钢结构涂层防护ISO 12944标准解读

施 勇1,刘 新2
(1.江苏海上龙源风力发电有限公司,江苏南通 226001;2.展辰新材料集团股份有限公司,广东深圳 518107)

摘要:最新版的ISO 12944分别在2017年和2018年发布,相比较旧版标准有非常大的改变。主要体现在耐久年限、腐蚀等级和涂层系统的性能评价方面。并增加了以离岸工程为主的海上腐蚀环境下对涂层性能的要求。

关键词:钢结构涂层,ISO12944,标准,腐蚀等级,涂层

0 前 言
在钢结构防腐蚀涂料防护领域,ISO 12944自1998年开始,在全世界范围内得到了广泛而有效的应用,是钢结构防护方面影响最大,评价最高,实际应用效果最好的标准之一。其中第5部分,即该标准最为核心的部分“防护涂料体系”,在2007年进行过重新修订。在ISO 12944的基础上,我国制订了相应的国家标准GB/T 30790—2014《色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护》。
经过近20年的应用,在各行各业取得了相当的成功经验之后,ISO 12944颁布了2017和2018最新版本,见表1。
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最新版的ISO 12944较之于旧版本,在很多地方有了很大的改动和变化。主要体现在第1部分“保护年限”、第2部分“腐蚀等级”和第5部分“涂层系统”3个部分的内容上。海上平台离岸设施的防腐蚀保护标准ISO 20340,并入了ISO 12994,作为第9部分的内容。
1 耐久年限定义
ISO 12944-1第1部分是总则。该部分变化最大的内容是涂层的耐久年限,也是整个标准的核心基础之一。旧版的ISO 12944-1:1998版中,保护年限分3个等级,新版的2017版中,保护年限分为4个等级,并且时间年限也作了很大的变化,短期耐久年限从5 a延长到了7 a,长期保护年限为15到25 a,并增加了25 a以上的超长期保护年限,见表2。
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2 腐蚀等级划分
大气腐蚀环境等级的划分参见表3。
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参考ISO9223-2012,在ISO 12944中的腐蚀等级,大气环境增加了CX极端环境,C5不再区分工业环境和海洋环境。户外和室内的举例,与在ISO 9223中对比,进行了相应的简化,比如对于C1的户外环境,在ISO 9223中有一定描述和举例,比如极端的环境,南极和北极、沙漠地区等,ISO12944可能认为少有人类活动所以不作例举。新版与腐蚀有关CX极端环境的相关内容,参考ISO12944-9部分。
埋地环境和浸泡环境,增加了Im4海水或淡盐水环境,主要与ISO 12944-9部分海洋环境下的离岸结构,带有阴极保护的系统有着;对于Im1和Im3中的相应涂料系统,经过测试,也可以带有阴极保护系统。水和土壤的浸埋腐蚀环境见表4。

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3 防腐蚀保护涂层系统
ISO 12944-5是整个标准的核心部分,对大气环境和浸埋环境中的喷射处理钢表面、热浸镀表面、金属热喷涂表面的涂层系统,作了涂层类型和干膜厚度的推荐。碳钢的表面处理必须达到ISO 8501-1规定的Sa 2.5。
底漆分为富锌底漆和其他底漆两大类。富锌底漆中锌粉质量份在干膜中必须达到或高于80%。锌粉必须符合ISO 3549的要求。在面漆推荐方面,除了聚氨酯技术,聚硅氧烷、聚天门冬氨酸酯和氟乙烯聚合物(FEVE)可以作为其替代性技术。
对于在大气环境腐蚀环境下,从C1到C5,针对磨料喷射处理的钢材表面,从短期到超长期的保护期限,所推荐的涂层数和干膜厚度见表5。另外,对热浸镀锌表面和金属热喷表面涂层和干膜厚度也有相应的规定。表5中的Zn(R)表示富锌底漆,Misc.表示其他类底漆,EP为环氧,PUR为聚氨酯,ESI为无机硅酸盐,AY为丙烯酸,AK为醇酸。
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对于Im1、Im2和Im3在浸泡和埋地环境下的碳钢表面,建议进行长期和超长期的防护,见表6。标准中对不同的腐蚀环境下,包括大气腐蚀环境C2、C3、C4和C5,浸埋环境Im1、Im2和Im3下的碳钢表面,以及热浸镀锌和金属热喷涂表面,针对不同的耐久年限,作了进一步的底漆、涂料系统和干膜厚度的推荐。
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4 实验室性能测试
ISO 12944-6部分主要针对碳钢、热浸镀锌和金属热喷涂表面的涂层(不适用于电镀层和涂覆层钢材),在实验室的性能测试和实验条件,见表7,作为防护涂料体系的选择参考,但不作为确定耐久性的依据。该部分取消了在C5-I中对耐化学品的要求。

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碳钢测试板尺寸在150 mm×75 mm,厚度至少在3mm,喷射清理至Sa 2.5,粗糙度按ISO 8503-1达到中等(G)。样板养护在标准环境下(23±2) ℃、(50%±5%)相对湿度或(20±2) ℃、(65%±5%)相对湿度下,至少需要2周时间。
涂料系统的评估,在老化试验测试前,当干膜厚度≤250 μm时,附着力按划格法ISO 2409测试,在0~2级;按拉开法测试每块样板,至少要测试3个点,每一点测试附着力在2.5~5 MPa时,第一道涂层与测试底面钢材胶黏剂之间无附着力失效。老化试验后,试板涂层的测试评估见表8。
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5 离岸设施
ISO 12944-9《离岸设施及相关结构防护涂料系统和实验室性能测试方法》是由ISO 20340:2009进技术修订而来,针对于CX和Im4腐蚀环境下的离岸设施的钢结构,比如油气生产设施,适用于新建结构和喷射处理到底材的彻底翻新涂装工作。腐蚀环境等级CX主要指离岸设施的大气环境,而飞溅区和潮差区,很多时候是CX和Im4的混合环境。
对于涂料系统中的所有涂料,需要进行指纹检查,以确保所供涂料的质量稳定性。
对日常批次进行密度和不挥发分质量的检查,可以检查出供货涂料与样品涂料之差异性。
对涂料系统的性能要求,见表9。富锌底漆要求干膜中锌粉质量份至少达到80%。飞溅区和潮差区的Im4,采用有机富锌时,总干膜厚度可以降低至350μm。当采用无机富锌时,封闭涂膜厚度不计入总膜厚。
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涂料系统的性能质量鉴定测试和试板评定的方法与要求,见表10和表11。
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6 结 语
最新版的ISO 12944分别在2017年和2018年进行发布,相比较旧版,有非常大的改变。主要体现在耐久年限、腐蚀等级和涂层系统的性能评价方面。并增加了以离岸工程为主的,海上腐蚀环境下对涂层性能的要求。对于涂料生产商、业主和设计院以及涂装承包商来说,这些改变实际上都提出了新的工作要求,也将极大地推动钢结构在腐蚀防护方面,无论是防护涂料本身,还是涂装施工质量上的进一步提高和发展。


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