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高強(qiáng)鋼是寶鋼彩涂產(chǎn)品的發(fā)展趨勢之一,目前國外使用比較多的是屈服強(qiáng)度為350等級的彩涂鋼板。生產(chǎn)這類強(qiáng)度的鋼板通常有兩種工藝,一是采用碳錳鋼,在煉鋼時采用CMn等強(qiáng)化元素,并利用強(qiáng)大的熱軋、冷軋軋制力來生產(chǎn)相對較薄的高強(qiáng)彩涂鋼板,像寶鋼等國內(nèi)外全流程鋼廠(礦石到成品}都采用這樣的生產(chǎn)工藝。另一種方法就是通過低熱鍍鋅機(jī)組的退火溫度,使材料沒有完全退火,還部分保留軋硬態(tài)來提高強(qiáng)度,目前國內(nèi)多數(shù)鍍鋅及彩涂廠是采用這個工藝,因為他們沒有煉鋼工序,在市場上購買軋硬卷或熱軋板也沒有相應(yīng)的高強(qiáng)鋼種。但這樣做的話會帶來三方面的危害·由于降低退火溫度,加之帶鋼板寬方面的溫度不均,這時退火溫度位于鋼板的再結(jié)晶臨界溫度附近,這樣就導(dǎo)致鋼板寬度方向帶鋼強(qiáng)度嚴(yán)重不均,加工后板型很難得到保證。·降低退火溫度必然導(dǎo)致清洗效果不佳,因為表面的細(xì)微氧化是需要高溫下在還原氣體中進(jìn)行還原的,這樣,對熱鍍鋅的鍍層附著力會產(chǎn)生不利的影響。·降低退火溫度,屈服強(qiáng)度提高了,但抗拉強(qiáng)度不會相應(yīng)增加,這就導(dǎo)致了材料的屈強(qiáng)比,屈強(qiáng)比對材料的加工成型性、抗震、防火都有相當(dāng)大的影響。比如,用降低退火溫度的辦法生產(chǎn)的高強(qiáng)鋼,在火災(zāi)時,強(qiáng)度大幅下陷,嚴(yán)重影響建筑物的抗火等級。
什么是寶鋼彩涂鋼板重要的性能
市場上大多數(shù)人認(rèn)為彩涂鋼板的完整描述就兩個:一是厚度,二是顏色,如0.5mm白灰等,其他好象都不重要。實際上,完整表達(dá)一個彩涂產(chǎn)品應(yīng)該從5個大方面來描述基板力學(xué)性能(屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率),鍍層性能(鍍層種類、鍍層附著力、鍍層重量),涂層性能(膜厚、T彎、沖擊、鉛筆硬度、抗粉化性、耐鹽霧性、耐久性能等),表面質(zhì)量(缺陷、光澤、顏色、涂層細(xì)度等),其他性能(板型、尺寸精度、公差等)。不同的人群(建筑設(shè)計師、、加工商等)對此的認(rèn)識是不一樣的。從彩涂鋼板的生產(chǎn)和使用角度來看,彩涂鋼板重要的性能是其耐久性!(長時間不粉化、不變顏色、不生銹的性能)
綠色產(chǎn)品、綠色制造
寶鋼彩色涂層鋼板早、使用量大的就是在建筑領(lǐng)域(目前全世界建筑用彩涂的比例約75%左右,中國則90%以上)。在建筑市場中也從初的百葉窗到現(xiàn)在的室外裝飾幕墻。隨著鋼板和涂料技術(shù)的進(jìn)步,彩涂鋼板在建筑上的運用范圍也越來越廣,但由于彩涂鋼板主要是薄板,主要運用在建筑圍護(hù)領(lǐng)域,一般不作為結(jié)構(gòu)件,但采用高強(qiáng)度厚規(guī)格的大跨度拱型板則也充當(dāng)了結(jié)構(gòu)件的角色。
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1關(guān)于寶鋼卷鋼涂料供應(yīng)商。
寶鋼彩涂鋼板采用的卷鋼涂料均是由國際的涂料公司提供,目前包括上海振華、BECKER(貝科)
、VALSPAR(威士伯)、NIPPON()、AKZO NOBEL(阿克蘇諾貝爾)等5家公司是寶鋼彩涂機(jī)組具備
供應(yīng)資質(zhì)的卷鋼涂料供應(yīng)商。這些卷鋼涂料供應(yīng)商均與寶鋼合作多年。
寶鋼對卷鋼涂料供應(yīng)商的管理主要包括以下幾個方面:
1)卷鋼涂料供應(yīng)商必須符合寶鋼采購供應(yīng)商準(zhǔn)入機(jī)制的相關(guān)要求;
2)卷鋼涂料必須符合寶鋼直屬廠部卷鋼涂料質(zhì)量管理規(guī)定;
3)寶鋼定期對卷鋼涂料供應(yīng)商進(jìn)行第二方審核;
4)所有卷鋼涂料必須滿足寶鋼卷鋼涂料采購技術(shù)條件;
5)所有卷鋼涂料必須進(jìn)行檢測和驗收后方能進(jìn)廠;
6)所有卷鋼涂料的使用必須符合寶鋼彩涂機(jī)組相關(guān)規(guī)程要求;
2關(guān)于寶鋼彩涂產(chǎn)品涂層膜厚。
寶鋼彩涂產(chǎn)品的膜厚嚴(yán)格按照寶鋼Q/BQB440相關(guān)條款進(jìn)行管理。例如,市場上需求量大的寶鋼普通酯彩涂鋼板,其上表面總膜厚保證≥20μm(微米)。不同涂層膜厚在鹽霧試驗中腐蝕級別趨勢圖
如下圖所示,隨著膜厚的增加,涂層耐蝕能力增強(qiáng)。
為了保證產(chǎn)品的質(zhì)保年限,寶鋼部分產(chǎn)品(高耐候聚酯產(chǎn)品、氟碳等)也會提高相應(yīng)的膜厚控制標(biāo)準(zhǔn)(膜厚控制目標(biāo)25微米)。
為了滿足用戶個性化的膜厚需求,寶鋼也根據(jù)不同用途、不同涂層特性與用戶簽訂特定的膜厚及其他性能需求,例如家電用途產(chǎn)品、三涂層產(chǎn)品、背面厚涂層產(chǎn)品等。
3關(guān)于寶鋼彩涂鋼板質(zhì)保年限。
寶鋼氟碳和高耐候產(chǎn)品分別提供20年和15年的質(zhì)保年限。該兩種質(zhì)保提供對彩涂鋼板涂層顏色變化、光澤變化、涂層完整性等的保證。這些變化指的是彩涂鋼板整個使用壽命周期中前期發(fā)生的變化--涂層變化,還未對鍍層鋼板造成實質(zhì)性的損壞。
彩涂鋼板在建筑物構(gòu)件中的整個使用壽命包括:
涂層失光-->涂層變色-->涂層粉化-->涂層開裂-->涂層起泡-->白銹(鍍層腐蝕)-->紅銹(鋼板腐蝕)-->鋼板穿孔-->彩涂鋼板失去作用。
4關(guān)于寶鋼硅改性聚酯彩涂鋼板(SMP)與高耐候聚酯彩涂鋼板(HDP)的比較。
寶鋼提供的硅改性聚酯彩涂產(chǎn)品(SMP)和高耐候聚酯彩涂產(chǎn)品(HDP)均是較普通聚酯彩涂產(chǎn)品耐候性更優(yōu)的鋼板。寶鋼對高耐候聚酯彩涂鋼板提供15年的質(zhì)量保證。
硅改性聚酯彩涂鋼板采用硅改性聚酯涂料生產(chǎn)。聚酯樹脂涂料具有光亮、豐滿、硬度高等良好的物理性能、加工性能及耐化學(xué)腐蝕性,使之成為卷材涂料中應(yīng)用廣泛的樹脂品種;有機(jī)硅樹脂涂料具有優(yōu)異的耐熱性、耐候性、耐水性和較低的表面張力。硅改性樹脂是通過有機(jī)硅樹脂改性的聚酯樹脂,以提高涂層的耐蝕性、耐熱性和耐候性。
高耐候聚酯彩涂鋼板采用高耐候聚酯涂料生產(chǎn)。高耐候聚酯樹脂在合成時采用含環(huán)己烷結(jié)構(gòu)的單體, 以實現(xiàn)樹脂的柔韌性、耐候性和成本的平衡, 采用不含芳香族的多元醇和多元酸以減少樹脂對UV的吸收, 達(dá)到樹脂的高耐候性能
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,這些對抗腐蝕影響的要素在后面中描述。
施工設(shè)計對腐蝕的影響
安裝或加工質(zhì)量:它主要體現(xiàn)在加工時涂層是否損壞,是否在低溫下涂層脆性時加工,安裝時拖動鋼板導(dǎo)致?lián)p傷,安裝時結(jié)構(gòu)焊接鐵屑掉落在涂層上,施工完畢不對屋面板進(jìn)行清掃等,這樣都會引起材料的腐蝕
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,因為密封膠也是有機(jī)高分子材料,長期使用也會老化,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)時間。
國外發(fā)達(dá)國家(如美國和瑞典)都將國內(nèi)腐蝕環(huán)境進(jìn)行大致的分類,并作為建筑設(shè)計、汽車使用、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,評價彩涂鋼板還需要考慮日照時間及日照強(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,目前國外也沒有相應(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,并用相關(guān)結(jié)果引導(dǎo)用戶,如歐洲卷鋼涂層協(xié)會(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)和工業(yè)氣候的 Geleen德國〕作為暴曬試驗場。美國則一如往地在高溫、高濕、陽光之都兩面環(huán)海的佛羅里達(dá)州南部進(jìn)行暴曬試驗這也是目前彩涂行業(yè)認(rèn)可的苛刻的暴曬試驗場。為了試驗寶鋼彩涂在國內(nèi)不同場所的使用情況,寶鋼自90年就開始進(jìn)行彩涂產(chǎn)品的暴曬試驗,分別在海南(中國的佛羅里達(dá))、廣州、膏島、上海、重慶、哈爾濱、、成都、舟山等進(jìn)行過掛片暴曬。目前寶鋼仍在進(jìn)行這項工作從上面這么多對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結(jié)果分析,我們對不同地區(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致密的涂料品種,因為海水中的氯高子滲透能力很強(qiáng),它能透過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,只要符合彩涂國家標(biāo)準(zhǔn)就可以了。
使用環(huán)境的影響(不同行業(yè))
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、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。
彩鋼板知識詳解(建議收藏)
寶鋼彩涂板使用時可能直接或部分暴露于外部環(huán)境即大氣環(huán)境中,此時主要考慮大氣環(huán)境的腐蝕。
另外,也可能在相對封閉的內(nèi)部環(huán)境即內(nèi)部氣氛中使用,此時主要考慮內(nèi)部氣氛的腐蝕。
2 使用環(huán)境腐蝕性等級
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量值對大氣腐蝕性進(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個等級即
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對應(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間即潮濕時間。腐蝕介質(zhì)的種類越多、濃度越高,潮濕時間越長,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,對此應(yīng)有充分的認(rèn)識。另外,在特定作業(yè)環(huán)境中,如化工廠、冶煉廠、火力發(fā)電廠等場所周圍的大氣環(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,此時微觀環(huán)境可能比大氣環(huán)境更重要,因此應(yīng)盡可能對微觀環(huán)境的腐蝕性做出準(zhǔn)確的判斷,并在分析大氣腐蝕性時給予特別關(guān)注
3.3 潮濕時間取決于氣候條件,如相對濕度、溫度、光照時間、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、濃度和潮濕時間。腐蝕介質(zhì)的種類越多、濃度越高,潮濕時間越長,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,應(yīng)先研究內(nèi)部氣氛中包含的腐蝕介質(zhì)的種類和濃度
4.3 潮濕時間取決于內(nèi)部氣氛的相對濕度、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。
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,彩涂板在使用過程中通常會受到光照的影響,因此光照強(qiáng)度和光照時間是分析環(huán)境腐蝕性時必須考慮的重要因素。
5.2 溫度
涂 層 長 時間處于溫度過高、過低或溫差過大的環(huán)境中會加速涂層老化。
5.3 化學(xué)品
彩 涂 板 在使用過程中應(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)長時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霉菌,降低彩涂板的使用壽命
5.6 機(jī)械磨損
彩 涂 板 有時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發(fā)生相互影響。
6 實際使用環(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,如對力學(xué)性能有要求應(yīng)在訂貨時協(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鋅花,如采用其他表面結(jié)構(gòu)的基板應(yīng)在訂貨時協(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
