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有色金屬冶煉廠(銅、鋅、鋁、鉛等)是挑戰(zhàn)彩涂鋼板使用年限的。但是合理的選擇材料、設(shè)計(jì)、以及環(huán)保投入等能保證或提高彩涂鋼板的使用壽命。10年進(jìn)行更換或維護(hù)是應(yīng)該能做到的。
彩鋼板知識(shí)詳解(建議收藏)
寶鋼彩涂板使用時(shí)可能直接或部分暴露于外部環(huán)境即大氣環(huán)境中,此時(shí)主要考慮大氣環(huán)境的腐蝕。
另外,也可能在相對(duì)封閉的內(nèi)部環(huán)境即內(nèi)部氣氛中使用,此時(shí)主要考慮內(nèi)部氣氛的腐蝕。
2 使用環(huán)境腐蝕性等級(jí)
GB /T 19292.1--2003((金屬和合金的腐蝕大氣腐蝕性分類》(ISO 9223:1992,IDT)根據(jù)碳鋼、
鋅、鋁等金屬年腐蝕速率測(cè)量值對(duì)大氣腐蝕性進(jìn)行了分類,但是彩涂板還缺乏使用環(huán)境(指大氣環(huán)
境和內(nèi)部氣氛)腐蝕性分類的數(shù)據(jù),因此本標(biāo)準(zhǔn)僅定性的將大氣環(huán)境和內(nèi)部氣氛腐蝕性分為5個(gè)等級(jí)即
C1,C2,C3,C4,C5,其腐蝕性依次增強(qiáng)。表D. 1示例性的給出了不同腐蝕性等級(jí)對(duì)應(yīng)的典型大氣環(huán)境
和內(nèi)部氣氛
3 大氣環(huán)境腐蝕性
3.1 影響寶鋼彩涂板耐大氣腐蝕性的關(guān)鍵因素是大氣中腐蝕介質(zhì)的種類、濃度和涂層表面被潮濕薄膜覆蓋的時(shí)間即潮濕時(shí)間。腐蝕介質(zhì)的種類越多、濃度越高,潮濕時(shí)間越長(zhǎng),大氣的腐蝕性越高。
3 .2 GB/T 15957-1995《大氣環(huán)境腐蝕性分類》根據(jù)大氣環(huán)境中存在的腐蝕介質(zhì)(主要是二氧化硫和氯化物)及其濃度將大氣環(huán)境分為鄉(xiāng)村大氣、城市大氣、工業(yè)大氣和海洋大氣四種類型。但實(shí)際大氣
環(huán)境是復(fù)雜多樣的,可能還存在硫化氫、氟化氫、氮的氧化物、工業(yè)粉塵等各種各樣的腐蝕介質(zhì),因此GB/T 15957中的大氣環(huán)境分類并不完善,也不可能包括所有的大氣環(huán)境,對(duì)此應(yīng)有充分的認(rèn)識(shí)。另外,在特定作業(yè)環(huán)境中,如化工廠、冶煉廠、火力發(fā)電廠等場(chǎng)所周?chē)拇髿猸h(huán)境即微觀環(huán)境可能與該地區(qū)的大氣環(huán)境存在很大差異,此時(shí)微觀環(huán)境可能比大氣環(huán)境更重要,因此應(yīng)盡可能對(duì)微觀環(huán)境的腐蝕性做出準(zhǔn)確的判斷,并在分析大氣腐蝕性時(shí)給予特別關(guān)注
3.3 潮濕時(shí)間取決于氣候條件,如相對(duì)濕度、溫度、光照時(shí)間、風(fēng)力等因素。潮濕薄膜的形成通常與下列因素有關(guān):
a) 大 氣相對(duì)濕度;
b) 涂 層表面溫度達(dá)到或以下產(chǎn)生冷凝作用;
c) 涂 層表面沉積吸潮性物質(zhì);
d) 結(jié) 露、降雨、融雪等直接濕潤(rùn)涂層表面。
采 取 通 風(fēng)、干燥、清潔等措施可以減少潮濕薄膜的形成,縮短潮濕的時(shí)間。
4 內(nèi)部氣氛腐蝕性
4 .1 與大氣環(huán)境腐蝕性相同,影響彩涂板耐內(nèi)部氣氛腐蝕性的關(guān)鍵因素也是內(nèi)部氣氛中腐蝕介質(zhì)的種類、濃度和潮濕時(shí)間。腐蝕介質(zhì)的種類越多、濃度越高,潮濕時(shí)間越長(zhǎng),內(nèi)部氣氛的腐蝕性越高。
4 .2 在分析內(nèi)部氣氛的腐蝕性時(shí),應(yīng)先研究?jī)?nèi)部氣氛中包含的腐蝕介質(zhì)的種類和濃度
4.3 潮濕時(shí)間取決于內(nèi)部氣氛的相對(duì)濕度、溫度、通風(fēng)條件等因素。潮濕薄膜的形成通常與下列因
素有關(guān):
a) 內(nèi) 部氣氛的相對(duì)濕度;
b) 涂 層表面溫度達(dá)到或以下產(chǎn)生冷凝作用;
c) 涂 層表面沉積吸潮性物質(zhì);
d) 涂 層表面被直接濕潤(rùn)。
采 取 通 風(fēng)、干燥、清潔等措施可以減少潮濕薄膜的形成,縮短潮濕的時(shí)間。
5 其他腐蝕(老化)因素
5. 1 光照
光 照 (特 別是紫外光)是導(dǎo)致涂層老化的主要原因之一,彩涂板在使用過(guò)程中通常會(huì)受到光照的影響,因此光照強(qiáng)度和光照時(shí)間是分析環(huán)境腐蝕性時(shí)必須考慮的重要因素。
5.2 溫度
涂 層 長(zhǎng) 時(shí)間處于溫度過(guò)高、過(guò)低或溫差過(guò)大的環(huán)境中會(huì)加速涂層老化。
5.3 化學(xué)品
彩 涂 板 在使用過(guò)程中應(yīng)盡量避免與酸堿、、洗滌劑、清潔劑等化學(xué)品直接接觸,以免腐蝕
涂層。
5.4 沉積物
工 業(yè) 粉 塵、懸浮顆粒等物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間沉積在涂層表面易導(dǎo)致涂層老化。
5.5 微生物
在 潮 濕 、通風(fēng)不暢的環(huán)境下涂層表面容易長(zhǎng)霉菌,降低彩涂板的使用壽命
5.6 機(jī)械磨損
彩 涂 板 有時(shí)可能與其他材料接觸或一同使用,由于材料性質(zhì)不同,因此應(yīng)注意材料之間是否會(huì)發(fā)生相互影響。
6 實(shí)際使用環(huán)境中存在多種影響因素并存在且相互影響,此時(shí)應(yīng)找出主要影響因素,并盡可能確定這些因素之間的關(guān)系,從而對(duì)使用環(huán)境做出全面、準(zhǔn)確的判斷
1 寶鋼彩涂板卷力學(xué)性能
1.1 寶鋼彩涂板的力學(xué)性能應(yīng)符合附錄B的規(guī)定,如對(duì)力學(xué)性能有要求應(yīng)在訂貨時(shí)協(xié)商。
1.2 供方如能保證,可以用基板的力學(xué)性能代替彩涂板的力學(xué)性能。
2 基板類型和鍍層重f
2. 1 寶鋼彩涂板的基板類型如表2,如需其他類型的基板應(yīng)在訂貨時(shí)協(xié)商
2.2 寶鋼熱鍍鋅基板、熱鍍鋅鐵合金基板、熱鍍鋁鋅合金基板和熱鍍鋅鋁合金基板應(yīng)進(jìn)行光整處理,其中熱鍍鋅基板的表面結(jié)構(gòu)應(yīng)為光整小鋅花或光整無(wú)鋅花,如采用其他表面結(jié)構(gòu)的基板應(yīng)在訂貨時(shí)協(xié)商
2. 3 各類型基板在不同腐蝕性環(huán)境中推薦使用的公稱鍍層重量如表4,
表 4 單位為 克/平方米
基板類型
不同行業(yè)對(duì)彩涂鋼板的使用分兩方面來(lái)分析,其一就是彩涂鋼板的外板,正常情況下就按不同地區(qū)選擇就行了,但也要考慮小環(huán)境的影響,即是否在附近有腐蝕介質(zhì)落到廠房圍護(hù)結(jié)構(gòu)上,如燒鍋爐排放的氣體、二氧化硫灰坐等這在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮煙囪的高度和當(dāng)?shù)氐闹饕L(fēng)向等。另外,還有就是廠房密封性如何,也有可能廠房?jī)?nèi)高溫高濕帶腐蝕性的氣體冒出來(lái)在室外遇冷空氣從而在彩涂鋼板上結(jié)落,這種現(xiàn)象要避免,它會(huì)加速局部腐蝕的產(chǎn)生;其二是考慮彩涂鋼板的內(nèi)板(雙層復(fù)合鋼板}或背面漆(單層板)。這里要說(shuō)明的就是相對(duì)來(lái)說(shuō)屋面內(nèi)板比墻面內(nèi)板更容易腐蝕,如果工人能在該環(huán)境下工作,使用彩涂鋼板是可以的。但室內(nèi)環(huán)境的好壞或環(huán)保裝置的投入會(huì)直接影響到彩涂鋼板的使用壽命,在幾年前寶鋼有兩個(gè)終用戶廣西,都是生產(chǎn)電解鋁,但其彩涂鋼板的使用壽命相差很遠(yuǎn),一家投產(chǎn)一年彩涂鋼板已經(jīng)爛穿,另一家現(xiàn)在6年多了還在使用。
有色金屬冶煉廠(銅、鏵、鋁、鉛等)是挑戰(zhàn)彩涂鋼板使用年艱的。但是合理的選擇材料、設(shè)計(jì)、以及環(huán)保投入等能保證或提高彩涂鋼板的使用壽命。10年進(jìn)行更換或維護(hù)是應(yīng)該能做到的(蘭州鋁業(yè)2001年使用寶鋼碳鋼板鋼鐵廠(寶鋼1420冷軋廠房,1997年建設(shè))、發(fā)電廠等也會(huì)產(chǎn)生腐蝕性的介質(zhì),但彩涂鋼板都有長(zhǎng)時(shí)間使用的經(jīng)驗(yàn)(上海外高橋電廠1993年使用)。
機(jī)械制造業(yè)(汽車(chē)、汽輪機(jī)、機(jī)床等)基本上不會(huì)對(duì)彩涂腐蝕帶來(lái)影響,但要注意這些行業(yè)可能有熱處理爐、鍋爐等也會(huì)影響到局部環(huán)境,處理不好會(huì)帶來(lái)彩涂鋼板的腐蝕,尤其在加工損傷處或切邊處。
倉(cāng)儲(chǔ)物流這個(gè)行業(yè)發(fā)展較快,使用輕鋼也多,本房不對(duì)彩涂板產(chǎn)生腐蝕,它對(duì)彩涂鋼板的選擇主要考慮大環(huán)境的影響,一般這樣的工程都集中在工業(yè)發(fā)達(dá)及交通繁忙的地方,也就是工業(yè)環(huán)境以及沿海地區(qū)公用及民用建觀、經(jīng)久耐用是彩涂鋼板要考慮的因素。因此,涂層抗變色、抗粉化以及涂層表面完整細(xì)膩就相當(dāng)重要。公用及民用建筑關(guān)注的人多,且近距離,因此,涂料選擇一般采用PVDF或HDP,并且多選擇淺顏色。
寶鋼彩涂鋼板抗腐蝕影響的要素
它們分別為涂料種類、涂料厚度、涂料供應(yīng)商、鍍層種類、鍍層厚度、預(yù)處理種類、鋼板厚度,這些對(duì)抗腐蝕影響的要素在后面中描述。
施工設(shè)計(jì)對(duì)腐蝕的影響
安裝或加工質(zhì)量:它主要體現(xiàn)在加工時(shí)涂層是否損壞,是否在低溫下涂層脆性時(shí)加工,安裝時(shí)拖動(dòng)鋼板導(dǎo)致?lián)p傷,安裝時(shí)結(jié)構(gòu)焊接鐵屑掉落在涂層上,施工完畢不對(duì)屋面板進(jìn)行清掃等,這樣都會(huì)引起材料的腐蝕
連接方式:連接方式一般有搭接、咬邊和扣壓等種類。緊固件材料選擇要求其耐蝕性優(yōu)于彩涂鋼板,否則根據(jù)大陰小陽(yáng)原理,接口處很快腐蝕并爛穿。其次,密封膠的質(zhì)量也要保證,因?yàn)槊芊饽z也是有機(jī)高分子材料,長(zhǎng)期使用也會(huì)老化,影響密封性能,導(dǎo)致緊固件和鋼板構(gòu)成腐蝕回路。另外,接縫也不是越緊越好(當(dāng)然做到密封是好的},實(shí)際上做不到,留下縫隙寬度大于0.5mm好,這樣可以防止毛細(xì)現(xiàn)象,當(dāng)然,如果有風(fēng)作用的情況,毛細(xì)現(xiàn)象就更嚴(yán)重。建筑物的朝向和坡度:朝向和坡度影響日照時(shí)間,從而影響涂層的耐久性。而坡度還影響到腐蝕介質(zhì)或灰塵在鋼板上的沉結(jié)時(shí)間。
國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家(如美國(guó)和瑞典)都將國(guó)內(nèi)腐蝕環(huán)境進(jìn)行大致的分類,并作為建筑設(shè)計(jì)、汽車(chē)使用、涂料使用的依據(jù)或規(guī)范。這里指的主要是金屬的腐蝕,對(duì)涂層的腐蝕(粉化和褪色}主要由光照起作用,輔之以溫度、濕度和腐蝕介質(zhì)的作用。因此,評(píng)價(jià)彩涂鋼板還需要考慮日照時(shí)間及日照強(qiáng)度等因素。所以,專為寶鋼彩涂鋼板所劃分的腐蝕環(huán)境就相當(dāng)復(fù)雜,目前國(guó)外也沒(méi)有相應(yīng)的劃分方法,只是將彩涂板在幾種典型的氣候條件下進(jìn)行暴曬試驗(yàn),并用相關(guān)結(jié)果引導(dǎo)用戶,如歐洲卷鋼涂層協(xié)會(huì)(ECCA)就選擇了高紫外線的 Lisboa(菊萄牙)、工業(yè)海洋氣候的 Hoek (荷蘭)、海洋氣候的 Hendaye(法國(guó))和工業(yè)氣候的 Geleen德國(guó)〕作為暴曬試驗(yàn)場(chǎng)。美國(guó)則一如往地在高溫、高濕、陽(yáng)光之都兩面環(huán)海的佛羅里達(dá)州南部進(jìn)行暴曬試驗(yàn)這也是目前彩涂行業(yè)認(rèn)可的苛刻的暴曬試驗(yàn)場(chǎng)。為了試驗(yàn)寶鋼彩涂在國(guó)內(nèi)不同場(chǎng)所的使用情況,寶鋼自90年就開(kāi)始進(jìn)行彩涂產(chǎn)品的暴曬試驗(yàn),分別在海南(中國(guó)的佛羅里達(dá))、廣州、膏島、上海、重慶、哈爾濱、、成都、舟山等進(jìn)行過(guò)掛片暴曬。目前寶鋼仍在進(jìn)行這項(xiàng)工作從上面這么多對(duì)彩涂鋼板腐蝕因素的分析,以及我們用戶使用情況反饋和暴曬試驗(yàn)結(jié)果分析,我們對(duì)不同地區(qū)的使用建議如下在紫外線強(qiáng)烈的高原(西南和西北)和低緯度地區(qū)(廣東及以南地區(qū))考慮彩涂鋼板應(yīng)該選擇耐久性優(yōu)越的涂層(PVDF涂層、HDP涂層、SMP涂層等),在高溫高濕地區(qū)(南方沿海大部分地方}涂層及鍍層都要選擇耐腐蝕優(yōu)越的材料,鍍層厚度和涂層厚度至少要達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。在海邊使用彩涂鋼板,需要厚涂層的彩涂鋼板或者涂層相對(duì)致密的涂料品種,因?yàn)楹K械穆雀咦訚B透能力很強(qiáng),它能透過(guò)薄涂層或者不致密的涂層直接腐蝕基體鍍層,當(dāng)然,基板必須是鍍鏟或鍍鋁鋅材料。在海水能濺到的地方,不建議采用彩涂鋼板在工業(yè)性環(huán)境中,對(duì)彩涂的影響主要是酸雨,這區(qū)域集中在湖南、重慶、江西等一帶,建議采用鍍鋁鋅基板的彩涂,彩涂層還是要求厚而致密。在其他不屬于上述地區(qū),用彩涂鋼板的選擇余地就比較大,只要符合彩涂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)就可以了。
使用環(huán)境的影響(不同行業(yè))
國(guó)內(nèi)彩涂鋼板選擇上用戶相對(duì)不關(guān)心的就是鋼種。因?yàn)閲?guó)內(nèi)大多數(shù)彩涂鋼板生產(chǎn)廠只有一種鋼種,那就是DC51因?yàn)樗麄儾少?gòu)來(lái)的熱軋板還是軋硬卷基本就是一個(gè)鋼種},有些有熱鋅產(chǎn)線的彩涂鋼板廠試圖通過(guò)熱鍍鋅退火來(lái)生產(chǎn)全硬鋼(S550}或高強(qiáng)鋼(S350等),但難度很大,因?yàn)樗麄儗?duì)基板的質(zhì)量、化學(xué)成分無(wú)法控制,因此,質(zhì)量穩(wěn)定性就差、穩(wěn)定性差導(dǎo)致性能波動(dòng)大,性能波動(dòng)大會(huì)引起壓型板板材變差對(duì)建筑物來(lái)說(shuō),承載重量(風(fēng)載荷、雪載荷、施工人員和機(jī)械)、建筑物的跨度、櫬距的設(shè)計(jì)等都依賴于鋼板的強(qiáng)度,對(duì)于建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)用彩涂和鍍鋁鋅板來(lái)說(shuō),國(guó)外均有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。如美國(guó)的ASTM653、ASTM792,日本的JSG3302、JSG3321,歐州的EN10215、EN10147等。按鋼種大類分成CQ(普通商用級(jí))、DQ(一般沖壓用)、HsS(高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼)、FH(全硬鋼).
CQ(普通商用級(jí)):現(xiàn)使用普遍,如寶鋼所生產(chǎn)的TST01Z、TDC51或 TSGCC等,它的涂漆前的屈服強(qiáng)度在260-320MPa之間。經(jīng)彩涂后如基板是鋁鋼,終強(qiáng)度會(huì)有所提高,同時(shí)伴隨著延伸率的劣化。這種鋼的抗拉強(qiáng)度在350-40MPa之間,相對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼來(lái)說(shuō),其屈強(qiáng)比DQ(一般沖壓用}:由于一般建筑用彩板均是輥壓成型或復(fù)合夾芯,對(duì)材料的沖壓性能要求不高,因此很少在建筑領(lǐng)域使用(部分門(mén)窗類彩板除外)。
HSS(高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼):按歐標(biāo)HSS可分成4-5種不同強(qiáng)度的鋼種,但由于普通CQ級(jí)材料已經(jīng)能夠取代低強(qiáng)度的HSS鋼,因此,市場(chǎng)上用得較多的是屈服強(qiáng)度280MPa和345MPa的鋼種,寶鋼所生產(chǎn)的TS280GD和TS350GD就是這兩個(gè)鋼種。與普通CQ相比,HSS鋼有幾大優(yōu)勢(shì):
1、由于屈強(qiáng)比較低因此該鋼種的耐火及抗震性好;
2、對(duì)較厚的鋼板,它可以制造大跨度拱型板;3、對(duì)一般的外墻和屋面板型,它可以比CQ材料適當(dāng)減薄,從而可節(jié)約材料消耗。
FH(全硬鋼);是通過(guò)控制退火溫度來(lái)提高鋼板屈服強(qiáng)度的一類鋼種,按國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn),屈服強(qiáng)度≥550MPa,抗拉強(qiáng)度≥570MPa。這類材料強(qiáng)度高,延伸率低,適用于板型較淺的成型鋼板使用,大大節(jié)約了材料的使用,也是各國(guó)爭(zhēng)先研究開(kāi)發(fā)的鋼種。對(duì)強(qiáng)度高又要求延伸率好的材料,在國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中也有描述。采用HSLA(低合金高強(qiáng)度)在煉鋼時(shí)加入強(qiáng)化合金元素,但由于強(qiáng)度高在鋼鐵廠進(jìn)行軋制時(shí)加大壓下率就有限制,因此作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的較薄的彩涂板很少采用HSLA鋼種(另一缺點(diǎn)是成本高)。
根據(jù)寶鋼多年的鋼種使用經(jīng)驗(yàn),為了保證彩涂鋼板終產(chǎn)品的板型,鋼板的強(qiáng)度等級(jí)、壓型鋼板的板型以及加工機(jī)器等密切相關(guān)。總的來(lái)說(shuō),加二道次越多,板型越好,加工速度越侵,板型越好。壓型鋼板板型來(lái)說(shuō),淺波板的板型優(yōu)于高波板。對(duì)鋼板強(qiáng)度來(lái)說(shuō),強(qiáng)度越大,加工后的板型變差的趨勢(shì)越明顯。高強(qiáng)鋼的板型相對(duì)較差還有另外一個(gè)原因就是很多彩涂生產(chǎn)廠僅靠降低熱鍍鋅的退火溫度來(lái)提高材料的屈服強(qiáng)度,這樣就會(huì)導(dǎo)致鋼板寬度方向上力學(xué)性能的不均衡原因就是整個(gè)寬度方向帶鋼溫度是不均勻的,溫度下降可能導(dǎo)致部分部位溫度低于鋼板再結(jié)晶退火溫度。
