ISO 12944-9-2018 色漆和清漆-防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护-第九部分：海上建筑及相关结构用防护涂料体系和实验室性能测试方法（中文版）

ISO12944-9:2018色漆和清漆—防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护—第九部分：海上建筑及相关结构用防护涂料体系和实验室性能测试方法（中文版）前言ISO（国际标准化组织）是由各国标准化团体（ISO成员团体）组成的全球性非政府组织。制定国际标准的工作通常由ISO的技术委员会完成，各成员团体若对某技术委员会确定的项目感兴趣，均有权参加该委员会的工作。与ISO保持联系的各国际组织（官方的或非官方的）也可参与有关工作。在电工技术标准化方面，ISO与国际电工委员会（IEC）保持密切合作关系。本文件中的某些内容可能涉及专利，ISO不负责识别任何此类专利。有关专利的详细信息，请参考ISO专利数据库或任何已公布的ISO标准参考文献。本标准由ISO/TC35“色漆和清漆”技术委员会制定，经ISO理事会批准，于2018年3月发布，为第一版。本标准为ISO12944系列标准的第九部分，该系列标准的结构如下：ISO12944-1：总则；ISO12944-2：环境分类；ISO12944-3：设计考虑因素；ISO12944-4：表面处理；ISO12944-5：防护涂料体系；ISO12944-6：实验室性能测试方法；ISO12944-7：涂装施工和质量控制；ISO12944-8：新建和维护涂装的腐蚀防护寿命评估；ISO12944-9：海上建筑及相关结构用防护涂料体系和实验室性能测试方法；ISO12944-10：混凝土表面上钢结构的防腐蚀保护。本标准的制定参考了ISO12944系列其他部分的相关要求，与各部分内容协调一致，共同构成钢结构防腐蚀保护的完整标准体系。1范围1.1本标准规定了海上建筑及相关结构（以下简称“离岸钢结构”）所用防护涂料体系的性能要求、实验室性能测试方法及相关技术规范，适用于暴露于海洋大气、浸入海水或咸水中的碳钢离岸钢结构，包括但不限于海上平台、海上风电设施、海底管道、港口离岸设施、海上浮式结构等。1.2本标准适用于防护涂料体系设计、选型、实验室测试及质量控制，所规定的防护涂料体系为ISO12944-1中定义的高耐久性涂料体系，适用于ISO12944-2中规定的CX（海上大气）和Im4（海水浸入）腐蚀性类别的环境。1.3本标准不适用于以下场景：a)镉/铋铬酸盐、锌/铋铬酸盐表面的防腐蚀保护；b)保温层下或混凝土表面附着的钢结构（该场景适用ISO12944-10）；c)服役温度超出-20℃~+80℃范围的离岸钢结构；d)特殊腐蚀环境（如高温、高浓度化学介质、强紫外线辐射叠加极端盐雾等）下的钢结构，此类场景需额外制定专项防护方案。1.4本标准规定的实验室性能测试方法，旨在验证防护涂料体系在离岸环境下的适用性，测试结果可作为涂料体系选型、验收及质量判定的依据。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本标准必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本标准；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。ISO8501-1：色漆和清漆—钢材表面预处理—喷射清理后的钢材表面粗糙度特性—第1部分：磨料喷射清理钢材表面粗糙度的分级；ISO8502-1：色漆和清漆—钢材表面预处理—表面清洁度的评定试验—第1部分：锈蚀等级和处理等级的目视评定；ISO8502-3：色漆和清漆—钢材表面预处理—表面清洁度的评定试验—第3部分：涂覆涂料前钢材表面的灰尘评定（压敏粘带法）；ISO8502-6：色漆和清漆—钢材表面预处理—表面清洁度的评定试验—第6部分：可溶性盐的现场电导率测定法；ISO9223：色漆和清漆—耐腐蚀性的测定—盐雾试验；ISO12944-1：色漆和清漆—防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护—第1部分：总则；ISO12944-2：色漆和清漆—防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护—第2部分：环境分类；ISO12944-4：色漆和清漆—防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护—第4部分：表面处理；ISO12944-5：色漆和清漆—防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护—第5部分：防护涂料体系；ISO12944-6：色漆和清漆—防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护—第6部分：实验室性能测试方法；ISO17872：色漆和清漆—耐循环腐蚀试验—加速试验（湿/干循环）；ISO20340：色漆和清漆—耐海水性的测定—浸泡试验。3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1离岸钢结构（offshoresteelstructures）：暴露于海洋大气、海水或咸水环境中，用于海上作业、运输、能源开发等用途的碳钢结构，包括海上固定平台、浮动平台、海上风电塔筒及基础、海底管道、港口离岸装卸设施等。3.2防护涂料体系（protectivepaintsystem）：由底漆、中间漆、面漆组成的多层涂料组合，用于对离岸钢结构进行防腐蚀保护，各层涂料配套使用，共同发挥防护作用。3.3高耐久性防护涂料体系（high-durabilityprotectivepaintsystem）：符合ISO12944-1要求，在CX和Im4腐蚀环境下，预期防腐蚀寿命不低于15年的防护涂料体系。3.4海洋大气环境（marineatmosphericenvironment）：ISO12944-2中定义的CX腐蚀类别，指距离海岸线1km范围内，受海水飞沫、盐雾、高湿度影响的大气环境，盐雾浓度高、腐蚀性强。3.5海水浸入环境（seawaterimmersionenvironment）：ISO12944-2中定义的Im4腐蚀类别，指长期或周期性浸入海水（包括沿海咸水）中的环境，包括全浸区、潮差区、飞溅区，其中飞溅区为腐蚀最严重的区域。3.6干膜厚度（dryfilmthickness，DFT）：涂料施工并干燥后，在钢材表面形成的涂膜厚度，以微米（μm）为单位，是衡量防护涂料体系防护性能的关键指标之一。3.7配套性（compatibility）：防护涂料体系中各层涂料之间、涂料与预处理钢材表面之间的附着性及协同防护性能，确保各层涂料无剥离、起泡、开裂等现象。4离岸钢结构腐蚀环境特点及防护要求4.1腐蚀环境特点4.1.1海洋大气环境（CX类）：具有高盐雾、高湿度、强紫外线辐射的特点，盐雾中含有的氯离子会加速钢材腐蚀，紫外线会导致涂料涂膜老化、粉化、开裂，降低防护性能。4.1.2海水浸入环境（Im4类）：根据离岸钢结构的位置，可分为全浸区、潮差区、飞溅区三个子区域，各区域腐蚀特点不同：a)全浸区：钢结构长期浸入海水中，腐蚀速率相对稳定，但海水中的微生物（如海洋细菌、海藻）会附着在钢材表面，形成生物膜，加速局部腐蚀；b)潮差区：钢结构周期性浸入海水和暴露于大气中，干湿交替会导致钢材表面氧化还原反应加剧，腐蚀速率远高于全浸区和海洋大气区；c)飞溅区：钢结构不直接浸入海水，但受海水飞沫持续冲击，盐雾浓度最高，干湿交替频繁，同时受海浪冲击、摩擦，是离岸钢结构腐蚀最严重的区域，也是防护的重点部位。4.1.3离岸钢结构还可能受到海浪冲击、机械摩擦、低温冻融、海洋生物附着等因素的影响，进一步加剧腐蚀，因此防护涂料体系需具备良好的耐冲击性、耐磨性、耐冻融性及防生物附着性能。4.2总体防护要求4.2.1防护涂料体系应具备良好的防腐蚀性能、耐候性、耐海水性、耐磨性及附着力，能够抵御离岸环境的各类腐蚀因素，确保钢结构在预期使用寿命内不发生明显腐蚀。4.2.2防护涂料体系的设计应根据离岸钢结构的服役区域（海洋大气区、全浸区、潮差区、飞溅区）、服役温度、使用年限等因素，选择合适的涂料类型、配套方案及干膜厚度。4.2.3防护涂料体系施工前，钢材表面需进行严格的表面处理，符合本标准及ISO12944-4的相关要求，确保表面清洁度和粗糙度达标，为涂料附着提供良好基础。4.2.4防护涂料体系的施工质量应符合ISO12944-7的要求，施工过程中需进行严格的质量控制，确保涂膜厚度均匀、无缺陷。5防护涂料体系技术要求5.1涂料类型及配套要求5.1.1防护涂料体系应采用多层配套结构，至少包含底漆、中间漆、面漆三层，根据服役区域的不同，可适当增加涂层数量或调整各层涂料类型，具体配套方案应符合表1的要求。表1离岸钢结构防护涂料体系配套方案（高耐久性）服役区域涂层结构推荐涂料类型总干膜厚度（μm）海洋大气区（CX）底漆+中间漆+面漆底漆：环氧富锌底漆；中间漆：环氧云铁中间漆；面漆：氟碳面漆/聚硅氧烷面漆≥320全浸区（Im4）底漆+中间漆+面漆底漆：环氧富锌底漆/环氧磷酸锌底漆；中间漆：环氧玻璃鳞片中间漆；面漆：环氧面漆/聚氨酯面漆≥350潮差区（Im4）底漆+中间漆+中间漆+面漆底漆：环氧富锌底漆；中间漆：环氧玻璃鳞片中间漆（双层）；面漆：聚硅氧烷面漆/聚氨酯面漆≥400飞溅区（Im4）底漆+中间漆+中间漆+面漆底漆：环氧富锌底漆；中间漆：环氧玻璃鳞片中间漆（双层）；面漆：聚硅氧烷面漆/耐磨聚氨酯面漆≥4505.1.2底漆应具备良好的附着力和阴极保护性能，环氧富锌底漆锌含量应不低于80%（质量分数），确保对钢材的阴极保护作用；中间漆应具备良好的屏蔽性能和耐腐蚀性，环氧玻璃鳞片中间漆玻璃鳞片含量应不低于30%（体积分数），增强涂膜的屏蔽效果；面漆应具备良好的耐候性、耐海水性和耐磨性，氟碳面漆、聚硅氧烷面漆的耐候性应符合ISO12944-6的相关要求。5.1.3各层涂料之间应具备良好的配套性，施工后无剥离、起泡、开裂、咬底等现象，配套性测试应符合本标准第6章的相关要求。5.1.4防护涂料体系应具备防生物附着性能，可在面漆中添加环保型防污剂，或在全浸区、潮差区额外涂刷防污漆，防污漆应符合相关环保标准，不含有毒有害物质，且与面漆具备良好的配套性。5.2涂膜性能要求防护涂料体系施工干燥后，涂膜应符合表2的性能要求，各项性能测试方法应符合本标准第6章的相关规定。表2离岸钢结构防护涂料体系涂膜性能要求性能指标要求适用区域附着力（拉开法）≥5.0MPa所有区域耐盐雾性（ISO9223）5000h，无起泡、无锈蚀、无开裂，附着力下降不超过20%海洋大气区、飞溅区耐海水浸泡性（ISO20340）365d，无起泡、无锈蚀、无剥离，附着力下降不超过20%全浸区、潮差区耐循环腐蚀性（ISO17872）3000h，无起泡、无锈蚀、无开裂，附着力下降不超过20%潮差区、飞溅区耐磨性（落砂法）磨损量≤50mg飞溅区耐候性（人工加速老化）6000h，粉化等级≤1级，失光等级≤1级，无开裂、无锈蚀海洋大气区、飞溅区耐冻融性50次循环，无起泡、无开裂、无剥离所有区域（低温环境）防生物附着性浸泡6个月，生物附着面积≤5%全浸区、潮差区5.2.1涂膜的干膜厚度应均匀，各区域干膜厚度应符合表1的要求，允许偏差为±10%，局部最小干膜厚度不应低于表1规定值的85%。5.2.2防护涂料体系的预期防腐蚀寿命应不低于15年，在使用寿命内，涂膜应无明显锈蚀、起泡、开裂、剥离等现象，若出现轻微粉化、失光，应不影响其防腐蚀性能。5.3涂料环保要求5.3.1防护涂料体系中各层涂料的挥发性有机化合物（VOC）含量应符合相关环保标准，其中底漆VOC含量≤450g/L，中间漆VOC含量≤400g/L，面漆VOC含量≤350g/L。5.3.2涂料中不应含有铅、镉、汞、六价铬等有毒有害物质，防污漆应采用环保型防污剂，符合《船舶防污漆防污性能要求》的相关规定。5.3.3涂料施工过程中产生的废气、废水、废渣应符合国家环保排放标准，施工单位应采取有效的环保措施，减少对海洋环境的污染。6实验室性能测试方法6.1试样制备6.1.1试样基材采用Q235碳钢，尺寸为150mm×75mm×3mm，试样数量应满足各项测试的要求，每组测试至少制备3个平行试样。6.1.2试样表面处理应符合ISO12944-4的要求，采用喷射清理方式，表面清洁度达到Sa2.5级（ISO8502-1），表面粗糙度达到Rz50μm~80μm（ISO8501-1）。6.1.3表面处理后，应立即进行涂料施工，施工方法应模拟现场施工方式（刷涂、辊涂或喷涂），各层涂料的施工间隔应符合涂料产品说明书的要求，干膜厚度应符合表1的规定。6.1.4试样制备完成后，应在标准环境条件（温度23℃±2℃，相对湿度50%±5%）下养护7d，再进行各项性能测试。6.2附着力测试（拉开法）按照ISO4624的规定进行测试，将试样固定在测试设备上，采用合适的胶粘剂将测试锭与涂膜表面粘结，待胶粘剂完全固化后，以10mm/min的速率施加拉力，直至涂膜与基材分离，记录最大拉力值，计算附着力，取3个平行试样的平均值作为测试结果，测试结果应符合表2的要求。6.3耐盐雾性测试按照ISO9223的规定进行测试，测试条件为：盐溶液浓度5%（质量分数），温度35℃±2℃，盐雾沉降量1.0mL/(80cm²·h)~2.0mL/(80cm²·h)，测试时间为5000h。测试结束后，取出试样，在标准环境条件下放置2h，观察涂膜表面状态，记录起泡、锈蚀、开裂等缺陷情况，并测试附着力，测试结果应符合表2的要求。6.4耐海水浸泡性测试按照ISO20340的规定进行测试，采用天然海水或人工海水（符合ISO12870的要求），测试温度为25℃±2℃，试样完全浸入海水中，测试时间为365d。测试过程中，每30d观察一次试样表面状态，测试结束后，取出试样，擦干表面水分，在标准环境条件下放置2h，观察涂膜表面状态，记录起泡、锈蚀、剥离等缺陷情况，并测试附着力，测试结果应符合表2的要求。6.5耐循环腐蚀性测试按照ISO17872的规定进行测试，测试循环为：盐雾（35℃±2℃，2h）→干燥（60℃±2℃，4h）→潮湿（50℃±2℃，相对湿度95%±5%，2h），为一个循环周期，总测试时间为3000h。测试结束后，取出试样，在标准环境条件下放置2h，观察涂膜表面状态，记录起泡、锈蚀、开裂等缺陷情况，并测试附着力，测试结果应符合表2的要求。6.6耐磨性测试（落砂法）按照ISO17830的规定进行测试，采用石英砂（粒径0.5mm~1.0mm），落砂高度为300mm，落砂量为1000g，测试结束后，称量试样磨损前后的质量，计算磨损量，取3个平行试样的平均值作为测试结果，测试结果应符合表2的要求。6.7耐候性测试（人工加速老化）按照ISO11507的规定进行测试，采用氙灯老化试验，测试条件为：辐照度0.5W/(m²·nm)（340nm），温度60℃±3℃，相对湿度50%±10%，喷淋周期为18min/102min（喷淋/干燥），测试时间为6000h。测试结束后，取出试样，观察涂膜表面粉化、失光情况，按照ISO105-A02和ISO105-B02的规定评定粉化等级和失光等级，测试结果应符合表2的要求。6.8耐冻融性测试按照GB/T17671的规定进行测试，测试条件为：低温-20℃±2℃（保持4h）→高温23℃±2℃（保持4h），为一个循环周期，总循环次数为50次。测试结束后，取出试样，在标准环境条件下放置2h，观察涂膜表面状态，记录起泡、开裂、剥离等缺陷情况，测试结果应符合表2的要求。6.9防生物附着性测试按照ISO15334的规定进行测试，采用天然海水，测试温度为25℃±2℃，试样完全浸入海水中，测试时间为6个月。测试过程中，每1个月观察一次试样表面生物附着情况，测试结束后，取出试样，测量生物附着面积，计算附着面积占比，测试结果应符合表2的要求。6.10配套性测试6.10.1层间附着力测试：按照6.2的方法，测试各层涂料之间的附着力，层间附着力应≥4.0MPa，无剥离、开裂现象。6.10.2耐咬底测试：在底漆表面涂刷中间漆后，观察底漆表面是否出现软化、起泡、开裂等咬底现象，若出现上述现象，则配套性不合格。6.10.3耐剥离测试：将试样在海水浸泡30d后，用刀片在涂膜表面划十字切口（切口深度至基材），采用胶带粘贴法，观察切口处涂膜是否出现剥离现象，若剥离宽度超过1mm，则配套性不合格。7表面处理要求7.1离岸钢结构表面处理应符合ISO12944-4及本标准的相关要求，处理前应清除钢材表面的油污、灰尘、氧化皮、铁锈、旧涂膜等污染物。7.2钢材表面油污清除应采用溶剂清洗法或碱洗法，清洗后表面应无油污残留，符合ISO8502-6的要求，可溶性盐含量应≤50mg/m²。7.3钢材表面氧化皮、铁锈及旧涂膜的清除应采用喷射清理法（抛丸或喷砂），清理后表面清洁度应达到Sa2.5级（ISO8502-1），表面粗糙度应达到Rz50μm~80μm（ISO8501-1），表面灰尘等级应达到1级（ISO8502-3）。7.4表面处理后，应在4h内进行涂料施工，若表面出现返锈或污染，应重新进行表面处理，直至达到要求。7.5对于飞溅区、潮差区等腐蚀严重区域，钢材表面处理后可涂刷一道预涂底漆，预涂底漆干膜厚度应控制在20μm~30μm，增强底漆与钢材表面的附着力。8施工及质量控制要求8.1施工环境要求8.1.1涂料施工应在适宜的环境条件下进行，施工温度应控制在5℃~35℃，相对湿度应≤85%，钢材表面温度应高于露点温度3℃以上，避免在雨天、雪天、雾天、大风天气（风速≥8m/s）下施工。8.1.2海上施工时，应采取有效的防风、防雨、防盐雾措施，搭建临时施工棚，确保施工环境符合要求，同时应做好施工人员的安全防护工作。8.2施工方法及要求8.2.1涂料施工可采用刷涂、辊涂或喷涂方式，飞溅区、潮差区等重点区域推荐采用高压无气喷涂方式，确保涂膜厚度均匀、无漏涂、无气泡。8.2.2各层涂料的施工间隔应符合涂料产品说明书的要求，底漆施工后，应在规定时间内涂刷中间漆，避免底漆表面氧化，影响层间附着力；中间漆施工后，应在规定时间内涂刷面漆，确保涂层体系的完整性。8.2.3施工过程中，应及时搅拌涂料，避免涂料沉淀，确保涂料均匀；对于双组分涂料，应按照产品说明书的比例混合，搅拌均匀后，在规定的适用期内使用。8.2.4对于钢结构的边角、焊缝、螺栓连接部位等易腐蚀部位，应进行预涂处理，确保这些部位涂膜厚度达标，无漏涂现象。8.3质量控制要求8.3.1施工前，应对涂料的产品质量进行检验，检查涂料的生产日期、保质期、产品合格证等，确保涂料符合本标准及产品说明书的要求。8.3.2施工过程中，应定期检测涂膜的干膜厚度，采用磁性测厚仪进行测试，每10m²至少测试5个点，确保干膜厚度符合表1的要求，允许偏差为±10%。8.3.3施工过程中，应观察涂膜表面状态，若出现漏涂、气泡、开裂、咬底等缺陷，应及时进行修补，修补后应重新检测，直至达到要求。8.3.4施工完成后，应对防护涂料体系进行全面质量检验，包括涂膜厚度、附着力、表面状态等，检验合格后方可投入使用。8.3.5施工单位应建立完善的施工质量记录，包括表面处理记录、涂料检验记录、施工记录、质量检测记录等，记录应完整、准确，可追溯。9验收要求9.1离岸钢结构防护涂料体系的验收应符合本标准及相关规范的要求，验收分为施工过程验收和竣工验收。9.2施工过程验收：应对表面处理质量、涂料质量、施工环境、涂膜厚度等进行验收，每道工序验收合格后，方可进行下一道工序施工。9.3竣工验收：施工完成后，应对防护涂料体系的整体质量进行验收，验收内容包括：a)涂膜表面状态：无漏涂、无气泡、无开裂、无锈蚀、无剥离等缺陷；b)干膜厚度：符合表1的要求，局部最小干膜厚度不低于规定值的85%；c)附着力：符合表2的要求，拉开法附着力≥5.0MPa；d)配套性：各层涂料之间无剥离、咬底现象，层间附着力≥4.0MPa；e)环保指标：涂料VOC含量及有毒有害物质含量符合相关环保标准。9.4竣工验收应提供完整的验收资料，包括施工质量记录、涂料产品合格证、实验室性能测试报告等，验收合格后，应出具验收报告。10维护与保养10.1离岸钢结构防护涂料体系投入使用后，应定期进行维护与保养，建立维护保养档案，记录维护保养情况。10.2定期巡检：每6个月对钢结构防护涂料体系进行一次巡检，重点检查飞溅区、潮差区等腐蚀严重区域，观察涂膜表面状态，记录起泡、锈蚀、开裂、剥离等缺陷情况。10.3维护处理：若发现涂膜出现轻微粉化、失光，不影响防腐蚀性能，可进行补涂面漆；若出现起泡、锈蚀、开裂、剥离等缺陷，应及时清除缺陷部位的涂膜，重新进行表面处理，涂刷配套涂料，确保防护性能。10.4对于全浸区、潮差区的钢结构，应定期清除表面的海洋生物附着，避免生物附着加速钢材腐蚀，清除时应采用物理方法，避免损伤涂膜。10.5维护保养完成后，应重新检测涂膜厚度、附着力等性能，确保符合本标准的要求。11附录附录A（规范性附录）人工海水的配制方法A.1人工海水应符合ISO12870的要求，其化学成分应接近天然海水，主要成分及含量如下（单位：g/L）：氯化钠（NaCl）：24.53；氯化镁（MgCl₂·6H₂O）：11.10；硫酸钠（Na₂SO₄）：4.09；氯化钙（CaCl₂）：1.16；氯化钾（KCl