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初始温度对干冰喷射法去除铁板表面漆涂层的影

UPDATE TIME:2017-08-19 READ:

 
放干防锈漆铁板表面时,在40s时温度趋于稳定,降低到-58℃。而在对防锈漆铁板表面进行干冰喷射条件下,防锈漆铁板温度在42s时趋于稳定,降低到-54℃。但在喷射过程中温度存在一定波动,原因可能在于空气压缩机压力控制在0. 3-0. 4 MPa范围内变化时,干冰的出冰量受到一定影响,少个非恒定值。干冰喷射过程中,干冰撞击防锈漆铁板过程中,部分动能转化热能,使防锈漆铁板温度升高,因而在喷射过程中铁板的最低温度相比于干冰直接作用于防锈漆铁板时有所上升。

1.2.2初始温度对防锈漆铁板表面防锈漆涂层去除质量影响

    本实验中采用精度为万分之一电子天平称量喷射前长宽为200 mm x 80 mm涂有防锈漆铁板的质量,然后在涂有防锈漆铁板的底部安装热电偶,并在长宽为10 mm x 10 mm的小防锈漆铁板底部安装热电偶,将两个样品放人制作简易泡沫箱中,密封并在泡沫箱顶部挖一个小洞,向泡沫箱中缓慢加人液氮(-196℃),使防锈漆铁板的温度从25℃分别降到0℃、
-20℃、-54℃(从图3中可以知道,在喷射过程中,铁板温度最终稳定于-54℃、-80℃、-100℃,在-100℃时铁板表面防锈漆出现明显裂纹)。为了对比去除效果,在不同温度情况下对铁板进行喷射。首先将空气压缩机的压力调节到0. 3 -0. 4 MPa,用相同的喷嘴,在靶距为25 mm处对不同初始温度的防锈漆铁板清洗,时间持续10s,称量喷射后铁板的质量,得到在不同初始温度作用后的防锈漆铁板在干冰清洗后去除的质量,得到了初始温度与防锈漆铁板表面油漆涂层去除质量之间的关系,如图4所示。
 图4 不同初始温度下铁板表面防锈漆涂层的去除质量
    从图4我们可以看出,防锈漆铁板初始温度越低,干冰清洗作用后铁板表面防锈漆涂层去除质量越多,可能是由于铁板与防锈漆涂层的热收缩系数不同,并且防锈漆涂层的热收缩系数远大于铁板热收缩系数,并且随着温度的降低,防锈漆涂层发生脆化。在初始温度为-100℃时去除效果最好,但在-100℃时,肉眼都能观测到去除干净的铁板表面出现裂纹,说明对基底铁板产生了破坏,影响了工件的使用效果及使用年限。而在-20~25℃之间,去除质量无明显变化,去污效果较差,说明铁板和涂层结合紧密,该初始温度对去污效果的提高不产生作用。综上,在考虑不破坏基底材料结构条件下时,选择-80℃作为初始温度达到较好的去污效果,如果单纯考虑去污效果,则选择更低的初始温度,可以达到更好的去污效果。

1.2.3观察不同初始温度下铁板表面防锈漆层形貌

    用SEM(扫描电镜)观察在不同温度下涂有灰色钢构防锈漆的表面情况
25℃与0℃(可以看出防锈漆涂层结构较紧密,井未出现明显裂纹,当温度降低到-20℃时,可以观察到涂层裂纹开始变大,到-54℃时,涂层表面已经出现脆化现象,到-80℃时,裂纹变大,有开始脱落的迹象,到-100℃时,涂层表面已经破坏,出现破裂不平整结构,以上结果表明铁板表面防锈漆涂层随着铁板初始温度的变化,涂层的裂纹越来越大。原因在于,铁板和防锈漆涂层两种材料的收缩系数不同,随着温度的降低,材料收缩加剧,两种材料间结合力降低,结合变得松动,裂纹产生,甚至一些油漆涂层并产生脆化脱落.当温度降低到-100℃时,防锈漆涂层脆化现象明显,出现大片脱落现象。

2结论
    通过实验得知,防锈漆铁板的初始温度越低,去除防锈漆涂层的质量越多,去污效果越好,但超低温度下对基地层铁板表面产生一定破坏。所以,在实际应用干冰清洗过程中,首先要考虑超低温度是否对基地材质产生破坏,但是,在工程运用中,一般对去污表面清洗时间少于30 s,通过实验得知不会使材料降低到很低的温度,因而干冰对其材料的性能影响较小,所以在干冰喷射去污过程中,控制较低的初始温度更加有利于去污效果的提高,提高其应用效果和范围。