0 引言
随着国家基础工程建设与城市发展,要求重大工程、市政工程、样板工程等诸多建设项目的设计使用年限达到5 a、8 a、10 a,甚至于15 a 以上。要达到这样的设计使用年限,涂装环境、防腐蚀涂料的设计厚度与品种、防腐蚀涂料的涂装要求与方法、底材的表面处理等至关重要,本文对诸方面情况进行介绍。
1 涂装环境
按国际标准ISO 12994—2,大气腐蚀环境分类见表1中国机械网okmao.com。

2 防腐蚀涂料的设计厚度与品种
2.1 防腐蚀涂料的设计厚度
使用年限与防腐蚀涂料的厚度有必然的关联。按国际标准ISO 12944—5,不同腐蚀环境下规定的干膜厚度见表2。
表2 按ISO 12944—5,规定的干膜厚度

注:低—2~5 a ;中—5~12 a ;高—15 a 以上。
2.2 钢结构涂装的配套涂层体系
重防腐蚀体系中,钢结构涂装要求在C4 腐蚀环境中使用年限达15 a 以上的配套涂层体系及膜厚见表3。
表3 C4 腐蚀环境下,钢结构重防腐涂装的配套涂层体系①

注:① ISO 12944—2 C4 和C5 腐蚀环境中,必须采用富锌底漆;②金
属热喷涂表面的封闭漆,渗入金属层内部,实际使用中不计涂膜厚度;③此配套中环氧富锌底漆用无机富锌底漆代替,但是涂层体系中要增加一道环氧封闭漆。
2.3 船舶压载舱涂料的厚度与使用年限
在IMO(国际海事组织)的压载舱保护涂层性能标准(PSPC)中规定了压载舱涂层的厚度要求,两道涂层的总干膜厚度为320 μm,标准认为涂层膜厚是涂层具有15 a 的预期设计使用年限的基本保证。
3 防腐蚀涂料的涂装要求与方法
3.1 防腐蚀涂料的涂装要求
在涂料施工中,应按照涂料品种的特性与当地的气候条件选择合理的施工方案。按照当地的气候条件与施工方法选择最佳施工时间与涂料重涂时间。在施工前,对被涂物及涂料产品进行分析和判断,对交货日期、被涂物堆放、被涂物产品要求、被涂物漆膜厚度要求等都必须了解。
同时,施工前做好相应的准备:了解涂料的施工要求;涂料产品的种类、限制、稀释剂的品种与最大用量;双组分涂料是否要熟化;使用最佳涂装工具与方法;针对不同的涂料品种,选择合适的喷枪嘴与相应的压力泵;检查皮管是否漏气和喷枪内橡皮圈是否老化;检查油水分离器;在施工前把泵内的水放净。
3.2 防腐蚀涂料的涂装方法
根据涂装环境、场所、工件大小形状与材质不同,常用的涂装方法有:浸涂、刷涂、辊涂、空气喷涂和高压无气喷涂。在船厂及大型钢结构加工厂,由于加工工件庞大,且要求干膜厚度在100 μm 以上,均采用无气喷涂方式施工。
无气喷涂是防腐蚀涂料最常用的施工方式。所谓无气喷涂就是通过增压泵的压力使涂料形成雾化状均匀施涂在工件表面。而雾化所需的液压由高压泵来实施,高压泵的流体压力与输入空气压力比为20~60∶1,常规无气喷涂机的压力比为45∶1。
不同类型的涂料(底漆、中间漆、面漆)需选择不同型号的喷嘴。口径为0.23~0.33 mm 的喷嘴适合喷涂湿膜厚度为50 μm 的涂料;口径为0.33~0.48 mm 的喷嘴适合喷涂湿膜厚度为100~200 μm 的涂料;口径为0.48~0.79 mm 的喷嘴适合喷涂湿膜厚度为200 μm以上的涂料。
4 底材的表面处理
底材的表面处理方式主要有:喷砂除锈、机械刷洗、机械磨砂、铲削处理、机械刮除、手工刷洗、手工铲削,其中喷砂除锈最为理想。
4.1 喷砂除锈
喷砂除锈是防腐蚀涂料中最常用、确保涂料最终性能的重要工序之一。目前我国的除锈等级标准GB 8923 是参照国际标准ISO 8501 来制定的。富锌类涂料多为聚酰胺类固化剂或无机类产品,要求底材的除锈等级为Sa 2.5 级;而固化剂为腰果酚类型的涂料产品,除锈等级为Sa 2 级即可。
4.2 表面粗糙度
钢铁表面的粗糙度对漆膜的附着力、防腐蚀性和使用年限有很大影响。粗糙度的形状和大小取决于所用的磨料、空气压力以及喷砂除锈技术。钢铁表面经喷射除锈后,随着粗糙度的增大,使漆膜与钢铁表面间的附着力相应提高。
钢铁表面合适的粗糙度有利于漆膜保护性能的提高。粗糙度太小或太大均不利于漆膜的保护性能。粗糙度太小,不利于附着力的提高;粗糙度太大,如漆膜用量一定时,则会造成漆膜厚度不均匀,引起早期锈蚀。为了确保漆膜的保护性能,对于防腐蚀涂料而言,合适的表面粗糙度为30~75 μm,最大粗糙度值不宜超过100 μm。
4.3 船舶压载舱的表面处理
钢板表面应加以处理,去除毛边、打磨焊道、去除焊接飞溅物和任何其他的表面污染物,达到所要求的粗糙度,以使涂层在其表面能够均匀涂布。涂装前,边缘应处理成半径至少为2 mm 的圆角,或经过3 次打磨,或至少经过等效的处理(ISO 8501—3 :2001)。破损的车间底漆和焊缝处需达到Sa 2.5 级(ISO 8501—3 :1988/Suppl :1994)。
粗糙度:全部或局部喷射处理,30~75 μm(ISO 8503—1/2 :1988)。灰尘:颗粒大小为“3”、“4”或“5”的灰尘分布量为1 级。如果不用放大镜,在待涂表面可见的更小的颗粒要去除(ISO 8502—3 :1993)。
喷砂/ 打磨后水溶性盐(氯化钠)限量:<50 mg/m2(ISO 8502—9 :1998)。
综上所述,合理的配套涂层体系与适宜的表面处理是确保防腐蚀涂料使用年限的关键。