工程建筑钢筋结构涂装与表面处理

1、 .DOC资料. 建筑钢结构涂装及表面处理对使用寿命的影响上海市闵行区科学技术协会腐蚀科技专业委员会 沈志聪摘要：建筑钢结构涂料涂装的使用寿命，受表面处理质量、涂料品种的选用、涂层厚度及施工环境条件控制等几个因素影响，影响率大小，各学者论证和引证不一。本文研究探讨涂料涂装对耐腐蚀寿命的重要影响因素，扬长避短，抓住有利因素，避免不利因素。提出涂料涂装工程质量管理要到位，增加涂装工程的科技含量，提高涂料涂装的使用寿命。建筑钢结构涂料防腐蚀施工，由工程设计文件指导，影响涂装涂层外观质量及使用寿命的因素有表面处理质量、涂料品种的选用、涂层厚度及施工环境条件控制等四个因素。这几个因素已为国外内涂料生产企

2、业认可并把这些内容列入产品说明书。国内外学者有不同的论述，表1中上行为国外资料的论述，下行为国由书刊及文件的论述，中石化兰州设计院、第三设计院主编SH3022-1999石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范设计一般规定的条文亦如此说明。表1 影响涂装涂层使用寿命的因素因 素表面处理（）涂料品种选用（）涂层厚度（）施工工艺（）资料引用49.54.919.126.5国内书刊40202020表面处理因素是表面处理的除锈等级和粗糙度，也就是表面处理质量是否到位；涂料品种的选用因素;也就是涂料品种的配套是否合理；涂层厚度因素;也就是涂层厚度是否足够；涂装工艺因素;也就是施工工艺是否恰当。表面处理的因素钢材

3、原始状态对涂层使用寿命的影响涂装前钢材的预处理受钢材的原始状态影响，即材料的锈蚀等级影响。实验以红丹亚麻仁油涂料试验，试验结果见表2，涂层使用寿命差别达50%，告诫建设方要做好材料的保管工作。重要的工程，重要的构件不得选用D级钢材。表2 钢材原始状态对涂层使用寿命的影响原 始 状 态ABCD表面处理清洁度（级）ASa3BSa3CSa3DSa3涂层的使用寿命a17151191.2表面处理因素的影响表面处理的因素是指设计基本正确情况下的对涂层使用影响，而不能理解为表面处理差，佐藤靖在防锈防蚀涂装技术一书中阐明钢材表面处理对涂层使用寿命影响，并以图1表示。该实验以五种不同的底涂料，在不同表面处理面上

4、涂装，覆涂相同的铁红醇酸树脂面涂料，经长期观察得出的结果。我们可以从中学习到不同的涂料品种对不同表面处理的适用性，根据工程的实际情况选择一个投入与使用年限的最佳点。图1 不同的处理方法对涂装工程的耐久性影响 涂装方式：底涂料1道，面涂铁红醇酸树脂涂料1道 工业建筑防腐蚀设计规范 （GB50046-95）5.4.6条中关于钢结构在涂装前必须除锈，并在表5.4.6条中列出涂料品种所对应的最低除锈等级，其条文说明指出：除锈效果不同的基层，其涂层使用寿命差别达倍。规范虽未论述表面处理与涂料品种之间的耐久性关系，但说明国家规范对建设工程涂料施工工艺均有具体化的指导条文。我国钢材表面处理标准与国外同类标准

5、的比较见表3。 表3 我国钢材表面处理标准与国外同类标准对照中国瑞典日本美国英国德国GB8923-88SISO5900-1967日本造船研究会-1975美国钢结构涂装委员会-1975BS4232-1967DIN55928-1977Sa1（B、C、D）Sa1（B、C、D）-SSPC-SP7-Sa1Sa2（B、C、D）Sa2（B、C、D）Sh1 Sd3SSPC-SP6BS 3Sa2Sa21/2（A、B、C、D）Sa21/2（A、B、C、D）Sh2 Sd3SSPC-SP10BS 2Sa21/2Sa3（A、B、C、D）Sa3（A、B、C、D）Sh3 Sd1SSPC-SP5BS 1Sa3St2（B、C、

6、D）St2（B、C、D）Pt2SSPC-SP2-St3（B、C、D）St3（B、C、D）Pt3SSPC-SP3-1.4不同除锈方法的防护效果表4 不同除锈方法的防护效果年除锈方法红丹、铁红各两道两道铁红手工2.31.2A级（钢材）不处理8.23.0酸洗9.74.6喷射10.36.3表4是红丹、铁红涂料品种实验的数据，涂装前钢材表面的锈蚀等级与除锈质量，因涂料底涂层品种的适应性有较大的差异，不能以除锈质量不符合要求作定性，不符合要求还有一个程度问题，各种底涂层有相适应的除锈等级，其除锈等级的差异构成的使用寿命或称耐久性，并不定性为以除锈质量不符合要求。1.5表面处理除锈用材料的影响 GB5020

7、52001钢结构工程施工质量验收规范14.2.1条：涂装前钢材表面除锈应符合设计要求和国家现行有关标准和规定。处理后的钢材表面不应有焊渣、焊疤、灰尘、油污、水和毛刺等。 GB50393-2008钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范C.1.1 应根据表面处理等级要求，按表C.1.1选择合适的磨料，不得使用海砂，不宜使用河砂。河砂、海砂与石英砂相比，强度低，易破碎，只能使用一次。由于河砂、海砂颗粒呈圆形无棱角，质地较脆，被处理表面的粗糙度达不到金属热喷涂、非金属防腐蚀衬里及涂料涂装的要求，故对Sa3级和Sa21/2级除锈等级不宜采用。由于河砂、海砂比石英砂质软易碎，故压力比石英砂稍低，会影响喷砂处理的效

8、率。但在宁波舟山、青岛渤海湾、广东等近海石油储罐区建设工程中，还是出现实施河沙作为表面处理的磨料；甚至还有用所谓水洗海砂作磨料。由于没有严格按照规范施工，时有质量事故发生，严重影响涂装质量。1.5.1 舟山国家石油储备库工程舟山国家石油储备库在国家石油储备库防腐施工方案中规定：“使用金属磨料采用钢丸和钢丝切丸按7：3混合的方式、磨料的粒径1.5mm，以后添加磨料按9：1的混全比进行添加。飞溅到设备外围的钢丸回收之前，必须经除尘处理后进行回收。以保证钢丸中的含灰率0.1。”而在实际施工中，施工单位却选用河砂作为表面处理的磨料来施工。喷射处理质量与磨料质量、工效与处理质量的有关联。除了除锈等级还有

9、粗糙度等级以及处理表面的粉尘、可溶性盐的清洁度指标。而使用河砂或海砂作为磨料，由于磨料的硬度及含无机盐，致使表面粗糙度不能达标，粉尘和可溶性盐超标。采用河砂作为表面处理工程磨料的国家石油库工程，一、二年后贮罐已出现部份锈蚀。究其原因，由其喷砂磨料采用河砂造成，河砂在喷射过程中表面粗糙度低，与水性无机富锌涂料的附着力降低，加之河砂硬度差、粉尘多，残留无机盐，降低了使用寿命。1.5.2 山东渤海湾某油罐区工程山东渤海湾某油罐区，贮油量为50万吨。在招标时，中标单价很低，喷涂五道涂料清包工费用和包工包料喷砂除锈Sa21/2，含税中标价格在13元/m2以下，致使 2/1 施工队采用河砂作磨料来喷砂，未

10、按标准规范施工，降低表面处理质量，最终造成施工一年左右就开始出现锈斑，减低了使用寿命，造成了较大浪费。1.5.3 坚持规范要求的中石化上海石油分公司杨浦油库工程中石化上海石油分公司杨浦油库1999年完全按规范进行施工，用铜矿砂、石英砂作磨料对贮罐喷砂表面处理，达Sa21/2级等级标淮，粗糙度为4060m。按施工方案涂料涂装。今年年初前往检查，经10年使用尚无锈蚀，表面情况很好。用河砂作为表面处理磨料明显的不能达到表面处理的要求，因此在规范中，指出不能使用是有其理论、实践根据。1.6 不同防护涂料要求的最低除锈等级 工业建筑防腐蚀设计规范（GB5004695）对钢结构、管架等不同防护涂料要求的最

11、低除锈等级，上述除锈等级标准较工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范（HGJ229-91）低半级，建设工程各责任方能严格按规范标准实施，一般均能取得良好的实效。除锈等级标准核验及检测，应符合涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级，表5 为各类底漆涂装要求钢铁基层除锈等级。表5 各类底漆涂装要求钢铁基层除锈等级涂 料 品 种最低除锈等级各类富锌底漆、喷镀金属基层Sa21/2其他树脂类涂料、乙烯磷化底漆Sa2醇酸耐酸涂料、氯化橡胶涂料、环氧沥青涂料St3或Sa2沥青涂料St2或Sa2注：1. 不易维修的重要构件的除锈等级不应低于Sa2 1/2级； 2. 钢结构的一般构件选用其他树脂等涂料时，除锈等级可不

12、低于St 3级； 3. 除锈等级标准应符合现行国家标准涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923-88） 表6 除锈质量等级与涂料的适应性除锈方法除锈等级（GB8923）涂 料 种 类洗涤底漆有机富锌无机 富锌油性涂料长油醇酸环氧 沥青环氧 涂料氯化 橡胶喷砂除锈Sa3OOOOOOOOSa21/2OOOOOOOOSa2OOOOOOO动力工具St3OO手工工具St2 注：O为适合；为稍不适合；为不适合。表6 为钢结构工程施工及验收规范（GB5020595）条文说明4.11.3附表内容。国家规范对选用涂料品种，要求相对应的表面处理除锈等级，新建工程管理者可由设计文件、施工投标书、工程监理现场管

13、理等几个环节防止出现差错，保证涂装工程质量。涂层厚度对防护寿命的影响2.1 涂层防护的一般规律涂膜厚度影响涂料涂装防腐蚀效果，油性防锈涂料和醇酸树脂面涂料配套暴晒试验，生锈率达到0.1所要的时间与涂膜厚度成正比，但涂膜厚度增加而引起的收缩、裂纹、剥落；温度的变化形成和涂装面收缩率不一致，导致涂膜的脱层开裂等。桥梁钢结构一般设计涂层厚度200250，当涂装厚度达到400时，耐久性可大范围的增加。实际上设计人员会取一个涂料涂装成本、防护性能以及维修周期综合考虑的最佳点。上海电视台发射天线铁塔、南浦、杨浦等大桥以及东方明珠钢构等，即按此规律办事，取得良好的实效。 涂层厚度的设计2.2.1 工业建筑防

14、腐蚀设计规范（GB50046-95）设计定位 表7 钢结构防护涂层的最低厚度（）构 件 类 别强腐蚀中等腐蚀弱腐蚀重要构件200150120一般构件及建筑配件150150120室外构件及维修困难的构件增加2060表7钢结构防护涂层的最低厚度（）。工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046-95）设计定位，对不易维修的重要构件的除锈等级由Sa2级提高到Sa21/2级，涂料涂装厚度设计增加2060，保证了重要构件及特殊部位钢构件的防护要求。2.2.2 钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）设计定位上述规范14.2.2条：“涂料、涂装遍数、涂层厚度均应符合设计要求。当设计对涂层厚度无要求

15、时，涂层干漆膜总厚度：室外应为150m，室内应为125m，其允许偏差为 5m。” 规范虽未论述涂料品种与厚度和耐久性关系，但国家规范对工程施工均有具体化的指导条文。 涂层的厚度固然和防腐蚀耐久性有关，但也和工程造价联系在一起。施工人员按涂料的固体含量、比重、损耗等计算在规定厚度下涂料的使用量，资料介绍特定环境下对涂层厚度要求列于表8 表8 特定环境下涂层的厚度环 境 条 件涂 层 厚 度/m环 境 条 件涂 层 厚 度/m一般性涂层装饰性涂层保护性涂层80-100100-150150-200含有盐雾的海洋环境液体冲击的设备耐腐蚀涂层200-250250-350250-350 涂料涂装厚度的影响

16、率，常以穿衣保暖的浅近例子来解释容易接受。技术论著与专业刊物所主张的影响率基本一致，应该没有不同的观点，但存在两者论点的前提有所不同。技术论著以实验数据来说明某个涂层厚度范围对防护寿命的影响，对施工设计、工艺评价是中性的，而刊物所主张的有倾向，其前提是厚度不足，事实上厚度不足并没有进一步阐明厚度不足与影响率的关系，应该用一个图表来说明。涂料品种选用对涂装工程使用寿命的影响防蚀技术的实验数据，是实验设计的结果。决不是毫无根据的涂料配套选择，实验无系统性，涂料配套选择不当，其结果也成不了论据。在适用条件下，的确存在涂料种类影响率较小的事实。笔者得得到一份宁波东外环甬江大桥涂装方案，要求防腐蚀寿命为

17、20年以上，表9、表10为二套涂装方案：表9 涂装方案一结构部位涂层涂装体系膜厚（m）钢箱主体、人行道及风嘴外表面（除桥面）钢板处理喷砂Sa2.5无机硅酸锌车间底漆20喷砂Sa2.5底漆锌加60中间漆环氧云铁封闭漆50面漆聚氨酯漆80钢箱梁主体内表面钢板处理喷砂Sa2.5无机硅酸锌车间底漆20喷砂Sa2.5底漆无机富锌漆70中间漆环氧中间漆70钢箱梁特殊部位与钢箱梁主体、人行道及风嘴外表面（除桥面）防腐体系相同，面漆可改变。注：表中各层涂料类型及厚度可作调整。表10 涂装方案二结构部位涂层涂装体系膜厚（m）钢箱主体、人行道及风嘴外表面（除桥面）钢板处理喷砂Sa2.5无机硅酸锌车间底漆20喷砂S

18、a2.5底漆无机富锌漆80中间漆环氧云铁封闭漆100面漆聚合硅氧烷面漆280钢箱梁主体内表面钢板处理喷砂Sa2.5无机硅酸锌车间底漆20喷砂Sa2.5底漆无机富锌漆70中间漆环氧中间漆70面漆环氧富锌漆75钢箱梁特殊部位与钢箱梁主体、人行道及风嘴外表面（除桥面）防腐体系相同，面漆可改变。注：表中各层涂料类型及厚度可作调整。大桥钢结构的涂料品种可互换，在适用条件下的影响率小，实验数据总结为4.9：涂层厚度不够，又不确定一个值，无法说明影响率为20。 上述两方案的涂层厚度差异较大，总厚度与表面处理粗糙度隔离，投标单位自作调整，涉及评标与中标的诸多因素，几乎没有可能改变。涂装设计应起指导作用。 关于

19、第二方案中的环氧富锌漆覆涂于环氧中间漆表面，可能未作校对而造成的失误。4. 施工工艺及环境条件因素的影响4.1 表面处理工程施工工艺因素上海市建设工程规范工业安装分项工程质量检验评定标准（DGJ08-78-1999）把表面处理作为工业设备及管道防腐蚀工程中一个分项工程，按照国家标准确立的除锈清洁度的等级，对质量进行评定，对后续涂装工程作为保证项目资料列入交工文件。表面处理除了除锈等级符合设计文件外，规定喷砂工艺环境的相对湿度（标准9.2.5条）：规定环境条件的极限值为相对湿度85%，并做好后续工序的准备工作，缩短铁金属裸露在大气中的时间。有实验数据可证明间隔时间愈短，防锈效果愈好。现有规范对第

20、一道底涂料涂装与喷砂起始间隔时间不一致，不明确第一道底涂料涂装与喷砂工艺的间隔时间，从起始时起算还是从喷砂完成后起算，喷砂面的泛锈是从裸露开始起算才是科学的，我们主张第一道底涂料涂装与喷砂起始间隔时间5h。4.1.1 表面处理粗糙度形成凹孔深度对涂层防护性能的影响喷射的角度、喷距、磨料的形状、颗粒等级、喷射压力和作用时间等，都是影响处理面粗糙度的因素。处理面的凹孔深度过大，造成顶峰（又称峰尖）锈蚀如表11所示。由于磨表11 凹孔深度对涂层防护性能的影响凹孔深度/mm时间/a0.5131-20.90.8-0.850.5-0.750.3-0.5很微-微无-很微无无无微-坏无-相当大很微-大无无轻-

21、严重微-相当大微-相当大无-微无料的棱角造成喷砂表面过深的凹孔和顶峰，即使涂层有足够的厚度，顶峰部份的保护膜的厚度还不足以达到良好防护的厚度而容易造成早期锈蚀。在这种情况下要求在喷砂完工后，用砂纸打磨去掉顶峰。凹孔深度1-2mm，由於顶峰处涂层厚度不足，在半年的时间内即能反映轻微的锈蚀。4.1.2粗糙度与涂层厚度的关系 粗糙度的国家标准：GB/T13288涂装前钢材表面粗糙度等级的评定（比较样块法） 涂装表面的粗糙度（H），涂膜的厚度（T），一般资料介绍T3H，设计防大气腐蚀涂层厚度为100-150m，则要求表面处理的粗糙度在40m左右。船舶漆般壳部位施工厚度在200m以上，则允许粗糙度70m

22、。磨料品种为棱角的石英砂，其形成的粗糙度大于铸钢丸喷射所形成的粗糙度。 粗糙度由磨料的硬度、颗粒度、喷射空气压力、喷距、喷射角等因素所决定，粗糙度过大，除易造成峰尖锈蚀外，还增加底涂层的耗用量，有些是不必要的耗用量。砂纸打磨除去尖峰，则可以减少峰尖锈蚀和底涂层的耗量。不合适的磨料如海砂，残留的盐份成为早期锈蚀的隐患。4.2 高温季节涂装面粗糙度的影响高温季节涂料涂装，由于表面粗糙度的原因，涂料的溶剂挥发快，不易渗入凹孔（又称锚孔），只在表面成膜而裹住了锚孔深处的空气，挥发的溶剂和空气一起膨胀，又由于温度及表层涂膜溶剂挥发而结膜，但这层膜尚具弹性的情况下，而被气体顶起成密集的小泡，小泡极易破裂，

23、未被涂料包覆的喷砂处理面极具活性而泛锈。表面粗糙度过大而涂料粘度偏高，只要条件符合上述规律，涂装面泛出密集的小泡的现象也会出现在气温不高的时候。 这类的问题包含了表面处理粗糙度、施工工艺等综合因素的影响。4.3 涂装工艺条件 施工环境条件是指影响涂层干燥、固化的温度，以及影响涂层附着力、致密性、外观和涂层使用寿命的相对湿度。涂装工艺条件有： 1）第一道底涂料涂装与喷砂起始间隔时间（5h）；2）涂料覆涂间隔时间（环氧系12-24h，3d，聚氨酯系24h，48h25）3）涂料固化温度（环氧系双组份10，聚氨酯系5）；4）涂装工艺相对湿度（85%，）4.3.1 底漆涂装时间的控制喷砂处理钢铁表面在空

24、气中裸露时间愈长，铁金属表面金属的活性降低，涂层的附着强度随之下降。实验把喷砂后样板置于室温干燥器内，另一组样板在195氖气中退火。其涂层附着强度下降的实验板，尚没有肉眼观察到出现泛锈，如果在潮湿的空气中裸露时间过长，估计对涂层的附着力与耐蚀性能影响更大。表10 国家标准、专业标准喷砂后底涂层涂复间隔时间控制国家标准、专业标准号条 目喷砂后底涂层涂复间隔时间GB50212-91第2.2.5条不应超过8hHGJ229-913.5.2条应及时涂刷底涂料HGJ229-91 条文说明5.4.13条RH854h内； RH85902h内HGJ34-902.3.1条一般不超过6hSHJ22-90第3.2.9

25、条钢表面理后，应及时涂底漆实用防腐蚀技术一书对罐内喷砂后底涂层涂复间隔时间提出：相对湿度85时为4小时；相对湿度90时为2小时；相对湿度95时连涂两道底涂料；相对湿度95时应停止表面处理工作。此书作者观点实用，比某些规范编制的条文操作性强。查阅实施的多种规范和标准，对喷砂或手工机械除锈后覆涂第一道底漆的间隔时间，标准不一，表10 为国家标准、专业标准喷砂后底涂层涂复间隔时间控制。同一专业标准里由于防腐蚀工种的差别或编制者的主观意见，间隔时间从6h、8h至16h不等。配套涂料覆涂的技术条件各种涂料的覆涂时间间隔有极大的差别，维修工程较新建工程多遇到一个对旧涂膜的评价以及在旧涂膜表面涂装的技术问题

26、。聚氨酯漆复涂间隔时间幅度最小（1848h），乙烯涂料、氯化橡胶涂料幅度最大（2h），烷基硅酸锌涂料幅度为24h，违背客观规律就要付出代价。 聚氨酯型涂料对覆盖层涂装间隔时间较环氧树脂型涂料短得多，其原因也可从涂料品种成膜温度即树脂的固化温度比较中得出。表11 为涂料覆涂间隔时间的上限和下限。 表11 涂料覆涂间隔时间的上限和下限涂料品种最短时间最长时间23（h）10（h）23（h）10（h）双组份聚氨酯涂料1848（5）4896（5）双组份环氧涂料162048（5）37天14天（5）醇酸树脂涂料824（5）2030天氯化橡胶涂料4824上表列醇酸树脂涂料与氯化橡胶涂料的覆涂间隔时间的上限和下

27、限供对照参考像桥梁、钢结构屋架的涂装，车间施工移至现场安装再涂装，要注意间隔时间的下限。抓工程进度，要注意覆涂时间的上限，不能照搬常规经验，要尊重科学，否则会造成层间附着不良而产生层间剥离、脱落的弊病。 覆涂间隔时间过短，如不影响涂层的外观质量，相容性好，实干时间适度延长；相容性差的引起底涂层溶胀脱层，间隔时间过长，易引起面涂层附着不良。近年来开发可覆涂的聚氨酯型涂料和环氧树脂涂料，覆涂间隔时间可达数月，有良好的附着强度。 根据早期泛锈的分析，有底涂层厚度不足保护峰尖，露天存放涂装件易受降露或雨淋的影响而形成早期的返锈。4.3.3 涂装件的保管 底涂层涂装期不应受露水等凝露水的腐蚀因子的影响，

28、更不宜存放在户外。 涂装件不宜着地存放，易受地面蒸发水的影响，水汽渗透或凝露造成的锈蚀。4.3.4 环境温度的控制 环境温度影响涂层的固化，可以加热的方式解决。环境温度过高，低沸点溶剂迅速蒸发，使涂层形成针孔，影响涂层的致密性。高温季节双组份涂料的适用期缩短，可适当缩减熟化时间，或添加高沸点溶剂。如环氧双组份涂料加少量的环己酮即能延长固化时间。 风速的因素存在于户外作业，对喷涂施工影响涂层的致密性，高温及风速过大易造成干喷，影响涂膜的附着力及外观，风速过大，漆雾易随风飞散造成损耗过大。4.3.5 相对湿度的控制相对湿度对施工质量的影响，不像温度因素那样直观，对涂层影响的延续期很长。有含有易挥发

29、溶剂的过氯乙烯涂料、硝基涂料、磷化底漆等，在相对湿度较大的现场施工，涂层表面因溶剂挥发吸热导致表层凝露，涂层泛白，这现象表明涂料在含水量过高的溶剂中溶解不良，呈不均相溶液及膜，清树脂液或涂膜泛白，成膜后残留水微滴蒸发，形成针孔缩孔，涂层不致密。添加防潮剂或涂刷合适溶剂纠正是一个办法，但不及改善施工环境或在高湿度下停止施工为好。少数的涂料品种如生漆、烷基硅酸锌涂料，固化时需要一定的湿度，烷基硅酸锌涂料50；生漆依靠酶固化，要求的相对湿度更高些。常见的涂料产品介绍施工注意事项，也包括了几乎所有的实施中的有关国家标准及规范，建筑防腐蚀工程施工及验收规范（GB50212-91），环境温度宜为1530，

30、相对温度不宜大于80；化工设备、管道防腐设规定）（HGJ34-90）提出施工相对湿度不宜大于85，被涂覆表面的温度至少应高于露点温度高3（温度与湿度控制见表12）表12 一定的环境温度下露点温度与相对湿度的关系环 境 温 度1015202426283040露点温度（RH80）露点温度（RH85）6.77.611.512.516.417.4.321.322.323.324.225.326.227.235.937环境相对湿度85 时，1530 施工面温度与露点温度相差2.52.8环境相对湿度80 时，1530 施工面温度与露点温度相差3.43.8环境相对湿度85下施工， 施工面温度高于露点温度3

31、时的操作环境温度为40。参照相对湿度与施工面凝露温度对照表，在相对湿度为80时，施工面凝露点比气温高3.7；相对湿度为85时，则相差2.7，如果施工温度1530时，也有一个狭窄区间适宜于涂料施工。5. 结论 影响建筑钢结构涂层使用寿命的因素很多，归为四个方面是主要的因素，是正确的； 影响涂料涂装工程使用寿命的几个因素虽然没有实验数据证实，但可以看出表面处理对建筑钢结构涂料涂装使用寿命的地位，要提高使用寿命，必须重视表面处理; 影响率作为经典数据，不失其正确性。但每个因素在整个涂装过程中的重要性有时是相当的，某个因素出了问题，如涂料选用因素只占4.9，出了问题要造成100返工，损失也不是20，甚

32、至100损失; 影响使用寿命的四个主要因素是辩证统一的，不能人为的分割，只有重要性，没有不重要性，缺一不可。与涂料涂装施工因素紧密相连，要善于分析主要的影响因素的，只有增加涂装工程科技含量，才能提高涂料涂装的使用寿命。 二OO六年十月廿日表面预处理与表面处理标准上海市腐蚀科学技术学会 吴贤官 200020上海大通高科技材料有限公司 沈志聪 201100上海市化工防腐蚀技术协会 王 塘 200020涂料涂装前钢材表面预处理，影响涂装工程的表观质量及其涂层的使用寿命，世界上主要工业大国均制订同类的规范标准，我国前期有船舶工业管理系统的标（CB3092-81），石油工业管理系统的管道表面处理标准，随

33、后中国船舶工业总公司、铁道部提出，由全国涂料颜料标准化技术委员会涂漆前金属表面处理及涂漆工艺分技术委员会归口，由中国船舶工艺研究所、铁道部戚墅堰机车车辆工艺研究所起草，机械委（部）武汉材料保护研究所、水电交通部水利科学研究院、中国石油化工总公司上海石化总厂研究院、铁道部标准计量所、航天部699厂共同起草编制，由国家技术监督局发布国家标准GB8923-88涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级，1989-03-01实施。标准的公布与实施，为涂装工程和其他的钢材腐蚀防护工程的质量起到保证作用，并为该类工程的质量检验评定保证项目中的资料完整性，隐蔽工程质量检验提供了依据，尤其是承接外商订货制造加工前期工程

34、检验、承包工程技术措施与施工质量标准，均有据可依有章可循，成为涉及表面处理的该类工程的法律，有着极大的影响和贡献。 1. 我国钢材表面处理标准与国外同类标准的比较中国瑞典日本美国英国德国GB8923-88SISO5900-1967日本造船研究会-1975美国钢结构涂装委员会-1975BS4232-1967DIN55928-1977Sa1（B、C、D）Sa1（B、C、D）-SSPC-SP7-Sa1Sa2（B、C、D）Sa2（B、C、D）Sh1 Sd3SSPC-SP6BS 3Sa2Sa21/2（A、B、C、D）Sa21/2（A、B、C、D）Sh2 Sd3SSPC-SP10BS 2Sa21/2Sa3

35、（A、B、C、D）Sa3（A、B、C、D）Sh3 Sd1SSPC-SP5BS 1Sa3St2（B、C、D）St2（B、C、D）Pt2SSPC-SP2-St3（B、C、D）St3（B、C、D）Pt3SSPC-SP3-2. 标准实施中的偏差2.1石油化工企业设备与管道涂料防腐蚀设计与施工规范（SHJ22-90）原始锈蚀等级与清洁标准规范化规范表2.2.3原始锈蚀等级A.B.C.D与喷丸除锈等级Sa之间关系，受两者测定结果所决定，Sa21/2 应该有ASa21/2、BSa21/2、CSa21/2 和DSa21/2几个等级。，而不是只有一个DSa21/2一个等级。SHJ22-90列Sa1与St3等同，

36、对照涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923-88）文字叙述其表面状态有大的差别。St3是机械工具处理表面至显露金属光泽，而Sa1级以喷丸仅清除松动的氧化皮和浮锈，涂装后的防护效果绝对不同。2.2 建筑防腐蚀工程施工及验收规范（GB 50212-91）钢结构表面处理等级 建筑防腐蚀工程施工及验收规范（GB50212-91）为TJ212-76修订件，忽视了GB8923的发布与实施，沿用旧条文，第2.2.2条：钢结构表面处理的等级应分为两级，“一级钢结构表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，任何残留的痕迹只能是点状或条纹状的轻微色斑。二级钢结构表面无可见的油脂、污垢，并且没

37、有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。”对照涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB892388）除锈等级的文字说明，该标准的一级钢结构表面处理为Sa21/2级；二级钢结构表面处理为St2级。该标准第2.2.3条“钢结构表面的处理方法，可采用于法喷砂、酸洗处理、机械除锈或手工除锈。”而二级钢结构机械或手工除锈无文字说明露出金属光泽的St3级标准，只能定为St2级，与一级钢结构表面处理标准差别无中间级别标准。2.3 建筑防腐蚀工程质量检验评定标准（GB5022495）表面处理等级的质量检验评定 建筑防腐蚀工程质量检验评定标准（GB5022495）3.2.1条：一级钢结构表面的质量合格：表面无

38、可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物；优良：在合格的基础上，任何残留的痕迹只能是点状或条纹状的轻微色斑。二级钢结构表面的质量合格：表面无可见的油脂、污垢，没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物；优良：在合格的基础上，紧附氧化皮、点蚀锈坑或旧漆等斑点状残留物在10000 mm2的面积内不超过13。对照涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB 8923-88）除锈等级的文字说明一级钢结构优良为Sa2 1/2级，合格为Sa2级或St2级。二级钢结构合格为Sa 1级或St2级，优良等级则无可对照的恰当的级别。建筑防腐蚀工程施工及验收规范1991年实施，却无视涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈

39、等级1989实施的事实，同样情况发生在建筑防腐蚀工程质量检验评定标准（GB50224-95），法规无视于法的行为不知如何来评说。3.钢结构表面处理标准的几个要素3.1 钢结构表面处理的清洁度钢结构表面处理的清洁度，在一定程度上受材料的表面状态，也就是锈蚀等级所影响，最终影响涂层的使用寿命。 表3.1 钢材原始状态对涂层（红丹亚麻仁油涂料）使用寿命的影响（a）原始状态ABCD表面处理的清洁度等级ASa3BSa3CSa3DSa3涂层的使用寿命1715119从上表可看出当钢材表面呈现点蚀时，同样的涂层防护，有效期相差将近1/2，数据告诉我们要做好钢材的保管工作，重要的工程，重要的构件不得选用D级钢材

40、。3.2 基材的表面处理清洁度对涂层使用寿命的影响基材的清洁度，影响涂层的使用寿命，对于合成树脂为基料的品种尤为明显。有数据表明，在同样的施工道数和涂层厚度的情况下，醇酸涂料用于手工除锈表面为23a，喷砂到达Sa21/2级的可达10a。钢铁表面涂料涂装预处理的粗糙度粗糙度值表示预处理表面峰谷到峰尖的值，合适的粗糙度值由涂装设计厚度所决定，一般为涂层厚度的1/3，但必须保证峰尖部位的厚度达到所处使用环境条件的最低值。考虑粗糙度一般是针对在喷砂或抛丸处理的情况下，手工或机械动力工具除锈作业，粗糙度小，涂料防腐蚀涂装设计厚度120m情况下可不作考虑。粗糙度有助于涂膜提高其附着力。经过喷砂处理表面达到

41、的表面积，约为平面的90倍，仅依赖物理性的结合，表面积是个重要因素，有些高颜料的品种如无机富锌涂料，对粗糙度有极大的依赖性。表面处理在同样露出金属光泽的清洁度下，St3与Sa1/2、Sa3有质的差别。钢铁表面涂料涂装预处理的清洁度各类涂料品种对钢铁表面预处理清洁度有不同的要求，降低预处理清洁度的标准，即减少涂装工程的时效，即涂层的使用寿命。表3.2.2-1 钢铁表面涂料涂装预处理的清洁度部分规范标准的对照涂料品种GB5004695HGJ2291HGJ3490SHJ2290各类富锌底漆Sa21/2Sa21/2Sa21/2或Be级Sa1或St3乙烯磷化底漆Sa2Sa21/2Sa21/2或Be级Sa

42、2有机硅树脂漆Sa2（其他树脂类）Sa21/2Sa21/2或Be级Sa1或St3环氧树脂漆Sa2Sa21/2Sa21/2或Be级St3环氧沥青漆Sa2或St3Sa2或St3Sa21/2或Be级St2醇酸、酚醛类漆Sa2或St3Sa1或St2St2（GB5004695）工业建筑防腐蚀设计规范（HGJ22991）化工设备、管道防腐蚀施工及验收规范（HGJ3490）管道外防腐蚀施工及验收规范（SHJ2290）石油化工企业设备与管道涂料防腐蚀设计与施工规范合成树脂涂料涂装要求较高的基层处理清洁度，表面处理对涂层的影响率为5060，较大地影响涂层的使用寿命，但由于表面处理的成本较高，占总涂装成本的156

43、0，如何取一个最佳值，一个涂料品种配方与功能有差异，又因无法对每个品种作一个影响涂层的使用寿命的实验，而只能取一个共性的值。涂装工程有其重要性的不同，环境条件与使用条件不同，表面处理成本的投入差异，不能一概而论，但应该避免无条件地提高表面处理标准，遭受不必要的损失，埋地管道表面处理的设计及编制的规范就存在这样一个问题。表3.2.2-2 埋地钢制管道规范表面处理条文与处理等级规 范 、标 准 及 条 文涂装面预处理除锈等级SYJ4020-87埋地钢制管道石油沥青防腐层施工及验收规范3.1.1Sa2级或St3级SYJ4014-93埋地钢质管道聚乙烯胶带防腐层施工及验收规范4.1Sa2级或St3级S

44、YJ4047-90埋地钢质管道环氧煤沥青防护层施工及验收规范4.0.1Sa21/2级SYJ2887 埋地钢制管道环氧煤沥青防护层技术标准Sa21/2级SHJ2290石油化工企业设备与管道涂料防腐蚀设计与施工规范2.4.1埋地管St2级HGJ3490化工设备、管道外防腐设计规定Sa2或St3GB50268-97给排水管道工程施工及验收规范4.3.9.1St3级；喷砂或化学除锈Sa2.5级HGJ229工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范3.1.5Sa2级或Be级在这类规范编制说明表面处理标准有St2级到Sa21/2级，表面处理成本提高幅度与防护的寿命是否能达到同步，这方面较少有对比数据。环氧煤沥

45、青涂料玻璃纤维增强层的表面处理标准，由1990年化工部专业标准的St2级到SYJ4047-90埋地钢质管道环氧煤沥青防护层施工及验收规范SYJ2887 埋地钢制管道环氧煤沥青防护层技术标准提高为Sa21/2级，GB50268-97给排水管道工程施工及验收规范的St3级，喷砂或化学除锈Sa2.5级。表面处理St2级提高为Sa21/2级，耗工与成本要增加23倍，提高防护层总体质量愿望是好的，但缺乏科学的论证和实践的依据。表面处理质量不能与高质量的涂料品种选用结合起来，只能是浪费。埋地管道外防护层使用寿命决定于最薄弱环节节点的使用寿命，不同的管道薄弱环节对整体工程影响也不同。石油制品、天然气管道工程

46、质量要求高于给水管道，易燃易爆物在某处因腐蚀穿孔泄漏，决定整体管道防护层工程的取舍。目前，埋地管道外防护层的设计、施工工艺、验收规范及质量评定标准，未能从根本上解决焊接点防护的技术难点，且缺乏成功的数据。GB50268-97给排水管道工程施工及验收规范4.3.9.1条 “St3级；喷砂或化学除锈Sa2.5级”，把手工或动力工具除锈的St3级与喷砂除锈Sa2.5级等同，无论成本投入、表面处理质量、处理面表面状态以及涂料涂装后防护效果存在较大的差异，规范的操作性较差。4. 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB 8923-88）除锈等级BSt3的文字说明与照片的差异 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等

47、级（GB 8923-88）除锈等级St3的文字说明“非常彻底的手工和动力工具除锈：钢材表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。除锈应比St2更为彻底，底材显露部分的表面应具有金属光泽。”本标准5照片：CSt3照片则有明显手工工具清理过的痕迹，略显有金属光泽，而BSt3照片所表露的锈蚀斑点依旧明显，显然是未经处理过锈蚀面，仅适合作为B级或C级锈蚀的等级的照片。涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB 8923-88）前言部份说明等效采用国际标准ISO8501-1：1988涂装油漆和有关产品前钢材预处理表面清洁度的目视评定第一部份：未涂装过的钢材和全面清除原有涂层

48、后的钢材的锈蚀等级和除锈等级。笔者曾调查该国际标准，查找BSt3与CSt3照片，与涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB 8923-88）照片资料相同，原版为透光正片，仅是取景略小的差异。BSt3表面处理等级标准文字资料及照片，是涂料涂装工程施工常用的参照标准，指导施工实践及工程监理、工程质量监督的必不可少的凭藉依据，标准出现的误差，影响工程业务的开展，一旦确认偏差的存在，应及时修正，对国际标准ISO8501的技术资料作深入调研，如确实存在问题，报该标准编制及出版单位。5.关於喷砂除锈等级Sa21/2级与Sa2.5级的正确表示 喷砂除锈等级Sa21/2级是GB8923-88涂装前钢材表面锈蚀等

49、级和除锈等级对处理表面状态的表述：非常彻底的喷射或抛射除锈钢材表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，任何残留的痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑。GB8923-88标准中无Sa2.5级。另一点是Sa21/2标准中的21/2不是2.5，理由是：喷砂除锈等级不是十进位；喷砂除锈等级Sa21/2级不是Sa2级与 Sa3级中间等级，可以该标准的文字说明为证；1/2与0.5是数学概念，与该标准的质量等级无直接关系，以美国钢结构涂装委员会-1975 标准中SSPC-SP6与Sa2级相同， SSPC-SP3与Sa3级相同，SSPC-SP10与Sa21/2级相同，SSPC-SP6、SSPC-

50、SP3 与SSPC-SP10无任何联系，SSPC-SP10不能作为两者的中间等级是一样道理。6. 实施中的表面处理标准的差异涂料施工重视基材表面处理除锈的质量，日本防蚀技术列出涂装各因素对涂层质量的影响。表面处理除锈质量对钢铁防护影响率高达50，可知其重要性。但表面处理除锈工艺在各种规范标准中均有差异。涂装工程实施中的因素对涂层质量的影响有较大的差异。 表6-1 涂装各因素对涂层质量的影响 因 素 类 别影 响 程 度（） 表面处理（除锈质量）49.5 涂层厚度 涂料品种 其他（施工与管理等）19.14.926.5实施中的设计规范、施工规范对涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级制订有不小的差异。

51、表6-2 涂装工程规范标准涂装前表面处理（除锈等级）对照涂 料 品 种SHJ22-90GB50046-95HGJ229-91HGJ34-90各类富锌底漆乙烯磷化底漆有机硅树脂漆环氧树脂漆环氧沥青漆醇酸、酚醛类漆Sa1或St3Sa2Sa1或St3St3St2St2Sa21/2Sa2Sa2（其他树脂类）Sa2Sa2或St3Sa2或St3Sa2 1/2Sa2 1/2Sa2 1/2Sa2 1/2Sa2或St3Sa21/2或Be级Sa21/2或Be级Sa21/2或Be级Sa21/2或Be级Sa21/2或Be级（环氧及其改性漆）Sa1或St2注：（GB50046- 95）工业建筑防腐蚀设计规范 （HGJ2

52、29-91）工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范 （SHJ22-90）石油化工企业设备与管道涂料防腐蚀设计与施工规范 （HGJ34-90）化工设备、管道外防腐（蚀）设计规定 上表SHJ22-90富锌涂料及有机硅树脂涂料涂装对表面处理标准，明显低於其他标准，由其误导，将会影响施工工程质量。2001年该标准经修订实施，纠正了上述的错误。 表6-3 工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046- 95）涂 料 品 种最 低 除 锈 等 级各类富锌底漆、喷涂金属基层Sa21/2Sa2St3或Sa2St2或Sa2其他树脂涂料、乙烯磷化底漆醇酸耐酸涂料、氯化橡胶涂料、环氧沥青涂料沥青涂料 表6-4 涂层或防腐

53、蚀衬里对金属表面的预处理要求工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范（HGJ229-91） 序号涂 层 或 防 腐 蚀 衬 里 类 别 表面的预处理等级 1 2 3 4金属喷涂、热固化酚醛树脂橡胶衬里、搪玻璃及玻璃钢衬里、树脂胶泥砖板衬里、硅质胶泥砖板衬里、化工设备内壁防腐蚀涂层、软聚氯乙烯板粘结衬里硅质胶泥砖板衬里、油基及沥青或焦油基涂层衬铝板、聚氯乙烯板空铺或螺针扁钢压条衬里 Sa3 Sa21/2 Sa2或St3或F1 Sa1或St2或Pi 钢铁表面非金属防护都碰到一个底材金属表面处理的合适标准问题。防护材料中的涂料由于门类多，性能不一，又希望在施工预算中节约投资，但规范标准各自制订，除有差

54、别之外还存在着明显的错误。SHJ22-90把Sa1与St3等同是错误的。GB8923- 88涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级对Sa1与St2的等级标准在手工、动力除锈与喷射、抛射工艺上有差别，而对其表面状态的文字叙述相同。HGJ34- 90 涂料类别分类划分为富锌类、生漆漆酚类、有机硅类不符合GB2705-81 涂料产品分类原则，富锌涂料不适宜或采用化学除锈钝化处理标准。上述标准制订提出涂料防护工艺对钢材基材表面处理质量要求，忽视了锈蚀等级，除锈等级质量标准只标出清洁标准而不提出表面粗糙度标准，粗糙度与涂层的附着力有关、富锌涂料尤其是无机富锌漆粗糙度是必要条件。 化工设备、管道外防腐（蚀）设计

55、规定 （HGJ34- 90）对常用防腐（蚀）涂料要求的表面处理等级： 表6-5 化工设备、管道外防腐设计规定 （HGJ34- 90） 涂料类别防 腐 涂 料 底 漆 表面处理等级橡胶类乙烯类聚氨酯类富锌类环氧类沥青类生漆或漆酚类有机硅类氯磺化聚乙烯底漆、氯化橡胶底漆磷化底漆 + 过氯乙烯底漆、聚氯乙烯底漆聚氨酯涂料底漆、各种聚氨酯改性涂料底漆富锌涂料底漆、各种富锌改性底漆各类环氧树脂底漆及其改性涂料底漆耐酸沥青底漆（现场配制底漆）有机硅涂料底漆 Sa2 1/2 或 Be级油基防锈类醇酸、酚醛类红丹、铁红、硼钡等防锈底漆醇酸、酚醛树脂底漆及其改性漆，油基防锈涂料底漆 Sa l或St2级 表6-6

56、 对钢材表面除锈的筹级要求石油化工企业设备与管道涂料防腐蚀设计与施工规范（SHJ22 -90 ）防腐蚀涂料种类要求除锈质量等级防腐蚀涂料种类要求除锈质量等级环氧沥青漆酚醛树脂漆醇酸树脂漆环氧树脂漆St2St2St2St3有机硅树脂涂无机富锌漆乙烯磷化底漆过氯乙烯树脂漆氯磺化聚乙烯漆Sa l或St3Sa1或St3Sa2Sa2Sa2 HGJ34-90多处出现除锈等级S1级这样的错误，推敲整段文章也无法估计是St2级还是Sa l级。氯磺化聚乙烯涂料对表面处理等级不得低于Sa2级。埋地管道的表面处理除锈等级标准随着规范实施年份出现逐年升级现象，不必要的提高除锈等级，即增加资金的投入，如果没有监督与检测

57、，则对国家或企业造成损失。 GB50268-97给排水管道工程施工及验收规范4.3.9.1条 “St3级；喷砂或化学除锈Sa2.5级”，把手工或动力工具除锈的St3级与喷砂除锈Sa2.5级等同，无论成本投入、表面处理质量、处理面表面状态以及涂料涂装后防护效果都有较大的差异。另一点，化学除锈无Sa2.5级的级别。 使用Sa2.5级来表示Sa21/2级，作为国家标准编制来说缺乏严谨性。第12章 影响涂料涂装工程质量的因素建设工程控制工程质量要素有“人、材料、机械、方法和环境”等五大方面，本章节论述影响涂料涂装工程质量的因素，是指施工过程中的由于施工者操作所遇到的表面处理、涂料产品品种、涂层厚度及施

58、工环境条件等四个因素，还有提及的操作工艺涉及的影响。关于底材基层的影响属前后工序的衔接，在其他章节中阐明。12.1 影响涂料涂装工程质量的因素涂料涂装工程的使用寿命，受表面处理质量、涂料品种的选用、涂层厚度及施工环境条件控制等几个因素影响，研究涂料涂装防护使用寿命，很重要的一课是识别影响因素，避免不利因素，涂料涂装工程质量管理到位。涂料防腐蚀施工，由工程设计文件指导，影响涂装涂层外观质量及使用寿命的因素有表面处理质量、涂料品种的选用、涂层厚度及施工环境条件控制等四个因素。这几个因素已作为国外涂料生产企业产品说明书中指导施工的一个内容，是被认可的技术知识，国内生产企业也有把这些内容列入产品说明书

59、。目前技术论著的存在不同看法，有把上述施工质量控制内容的成为涂装专业的论点，也有专业刊物审稿把几个影响因素调和一下，表面处理因素由49.5降为30。本文从经典著作及实践经验中寻求真谛。表12.1 影响涂装涂层使用寿命的因素因 素表面处理（）涂料品种选用（）涂层厚度（）施工工艺（）资料引用49.54.919.126.5国内书刊40202020上海宝钢工程指挥部编制钢结构涂装手册引用资料的数据，其根据是日本防蚀技术的数据，上海开林造漆厂陆伯岑、船舶涂料与涂装作者汪国平、铁道涂料与涂装作者席时俊等都引用这经典数据，但没有作者注出廿年前的经典数据的文献资料来源。该数据是在作者当时条件下的实验统计结果，

60、受技术条件的限制是可能的，但决不是估计或假设，内容应该是客观的和可靠的。表面处理因素是表面处理的清洁度和粗糙度，资料引用数据部分的作者的定义是表面处理质量差；涂料品种的选用因素，定义是涂料品种的选用不当；涂层厚度因素，定义为涂层厚度不够，该数据被列入SH3022-1999石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范条文说明3.1.1条，与GB50205-95钢结构工程施工及验收规范条文说明4.11.3条：“涂装前钢材表面除锈质量，据统计分析，该因素影响程度占50”唱两台戏。笔者的意见是：影响因素不是指涂装设计错误，是在基本正确的情况下的影响作为一个讨论的因素。事实上影响涂料涂装使用寿命的因素还包含涂层