，處理液可以增降處理液的腐蝕能力，得到較厚的銹層；加速a -FeOOH的形成；CuSO4的加入則可以使得Cu在銹層中富集；還有一些化學物質的加入則可以是鋼基體均勻腐蝕，得到均勻的銹層。經過這種處理液處理的耐候鋼在使用過程中更加美觀，同時也防止銹液流失，保護環境不受污染。該技術操作簡便，周期短，適用于多種環境。
圖I為用表面處理劑處理后的耐候鋼截面中Fe的元素分布。圖2為用表面處理劑處理后的耐候鋼截面中O的元素分布。圖3為用表面處理劑處理后的耐候鋼截面中Cu的元素分布。圖4為用表面處理劑處理后的耐候鋼截面中Cr的元素分布。
圖5為表面處理劑處理耐候鋼的流程圖
具體實施例方式實施例I
本實施例中基于耐候鋼表面預處理技術在噴淋加速實驗中的驗證，包括如下步驟 步驟I.將耐候鋼切成50mmX 50mm，丙酮除油后，用無水乙醇清洗干凈并吹干；
步驟2.配制IOOg耐候鋼表面處理液(O. 6%NaCl+0. 9%FeS04+0. 6%CuS04+
O.9%NaHS03)。利用配好的耐候鋼預處理液對所述耐候鋼樣品噴淋處理，待樣品表面干燥后，重復噴淋處理液2次，之后用清水噴淋處理好的樣品，除去浮銹，并用掃描電鏡觀察銹層截面的形貌，用能譜對銹層中的元素分布進行分析；
步驟3.對表面預處理后耐候鋼以及沒有表面處理的裸鋼(對比樣品)噴淋O. 5%NaC110天，每隔12小時噴淋一次，以驗證表面預處理后的耐候鋼在加速腐蝕條件下是否能維持較好的外觀以及防止銹液流失，整個處理過程見圖5
表面預處理后，耐候鋼銹層顏色較均勻，宏觀效果較為美觀。圖I和圖2為用表面處理劑處理后的耐候鋼截面中Fe和O的元素分布。以此可以看出表面處理后的銹層和鋼基體分布，銹層厚度約為20 μ m。圖3和圖4為用表面處理劑處理后的耐候鋼截面中Cu和Cr的元素分布，可以看出，在銹層中有Cu和Cr的富集。裸露耐候鋼在O. 5%NaCl環境下加速腐蝕5天后，腐蝕極不均勻，加速腐蝕10天后雖然大部分區域都有銹覆蓋，但顏色依然不均勻。而表面預處理后的耐候鋼在加速腐蝕5天和10天后，外觀基本維持不變，銹層較為均勻。表面預處理后的耐候鋼在加速腐蝕過程中流失的銹明顯少于沒有表面預處理樣品的。
權利要求
1.一種加速耐候鋼表面銹層穩定化的噴液預處理方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 步驟I.將鋼基體表面通過噴丸或酸洗去除表面氧化皮； 步驟2.配制耐候鋼表面處理劑，將重量百分比為O. 1% 3%NaCl、0. 3% 3%FeS04、O.1% 3%CuS04和O. 3% 3%NaHS03與水混合在一起倒入桶內，攪拌均勻至溶液呈天藍色得到耐候鋼表面處理劑； 步驟3.將配好的耐候鋼表面處理劑注入噴霧器內，均勻地在鋼鐵表面噴淋3-5秒至鋼鐵表面變成棕色，噴淋完一次后，讓鋼表面自然干燥，此時用吸水材料吸掉鋼結構下部殘積的處理液，以保證上下部的干燥時間一致，待鋼結構干燥后，重復噴淋-干燥過程2次，以保證耐候鋼表面生成一層均勻而致密的銹層。
全文摘要
本發明涉及一種加速耐候鋼表面銹層穩定化的噴液預處理方法，屬于鋼材防腐技術領域。本發明是將重量百分比為0.1%～3%NaCl、0.3%～3%FeSO4、0.1%～3%CuSO4和0.3%～3%NaHSO3與水混合攪拌均勻得到耐候鋼的表面處理劑噴涂在耐候鋼表面。溶液中的化學物質與鋼基體發生反應，形成一層均勻、致密的保護性銹層，從而使耐候鋼在使用過程中更加美觀，同時也防止銹液流失，保護環境不受污染。本發明操作簡便，周期短，可廣泛用于橋梁、建筑、交通等耐候鋼工程結構。
文檔編號C23C22/76GK102925884SQ20121049749
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者張旭, 楊善武, 賀信萊, 王吉英, 馬森, 吳宏業, 尚成嘉, 王學敏, 郭暉 申請人:北京科技大學