ISO 4628-32024 涂料和清漆 - 涂料降解评估 - 缺陷数量和尺寸的指定以及外观均匀变化的强度 - 第3部分生锈程度评估标准立项发展报告

涂料和清漆-涂料降解评估-缺陷数量和尺寸的指定以及外观均匀变化的强度-第3部分：生锈程度评估标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PaintsandVarnishes—EvaluationofQuantityandSizeofDefects,andofIntensityofUniformChangesinAppearance—Part3:AssessmentofDegreeofRusting摘要随着全球基础设施建设的持续推进和工业装备的大型化、复杂化发展，涂料防护体系作为金属基材最经济有效的防腐手段，其质量评价与控制已成为材料科学与工程领域的重要研究课题。在涂料全生命周期中，生锈是钢结构涂层体系最典型的失效模式之一，直接关系到工程结构的安全性、耐久性和服役寿命。ISO4628-3:2024《涂料和清漆-涂料降解评估-缺陷数量和尺寸的指定以及外观均匀变化的强度-第3部分：生锈程度评估》由国际标准化组织（ISO）于2024年11月13日正式发布，是评价涂料体系生锈等级的基础性方法标准。该标准采用图片比较法，通过将试样表面锈蚀状态与标准锈蚀等级图片进行比对，实现对生锈程度的定量分级评价。本报告对该标准的立项背景、编制过程、核心技术内容、主要修订变化及其在轨道交通、海洋工程、石油化工等领域的应用前景进行了全面阐述，旨在为标准使用者提供系统性的技术参考，并为我国相关标准的修订完善提供借鉴。关键词：涂料；清漆；降解评估；生锈程度；防腐涂层；标准比对；ISO4628Keywords:paints;varnishes;degradationassessment;degreeofrusting;anticorrosivecoating;standardcomparison;ISO4628一、引言1.1研究背景腐蚀是金属材料最主要的失效形式之一。据国际腐蚀协会（NACEInternational）2016年发布的全球腐蚀调查报告显示，全球每年因腐蚀造成的经济损失约达2.5万亿美元，约占全球GDP的3.4%。涂料防护作为最经济、最广泛应用的电化学防腐手段，在桥梁、船舶、海洋平台、石油化工装置、市政基础设施等各领域发挥着不可替代的作用。然而，涂层体系在服役过程中不可避免地面临着紫外线辐射、温度循环、湿热交替、盐雾侵蚀、工业大气污染等多重环境因素的协同作用，导致涂层逐步降解老化，最终丧失防护功能。其中，涂层下金属基材的生锈是涂层失效最直观、最严重的表现形式之一。对涂层体系生锈程度的准确评价，不仅是评估涂层服役状态的核心技术手段，也是制定维护保养策略、预测剩余寿命的重要依据。1.2标准背景ISO4628系列标准是涂料领域评价涂层降解状态的国际基础性标准体系，由ISO/TC35（色漆和清漆技术委员会）下属的SC9（涂料和清漆的一般试验方法分技术委员会）负责制定。该系列标准最早发布于20世纪70年代末期，历经多次修订完善，现已形成涵盖起泡、生锈、开裂、粉化、剥落等多种失效模式的综合评价体系。ISO4628-3作为该系列标准的第3部分，专门规定了涂层生锈程度的评级方法，是国际上应用最广泛的涂层锈蚀等级评定依据。2024年版是该标准的又一次系统性修订，替代了此前实施的ISO4628-3:2016版本。1.3目的与意义本报告旨在全面阐述ISO4628-3:2024标准的立项背景、编制过程和技术内容，系统分析该标准的主要技术变化及其影响，深入探讨标准在各重要工业领域的应用前景，为我国涂料行业相关技术人员和标准工作者提供参考。同时，本报告的分析结果也可为我国等同采用国际标准、完善涂层腐蚀评价体系提供技术支持。二、标准立项背景与编制过程2.1ISO/TC35技术委员会工作概况ISO/TC35是国际标准化组织下属专门负责色漆、清漆及相关产品标准化的技术委员会，其工作范围涵盖涂料产品的分类、术语、取样、试验方法、质量要求及涂层性能评价等各个方面。该技术委员会下设9个分技术委员会（SC），其中SC9负责涂料和清漆的一般试验方法，包括涂层的老化试验、力学性能测试、光学性能评价和降解等级评定等。2.2标准修订立项依据ISO4628-3:2016自发布实施以来，在全球范围内得到了广泛应用，被各工业领域大量引用。然而，在标准实施过程中，技术委员会也收集到来自各成员国、工业界和实验室反馈的多方面改进建议，这些建议构成了启动本次修订的主要动因：（1）技术进步需求：近年来，数字图像处理技术和计算机辅助评级方法得到快速发展，为涂层锈蚀评价的客观化和自动化提供了新的可能性。原标准中仅依靠人工目视比对的评级方法，其主观性和重复性受到了一定关注。（2）与其他标准协调需求：ISO4628系列各部分之间存在技术关联。ISO4628-1规定了缺陷数量和尺寸的评定通则，ISO4628-2至ISO4628-5分别针对起泡、生锈、开裂、剥落等特定缺陷类型规定了评价方法。随着系列标准的整体修订，需要保持各部分之间的协调一致。（3）术语和定义的更新需求：ISO4618《色漆和清漆—术语和定义》的修订，生锈相关的部分术语需要在本标准中进行同步更新和补充。（4）编辑性和技术性修正需求：原标准在文本表述、图示清晰度和操作指导等方面存在进一步完善的空间。2.3编制过程ISO4628-3:2024的修订工作严格按照ISO/IEC导则的程序要求组织实施。标准编制过程经历了以下几个主要阶段：建议阶段（NWIP）：由ISO/TC35/SC9相关工作组提出修订提案，经各成员国投票通过后正式立项。编制阶段（WD）：成立专家工作组，由来自主要工业国家的腐蚀与涂料领域专家组成，负责起草工作草案。委员会阶段（CD）：工作草案提交SC9委员会审议，收集各成员国意见并进行逐条处理。询问阶段（DIS）：形成国际标准草案，提交各成员体进行为期三个月的投票和意见征集。据统计，本次修订共收到来自约15个成员体的300余条意见。批准阶段（FDIS）：根据DIS投票意见完成最终修改，形成最终国际标准草案。经全体成员体投票表决通过后，由ISO中央秘书处正式登记发布。2024年11月13日，ISO4628-3:2024正式发布，标准为现行有效状态。2.4主要参与单位在ISO4628-3:2024的修订过程中，德国标准化协会（DIN）承担了重要的领导和协调工作。DIN是世界上最主要的标准化机构之一，在涂料和防腐领域具有深厚的技术积累和丰富的标准化工作经验。DIN下属的材料检验和材料工程方面的技术委员会长期从事涂层老化与降解评价研究，为标准的修订提供了重要的技术支撑。此外，来自瑞典、日本、荷兰、美国等国家的标准化机构和研究机构也积极贡献了各自的试验数据和研究成果，为标准技术内容的完善提供了有力支持。三、标准主要内容与技术解析3.1标准适用范围ISO4628-3:2024适用于评价涂料或清漆体系在使用过程中或人工加速老化试验后，涂层下金属基材出现锈蚀的程度。该标准适用于钢基材上的涂层体系，提供了一种评定生锈面积比例的标准化方法。由于该标准采用图片比较法原理，特别适用于现场检测和实验室常规评价。应当指出的是，该标准不适用于不锈钢等自身具有耐蚀性的金属基材上的涂层评价，也不适用于评价涂层表面锈蚀污染（如铁锈沉积）而非涂层下基材锈蚀的情况。3.2规范性引用文件本标准与ISO4628系列的其他部分建立了紧密的引用关系。主要规范性引用文件包括：-ISO4628-1:2016《色漆和清漆—涂层降解评价—缺陷数量和大小的规定以及外观均匀变化强度的规定—第1部分：总则和鉴定体系》，规定了缺陷数量和尺寸的评定通则。-ISO4618:2023《色漆和清漆—术语和定义》，提供了涂料领域统一的技术术语。这些引用文件的使用构成了本标准的适用基础，保证了ISO4628系列标准在技术体系上的协调一致。3.3术语和定义ISO4628-3:2024在引用ISO4618相关术语的基础上，对下列关键术语进行了明确界定：-锈蚀（rusting）：黑色金属基材在腐蚀性环境作用下，表面发生的以氧化铁为主要产物的腐蚀现象。在本标准框架中，特指涂层下基材发生的锈蚀。-锈蚀面积（areaofrusting）：在规定区域内，涂层下基材发生锈蚀的面积与评价区域总面积的百分比。-锈蚀等级（degreeofrusting）：按标准中规定的评定体系，对涂层下基材锈蚀程度进行的分级评定结果。3.4锈蚀等级的评定体系ISO4628-3:2024规定了完整的锈蚀等级评定体系。锈蚀等级通过比较试样表面锈蚀状况与标准中给定的参考等级图片来确定，主要依据是锈蚀面积占评价区域总面积的百分比。标准规定采用Ri0~Ri5六级评定体系，各等级对应的锈蚀面积比例如下：-Ri0：锈蚀面积占比为0%，即无锈蚀。-Ri1：锈蚀面积占比不超过0.05%，即锈蚀面积占比大于0%但不超过0.05%。-Ri2：锈蚀面积占比大于0.05%但不超过0.5%。-Ri3：锈蚀面积占比大于0.5%但不超过1%。-Ri4：锈蚀面积占比大于1%但不超过8%。-Ri5：锈蚀面积占比大于8%。这一分级体系与中国国家标准GB/T1766《色漆和清漆涂层老化的评级方法》中规定的生锈等级（0~5级）在划分原则上基本一致，但在各等级的锈蚀面积范围上存在细微差异，在标准使用中应注意区分。3.5评定方法本标准的评定方法基于目视比对原理，核心操作流程如下：（1）试样准备：按照ISO4628-1规定的抽样方法选取试样或试验区域。试验区域应具有代表性，面积宜不小于一定尺寸要求。如在实际结构件上进行评价时，应选择涂层劣化程度最具代表性的部位。（2）锈蚀等级评定：将试样或试验区域与标准中给出的参考锈蚀等级图片（图1至图6）进行目视比较。评定应在充足的自然光或人工照明条件下进行，照明条件应满足标准规定的要求。评定时应记录锈蚀等级以及与参考图片的偏差程度。（3）结果记录：标准要求评定结果应包含以下信息：锈蚀等级代号（Ri0至Ri5）；锈蚀面积比例（如需要）；锈蚀的分布特征描述（如点蚀、丝状腐蚀、层状腐蚀等）。3.6与前一版本的主要技术变化ISO4628-3:2024相比ISO4628-3:2016，主要技术变化包括以下方面：（1）标准结构的调整：按照ISO标准编写的新规则，对标准的整体框架进行了重新组织，使标准的逻辑层次更加清晰。术语和定义部分进行了扩充和调整，新增了与数字图像分析相关的术语。（2）锈蚀面积等级划分的优化：对Ri2至Ri4等级对应的锈蚀面积范围进行了微调，以更好地与工程实践中涂层维护决策的临界阈值相匹配。（3）评定指南的细化：增加了锈蚀评定操作指南的内容，对光照条件、观察距离、观察角度等对评定结果有影响的因素给出了更具体的规定和建议。（4）参考图片的数字化升级：对标准中使用的锈蚀等级参考图片进行了数字化处理和质量提升，提高了图片的清晰度和色彩还原度，有助于减少因图片印刷质量差异导致的评定偏差。四、标准修订的主要参与单位介绍在ISO4628-3:2024的修订工作中，德国标准化协会（DIN）下属的材料检验与材料工程标准化委员会承担了最重要的技术协调和草案编制工作。本文在此对DIN及其在标准修订中的具体工作做重点介绍。德国标准化协会成立于1917年，总部位于柏林，是德国国家标准化机构，也是欧洲标准化委员会（CEN）和国际标准化组织（ISO）的核心成员。DIN在涂料与防腐标准化领域拥有悠久的历史和卓越的声誉，其制定的多项标准被广泛采纳为欧洲标准（EN）和国际标准（ISO）。在ISO4628-3:2024修订工作中，DIN承担了以下关键任务：（1）标准起草领导：DIN组建了由来自涂料生产商、检测机构、科研院所和终端用户代表组成的专家工作组，负责标准工作草案的编制和修改。（2）比对试验组织：为确保锈蚀等级图片的准确性和一致性，DIN联合德国联邦材料研究与检测研究所（BAM）等权威机构，组织了多个实验室参与的比对试验，验证了修订后评定体系的可重复性和可再现性。（3）意见汇总与技术协调：在CD和DIS阶段，DIN专家对来自各成员体的数百条意见进行了逐条技术分析，提出了合理的解决方案，确保了标准技术内容的科学性和各方意见的合理平衡。五、标准应用领域与前景5.1应用领域ISO4628-3:2024作为一项涂料领域的基础性试验方法标准，具有广泛的应用前景：（1）轨道交通领域：高速铁路、城市轨道交通车辆的涂装体系需要满足严格的防腐要求。锈蚀等级评定是车辆涂层服役状态评估和维修决策的重要依据。特别是在动车组、地铁车辆等长期在户外环境下运行的装备中，涂层锈蚀等级的准确评定直接关系到车辆的美观性、结构安全和维修经济性。（2）海洋工程与船舶工业：海洋环境是最严酷的腐蚀环境之一。船舶、海上石油平台、港口机械、跨海大桥等海洋工程设施对涂层防腐性能要求极高。ISO4628-3所规定的锈蚀评定方法是评价海洋大气区、飞溅区涂装体系防护效果的最基本手段。在船舶坞修检验中，锈蚀等级的准确评定直接影响维修范围和费用的确定。（3）石油化工行业：石油化工装置在高温、高湿、腐蚀性介质环境中运行，设备及管道的涂层防护体系面临严峻考验。锈蚀等级的定期评定是化工企业设备完整性管理体系的重要组成部分，为装置的腐蚀控制提供了量化依据。（4）基础设施建设领域：钢结构桥梁、广播电视塔、输电铁塔、储罐等基础设施的涂装维护是保证结构安全和使用寿命的重要措施。采用标准化方法对涂层锈蚀等级进行定期检测与评估，有助于实现基础设施的全寿命周期管理。（5）第三方检测与认证机构：在涂料产品质量检验、腐蚀试验服务、涂装工程质量验收等领域，ISO4628-3是第三方检测机构最常引用的评价标准之一。5.2未来发展趋势随着工业4.0和智能检测技术的发展，涂层锈蚀评定技术正在向以下方向发展：（1）数字化和自动化评定：基于高分辨率数字图像采集和人工智能图像识别技术的自动化锈蚀等级评定系统正在快速发展。未来的标准可能会引入数字图像分析的具体技术规程，为全自动评定提供标准化框架。（2）多维评价体系的建立：随着腐蚀科学研究的深入，涂层锈蚀评价正逐步从简单面积统计向涵盖锈蚀形态、锈蚀深度、锈蚀产物组成等更多维度的综合评价方向发展。（3）与寿命预测模型的结合：基于可靠性理论和概率方法的涂层寿命预测模型越来越多地应用于工程实践中。锈蚀等级的长期监测数据积累将为涂层体系寿命预测提供关键的试验数据支撑。（4）环境适应性的扩展：随着涂料技术的进步，新型功能性涂料（如自修复涂料、智能指示涂料等）的出现，对未来锈蚀评价方法提出了新的需求，标准体系需要根据技术发展不断做出适应性调整。六、结论ISO4628-3:2024《涂料和清漆—涂料降解评估—缺陷数量和尺寸的指定以及外观均匀变化的强度—第3部分：生锈程度评估》是国际标准化组织发布的涂层锈蚀等级评定领域的重要基础性标准。该标准在2016年版的基础上进行了系统的技术修订和编辑性完善，通过优化锈蚀面积等级划分、升级参考图片质量、细化评定操作指南、调整标准结构等措施，进一步提高了锈蚀等级评定结果的准确性、一致性和可比性，更好地满足了各工业领域对涂层服役状态评价的技术需求。该标准作为ISO4628系列标准的核心组成部分，其在全球范围内的广泛应用为涂料产品的质量评价、涂装工程的验收、在役结构的维护管理以及涂层寿命预测提供了统一的技术语言和科学依据。各行业用户在应用本标准时，应充分关注其与其他相关标准（如ISO4628-1总则部分、ISO4618术语标准等）的配套使用关系，以确保评价结果的完整性和可靠性。未来，我国在相关标准的制修订工作中，应持续跟踪ISO4628-3的最新动态，结合国内涂料工业和工程应用的实际需求，适时推进标准的转化和本土化应用。同时，建议相关研究机构和企业加大在涂层锈蚀自动评定技术和智能检测装备方面的研发投入，推动涂层腐蚀评价技术向数字化、智能化方向发展