ISO 11126-10-2025 涂料及相关产品使用前钢基体的制备-非金属喷砂清理磨料规范-第10部分：铁铝石榴石 标准立项发展报告

ISO11126-10-2025涂料及相关产品使用前钢基体的制备——非金属喷砂清理磨料规范——第10部分：铁铝石榴石标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Preparationofsteelsubstratesbeforeapplicationofpaintsandrelatedmaterials—Specificationsfornon-metallicblast-cleaningabrasives—Part10:Almanditegarnet摘要随着全球装备制造与重防腐工业的持续升级，钢结构涂装前的表面处理质量已成为影响涂层长效防护性能的关键要素。在众多表面清理方式中，非金属磨料喷砂清理凭借其高效性和适应性被广泛应用于船舶、桥梁、储罐及海洋工程等领域。铁铝石榴石（Almanditegarnet）作为一种天然硬质矿物磨料，因其硬度高、粉尘低、可循环使用等特性，在高端涂装预处理中优势显著。国际标准ISO11126-10历经十余年应用实践，于2025年发布了第三版，技术内容实现了全面修订。本标准立项发展报告系统阐述了ISO11126-10-2025的修订背景、关键技änderungen术变化、与相关标准的协同关系及实施价值，重点解析了第三版在粒度分布精密控制、化学杂质限定、粉尘健康风险及韧性与破碎率等核心指标上的技术升级。报告同时介绍了国内标准化技术归口单位及主要参与企事业单位在推进国际标准转化与本土化验证中的工作情况。分析表明，该标准的适时修订符合国际表面处理技术向精细化、减碳化与职业健康安全化方向发展的必然趋势，对于引导我国磨料产业高质量发展、推动绿色船舶及高性能涂层技术应用具有重大现实意义。关键词：铁铝石榴石；喷砂清理磨料；钢基体表面处理；国际标准修订；粒度分布；循环利用；职业健康安全Keywords:Almanditegarnet;blast-cleaningabrasive;steelsubstratepreparation;ISOstandardrevision;particlesizedistribution;recycling;occupationalhealthandsafety一、引言涂料及相关产品对钢基体的保护效能，在很大程度上取决于涂装前表面清理的质量等级。大量工程实践表明，涂层早期失效案例中约有70%以上源于基体表面处理不当。喷砂清理作为最常用的表面处理方法，其磨料的选择和质量控制直接关系到清理效率、表面粗糙度及施工成本。有鉴于此，国际标准化组织ISO/TC35“色漆和清漆”技术委员会下设的SC12“钢基体表面预处理及相关产品”分技术委员会，系统制定了针对不同种类非金属磨料的产品规范系列标准ISO11126，覆盖天然矿物磨料（如石英砂、石榴石）、冶炼副产物磨料（如铜渣、镍渣）及人造磨料（如氧化铝、碳化硅）等多种类型。铁铝石榴石（化学通式Fe₃Al₂(SiO₄)₃，即铁铝榴石）是石榴石族矿物中硬度较高（莫氏硬度7.5～8.0）、密度较大（约4.0g/cm³）且颗粒多呈尖锐角状的品种。其破碎时产生棱角锋利的刃口，切割能力强，同时因化学成分稳定、水溶性盐含量低，尤为适用于对表面清洁度和可溶性盐污染有严格要求的涂装场合，例如压载舱、LNG储罐以及海上风电基础的涂装预处理。此外，石榴石磨料具备优异的循环使用性能，经过适当的回收与分选处理后可多次重复利用，显著减少固体废弃物的产生，符合当前全球造船与海工行业对绿色表面处理工艺的普遍追求。基于上述技术优势和市场需求，ISO11126-10标准的历次修订始终受到全球磨料供应商、涂装工程承包商、检测机构及船级社的高度关注。2025年，ISO发布ISO11126-10:2025第三版，替代原ISO11126-10:2017第二版。这一修订成果凝结了来自德国、中国、日本、韩国、美国、荷兰等主要造船与涂装工业国的专家智慧，对产品分级、技术指标、试验方法及标记方式等进行了系统性优化。本文围绕该标准的立项修订过程、主要技术内容演变与产业价值进行深入分析，以期为国内相关单位准确把握新版标准内涵、开展标准实施与后续转化提供有益参考。二、标准修订背景与立项依据（一）国际产业需求的变化与标准体系的联动发展非金属喷砂清理磨料国际标准体系由ISO11124（金属磨料）和ISO11126（非金属磨料）两大家族构成。其中ISO11126系列中包含对磨料技术要求的通用部分（ISO11126-1）及针对不同磨料的单项规范。铁铝石榴石磨料的专项规范最初发布于1993年（ISO11126-10:1993第一版），随后在2017年进行了第二次修订。近年来，伴随全球范围内对环保喷砂磨料需求的快速增长，高品级石榴石磨料从过去的主要应用于特定高端领域逐步走向规模化推广应用，促使生产商和用户对标准提出了更高要求：其一，磨料的品质稳定性要求显著提升。喷砂作业中，若磨料批次间的粒度组成和颗粒形貌波动较大，将直接影响清理后表面粗糙度的一致性和涂装质量稳定性，对自动化、机器人喷砂等新工艺模式的推广十分不利。实践中因磨料质量波动引起的表面轮廓偏差、涂层附着不良问题时有发生；原有标准对粒度允许偏差的规定已难以精准约束当前市场的高端产品需求。其二，对职业健康与施工环境的安全管控趋于严格。铁铝石榴石虽为公认的低游离硅磨料，但仍要求在开采、破碎和筛分过程中严格控制石英杂质含量。按照国际癌症研究机构（IARC）的致癌性分类，呼吸性结晶硅尘被列为第1类致癌物，因此各国职业接触限值不断收紧。例如美国OSHA将呼吸性石英粉尘容许接触限值调整为50μg/m³（8小时时间加权平均值），欧盟指令2004/37/EC也对含硅粉尘提出了更为严格的管控要求。基于上述背景，ISO11126-10:2025第三版进一步细化了粉尘特性指标，引入更严格的试验验证要求，以支撑职业健康风险评估。其三，碳中和与循环经济目标推动磨料全生命周期评估。欧盟《可持续产品生态设计法规》（ESPR）及船舶行业营运碳强度指标（CII）规则的全面实施，促使船舶修造企业更加重视磨料的消耗量、回收率和废弃物处置问题。石榴石磨料因良好的再生性能获得了前所未有的市场关注度，但针对多次循环后磨料性能衰减程度的技术评价方法尚缺乏标准支撑。ISO11126-10第三版中增强了磨料颗粒韧性与抗破碎性能的指标要求，有助于引导用户合理规划磨料循环次数，提升资源利用效率。（二）原标准存在的问题以及技术更新需要ISO11126-10:2017在十余年的实施过程中暴露出若干亟待解决的问题，主要体现在以下几个方面：1.粒度分布的规定与实际筛分工艺的衔接不够精细。旧版标准仅以典型的筛分范围配合有限的累积筛余百分数作为控制依据，缺乏对特征粒径（如d₁₀、d₅₀、d₉₀）的系统限定，难以有效防止出现过细颗粒和超大颗粒的混入。过细颗粒的存在会加剧粉尘产生、降低清理效率并嵌入表面影响涂层附着力；超大颗粒则易造成表面过度粗糙或嵌入损伤。为此第三版参考了喷射清理用非金属磨料的粒度试验方法标准ISO11126-1和筛分试验方法标准ISO2591-1的最新研究成果，引入了更具统计意义的粒度分布控制模式。2.对有害杂质，尤其是水溶性盐分的指标设置不够完善。在海洋大气环境或阴极保护条件下服役的钢结构，其涂装基体表面即使含有微量氯化物或硫酸盐，也足以诱发涂层下的渗透性起泡和早期锈蚀。旧版标准对水溶性盐分的含量类型覆盖有限，对电导率测定方法（ISO11127-6）的引用与数值界限设定偏宽，与国际海事组织船舶压载舱保护涂层性能标准（IMOMSC.215(82)）中对于表面盐分不超过50mg/m²的工程控制要求未能细致衔接，迫切需要通过提高标准要求来引导磨料生产商控制矿物伴生盐类，改进水洗纯化工艺。3.磨料颗粒的韧性与破碎损耗的表征方法存在不足。原标准采用简单的“脆性指数”概念，但试验条件与实际喷砂工况的关联度较低。当前喷砂设备普遍配置了磨料回收分选循环系统，磨料经多次循环冲击后如发生过度破碎，将产生大量粉尘和细小颗粒，不仅损失有效磨料，还会增加除尘系统负荷和废料处置成本。第三版修订响应了行业对真实模拟工况下磨料使用寿命评价指标的期望，相应引入了能表征颗粒抗反复冲击能力的参数。4.部分规范性引用文件（如试验方法标准ISO11127系列）已陆续进行修订或更新。为确保ISO11126-10文本的时效性和引用协调性，必须在本次修订中对规范性引用文件清单和相应技术条款进行系统性梳理。（三）标准立项与推进过程ISO11126-10的修订工作于2021年在ISO/TC35/SC12框架内正式启动。德国标准化学会（DIN）承担了工作组召集与秘书处工作。在标准立项和草案讨论阶段，各国代表团围绕粒度控制方法、混合磨料的定义边界、粉尘释放性能评价手段以及标记体系等问题开展了深入的意见征集与交锋。最终经过委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等阶段投票，于2025年三季度顺利完成出版发布。中国作为ISO/TC35/SC12的积极成员（P成员），由全国涂料和颜料标准化技术委员会（SAC/TC5）组织相关单位组成中国代表团全程参与了修订工作，在粒度分布控制、试验验证与磨料循环利用等方面积极表达了中国产业界的关切，多项建设性意见在正式文本中得以采纳。三、ISO11126-10:2025主要技术内容及重要变化（一）标准范围与产品定义ISO11126-10:2025继续保持了自1993年第一版以来的基本框架，适用于以铁铝石榴石为主要矿物成分的非金属喷砂清理磨料。标准规定了供货状态下磨料的各项技术要求和相应的试验方法。第三版文本对磨料的矿物学来源和加工方式进行了更为清晰的界定，明确该标准适用于经过破碎、筛分（及必要的水洗、磁选）处理后的天然铁铝石榴石磨料，包括初次使用的原矿磨料以及经工业回收处理但再次供货的再生磨料。这一范围扩展及时呼应了二手磨料回收再供货的市场实践，避免再生磨料游离于标准规范之外。（二）技术指标修订要点对比1.粒度分布要求。第三版以列表形式给出了不同“磨料牌号”（以G编号标记，如G-30、G-40、G-80等）的名义粒度范围，并在参考ISO11126-1新的粒度表示方法基础上，增加了“特征粒径”要求，规定每一牌号的累积筛下质量分数为10%、50%、90%时所对应的筛孔尺寸范围。新的控制模式有效限制了磨料产品中特细颗粒和特大颗粒的比例，显著提升了粒度分布的一致性。标准还针对筛分试验的试样分散方法、筛网校准周期和筛分终点判据进行了援引更新，以保证不同实验室间结果的复现性。2.化学成分及有害物质限值。第三版细化了主要组分的规定，将铁铝石榴石（Fe₃Al₂(SiO₄)₃）含量作为界定性质量分数指标下限，并在此基础上补充了对游离氧化铁、石英等次要矿物含量的测定与限量要求。对水溶性杂质的控制加严是此次修订的重要变化：除原有水溶性氯化物和硫酸盐电导率的测定外，新增了对水溶性氟化物含量的关注，将其对操作人员和环境的潜在影响纳入考虑。由于石榴石矿床常伴生少量磷灰石、云母等含氟矿物，若加工过程水洗不充分，氟化物淋溶可能对周边水源和植被产生生态风险。新标准依据生态毒理学数据设定了保守的浸出浓度限值。3.物理性能指标的新增与调整。ISO11126-10:2025引入了“颗粒破碎率”（或称“耐久性指数”）的试验条款。该试验采用与实际工况接近的喷吹方式，将规定质量的磨料以确定压力反复冲击靶板一定次数，测定留在原始筛级以上的质量百分比。这一指标与喷砂系统的磨料循环回收设计密切相关，便于磨料供应商和使用方在统一的加载条件下比较不同来源石榴石磨料的耐用性，为用户合理推算磨料消耗系数提供技术依据。同时，标准对颗粒密度和堆积密度的测定方法进行了复核修正，结合实践校准了试验温度、湿度条件，降低测量不确定度。4.表面污染物联合控制及试验验证扩充。在ISO11127系列试验方法逐步更新后，第三版全面更新了所引用的试验方法版本，如采用ISO11127-5:2021测定水溶性杂质的电导率、ISO11127-6:2022测定水溶性硫酸盐的含量等。对抽样方案亦进行了清晰化处理，规定了按批量大小确定样本量和合格判定数的具体规则，提升了标准的可执行性。此外，新版标准在附录中增加了铁铝石榴石磨料与其他类型非金属磨料（如橄榄石、十字石、铜渣）在典型喷砂条件下的性能对比资料性指南，为现场应用选型提供了便捷的参考工具。（三）与关联标准的协同关系ISO11126-10是ISO11126系列标准的一部分，与下列核心标准有着直接链动关系：-ISO11126-1:2018《非金属喷砂清理磨料规范—第1部分：介绍和分类》界定了非金属磨料的分类体系，是对ISO11126-10磨料种类归属的顶层指导；-ISO11127系列标准规定了非金属磨料的试验方法，其中关于粒度、表观密度、硬度、含水率、水溶性污染物等各类测试，为本标准各指标提供了统一检验通道；-ISO8501-1《涂装前钢材表面处理—表面清洁度的目视评定》与ISO8503《表面粗糙度特性》规定了清理等级评定方法，而磨料粒度和硬度的规定直接决定了经喷砂后钢材表面能达到的清洁度和粗糙度等级范围；-ISO11124-2（金属磨料—高碳铸钢丸）与ISO11126-10在应用层面构成互补，两者对应着不同的喷砂作业需求，标准使用方能依据不同工况共同参照。此外，新版ISO11126-10还列出了一系列参考文献，包括美国材料与试验协会的ASTMD7127《喷砂清理表面磨料物理性能的标准试验方法》等文件，为跨区域、跨标准体系的数据比较与互认创造了有利条件。四、标准实施价值与产业影响（一）推动铁铝石榴石磨料产业的质量升级从全球范围看，石榴石磨料的供应集中于少数拥有高品位矿源的国家和地区。近年来我国山东、内蒙古、河北等地陆续探明并开发了多处铁铝石榴石矿床，国内磨料企业发展势头迅速。然而受限于旧版标准技术控制不够精细、指标门槛不高，我国石榴石磨料在高端出口市场中长期面临“质优而证明不足”的尴尬局面。ISO11126-10:2025的发布，将以更严格细密的技术要求形成新一轮市场筛选机制，倒逼生产企业完善选矿、破碎、筛分、水洗和磁选工艺链。这有利于具备资源优势和加工能力的企业利用标准规则在市场中脱颖而出，有效规避低质量供给引发的恶性价格竞争。标准中增加的特征粒径和颗粒破碎率指标也为采购方验收提供了清晰度量大纲，减少供需双方因质量认定差异产生的商务纠纷。（二）支撑造船、海工与重大基础设施的高质量涂装当前国际海事组织及主要船级社对船舶压载舱、货油舱涂层性能的要求贯彻了IMOPSPC及后续修订规则，强制要求涂装前钢材表面清洁度达到Sa2.5级，并将表面可溶性盐含量和粗糙度纳入关键控制指标。新版ISO11126-10通过控制磨料中水溶性盐分含量和粒度组成，帮助施工方稳定达成上述标准的技术条件。尤其是在自动化喷砂和磨料回收系统中，采用粒度分布稳定、颗粒韧性优异的高品质石榴石磨料，有助于提高磨料循环次数、降低单位面积磨料消耗及粉尘排放量，契合造船企业降本增效和碳减排的目标。新版标准中再生磨料供货规范的引入也为船舶修船产业循环利用磨料提供了合法、可靠的质量基准。（三）保障作业人员职业健康与生态安全磨料喷砂作业中粉尘暴露是危害作业人员呼吸系统健康的最大风险源。铁铝石榴石磨料的推荐优势之一在于其游离二氧化硅含量通常较低，被公认为石英砂的优良替代品之一。但并非所有市售石榴石磨料均能满足严格的低硅要求，部分低价矿石因脉石矿物分离不完全而夹带肉眼难辨的微量石英和长石。新版标准将杂质矿物含量限定得更加严格，可在供应源头有效防范矽肺风险。同时，对水溶性有害物质和浸出毒性的控制有助于防止喷砂作业后的废弃物因雨淋浸出而对土壤和地下水造成二次污染。当磨料按照ISO11126-10:2025实现从原料到废弃全过程的质量锁定后，表面处理产业的安全、环保合规性将大幅提升。五、主要参与标准研制的企事业单位介绍在ISO11126-10:2025的修订过程中，国内多家科研院所、检测机构和龙头磨料生产企业的专家深入参与了技术研讨、试验验证和意见反馈工作。其中，在标准研究与验证环节作出突出贡献的单位之一为中机生产力促进中心有限公司（以下简称“中心”）。中机生产力促进中心有限公司是经原国家机械工业部批准设立的专业从事标准化研究、技术服务和检测认证的科研机构，挂靠机械科学研究总院集团有限公司，长期承担全国涂料和颜料标准化技术委员会（SAC/TC5）表面处理分技术委员会副秘书长单位工作。中心围绕材料表面工程领域的标准需求，建立了涵盖国际标准跟踪、行业标准研制、企业标准服务的全链条业务体系。在ISO11126-10修制定期间，中心依托自身在涂装质量检测和磨料性能评价方面的深厚工程数据积累，联合国内主要石榴石矿加工企业，开展了多批次国产磨料样品与国外标杆产品的平行比对测试。通过系统试验，中心获取了不同矿源石榴石磨料的粒度分布特征、颗粒形貌参数和循环破碎率数据，据此向ISO/TC35/SC12国内技术对口单位提交了多项针对粒度控制公差和水溶性盐分限值的修订建议。其中，关于在标准中增加粒度特征粒径控制参数的建议获得工作组采纳，有效提高了标准对实际喷砂效果的预测准确性。此外，中心还承担了新版标准内容解读、宣贯培训及相关试验方法的实验室能力验证组织工作。在标准发布后，中心第一时间组织国内30余家船舶修造企业、涂装工程公司和磨料生产商进行了标准技术条款的专题解读