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| 标准编号 | GB/T 37309-2019 (GB/T37309-2019) | | 中文名称 | 海洋用钢结构高速电弧喷涂耐蚀作业技术规范 | | 英文名称 | Anti-corrosion technical specification for marine steel structures by high velocity arc spraying | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | A29 | | 国际标准分类 | 25.220.99 | | 字数估计 | 14,194 | | 发布日期 | 2019-03-25 | | 实施日期 | 2020-02-01 | | 起草单位 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院、七台河鑫科纳米新材料科技发展有限公司、中蚀国际防腐技术研究院(北京)有限公司、河南省蒲新防腐建设工程有限公司、浙江永固为华涂料有限公司、中国工业防腐蚀技术协会 | | 归口单位 | 全国防腐蚀标准化技术委员会(SAC/TC 381) | | 提出机构 | 中国石油和化学工业联合会 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | ICS25.220.99
A29
中华人民共和国国家标准
海洋用钢结构高速电弧喷涂
耐蚀作业技术规范
2019-03-25发布
2020-02-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
中国国家标准化管理委员会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 涂层分类 2
5 高速电弧喷涂系统 2
6 喷涂材料及作业 3
7 检验方法 5
附录A(规范性附录) 涂层厚度检测方法---横截面显微镜法 6
附录B(规范性附录) 结合强度试验方法 9
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草.
本标准由中国石油和化学工业联合会提出.
本标准由全国防腐蚀标准化技术委员会(SAC/TC381)归口.
本标准起草单位:中国人民解放军陆军装甲兵学院, 七台河鑫科纳米新材料科技发展有限公司, 中
蚀国际防腐技术研究院(北京)有限公司, 河南省蒲新防腐建设工程有限公司, 浙江永固为华涂料有限公
司, 中国工业防腐蚀技术协会.
本标准主要起草人:徐滨士, 魏世丞, 王玉江, 梁义, 薛富津, 王贵明, 赵相月, 金拥军, 李德慧.
海洋用钢结构高速电弧喷涂
耐蚀作业技术规范
1 范围
本标准规定了海洋用钢结构高速电弧喷涂耐蚀作业涂层的分类, 喷涂系统, 喷涂材料及作业, 检验
方法等.
本标准适用于海洋用钢结构钢铁表面的热喷涂锌铝及锌铝镁稀土涂层.
本标准不适用于对损伤表面的修复及其他金属涂层.
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件.凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件.
GB/T 3190-2008 变形铝及铝合金化学成分
GB/T 4956 磁性基体上非磁性覆盖层 覆盖层厚度测量 磁性法
GB/T 6462 金属和氧化物覆盖层 厚度测量 显微镜法
GB/T 8923.1-2011 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第1部分:未涂覆过
的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级
GB/T 9793 热喷涂 金属和其他无机覆盖层锌, 铝及其合金
GB/T 11373-2017 热喷涂金属零部件表面的预处理
GB/T 11374 热喷涂涂层厚度的无损测量方法
3 术语和定义
GB/T 11374界定的以及下列术语和定义适用于本文件.
3.1
施工表面 constructionsurface
按使用和外观要求喷涂的表面(含已喷涂和待喷涂的表面).
3.2
测量面 measuringsurface
在施工表面上做单次测量的区域,对于无损法,应视测头的面积或影响读数的区域.
3.3
基准面 baselevel
在施工表面上对涂层厚度进行规定的单次测量的区域.
3.4
局部厚度 localthickness
在基准面上进行规定次数测量所得涂层厚度的平均值.
3.5
在一个工件施工表面上所测得各局部厚度中的最小值.
4 涂层分类
4.1 推荐使用的Al-Mg, Zn-Al及Zn-Al-Mg-RE合金涂层是按其厚度进行分类的,其分类应符合表1
的要求.
表1 合金涂层的分类 单位为微米
0 50 100 150 200 250 300b 350
Al-Mg5
Zn-Al15a
Zn-Al15-Mg3-RE1
注:本分类给出了适用于Zn-Al及Zn-Al-Mg-RE合金涂层的系列厚度值,经供需双方认可亦可采用其中间值.
每种涂层的相应代号均由该金属的元素符号(Zn:锌,Al:铝,Mg:镁,RE:稀土)后随最小局部厚度值所构成.
a 合金涂层以每种合金元素符号后面跟以数字表示该元素在合金中的质量分数,如:含85%Zn,15%Al,厚度为
150μm的Zn-A1合金涂层,其代号定为(Zn-Al15)150,圆括号是识别合金成分必不可少的.
b 若涂层能达到本标准中规定的性能要求,经供需双方协商认可,也可选更大的“最小局部厚度”.如:本表中虚
线及虚线以外的部分.
4.2 根据使用环境的不同,最小涂层厚度应符合表2的要求.
表2 最小涂层厚度 单位为微米
使用环境
合金涂层
Al-Mg5 Zn-Al15 Zn-Al15-Mg3-RE1
未封孔 封孔 未封孔 封孔 未封孔 封孔
海洋大气区 250 200 200 150 180 150
浪花飞溅区 300 250 250 200 220 180
潮差区 300 250 250 200 220 180
全浸区 250 200 200 150 200 150
注:表中的最小涂层厚度是防止过早失效的限定值,不宜作为选择涂层的准则,这是由于系统的行为和预期寿命
未必一致.
5 高速电弧喷涂系统
5.1 空气供给系统
空气供给系统包括空气压缩机, 冷却器, 油水分离器, 储气罐等.该系统应为喷砂预处理, 电弧喷涂
提供压力≥0.7MPa,空气流量≥6m3/min.
5.2 预处理设备
预处理使用的喷砂设备分为两种:开放式喷砂机和回收式喷砂机.
5.3 高速电弧喷涂设备
高速电弧喷涂设备由以下部分组成:
a) 电源:应能稳定地提供24V~40V电压, ≥300A的直流电.
b) 喷涂枪:电弧喷涂系统的关键设备.从喷嘴射出的压缩空气或燃烧气体对着熔化的金属吹散
形成稳定的雾化粒子流,从而形成喷涂层.
c) 送丝机构:通常分为拉丝式, 推丝式和推拉结合式.
6 喷涂材料及作业
6.1 喷涂材料
喷涂用金属材料应符合下列要求:
a) 选用锌铝合金时,其成分比例应根据需要进行调节.例如87%Zn-13%Al到65%Zn-35%Al
(典型的锌铝合金是85%Zn-15%Al);
b) 选用Zn-Al-Mg-RE系粉芯丝材制备涂层(典型的丝材是81%Zn-15%Al-3%Mg-1%RE),粉
芯丝材的外皮应选用Zn合金带,填充的粉末为Zn粉, Al粉, Al-Mg合金粉及混合稀土组成的
混合粉末;
c) 铝合金应使用GB/T 3190-2008中的LF5,即含5%Mg的铝合金,其代号为Al-Mg5或LF5.
6.2 作业
6.2.1 工件表面预处理
6.2.1.1 总则
对于污染严重的待喷涂表面,在喷砂之前,应对工件进行清洗,采用专门的方法除去油污等附着物;
污染较轻的待喷涂表面,可以直接进行喷砂预处理.对于一些局部喷涂的工件,不但要除净喷涂部位的
污物,还应除去临近喷涂区域的污染物,以免在喷涂过程中污染物溅射到喷涂区域.经过预处理后的工
件表面应是一种带有灰白色均质的金属表面,表面无油, 无锈, 无其他污染物.
6.2.1.2 喷砂预处理
喷砂预处理选用粒度为10目~20目, 干燥, 高硬度, 多棱角的砂料,使用棕刚玉砂, 铜矿砂或钢砂.
喷涂较薄的金属基体时,压力取0.3MPa~0.4MPa,喷涂厚基体时,压力≥0.6MPa,喷砂角度通常取
70°,喷砂时间不应过长.经喷砂预处理后,应除去基体表面的油污和锈蚀层,除锈质量要达到Sa2.5级.
6.2.1.3 表面粗糙度的检验
喷砂后工件表面的粗糙度应符合GB/T 11373-2017中的Rz25μm~100μm的要求.
6.2.1.4 表面清洁度
喷砂处理后,工件表面的清洁度应符合GB/T 8923.1-2011中的Sa2.5级.
6.2.1.5 喷砂粗化后处理
喷砂粗化处理后的工件表面易受到外界的污染,要避免用手触摸, 吹气.处理后的表面,应在2h~
3h内喷涂.如果不能按时喷涂,需要用清洁的塑料薄膜覆盖保护.若需要搬动时,应避免表面二次
污染.
6.2.2 高速电弧喷涂
6.2.2.1 作业
喷涂作业应在晴天或不潮湿的天气下进行.
6.2.2.2 工艺
应根据喷涂材料, 喷涂设备确定喷涂电压, 喷涂电流和喷涂距离等工艺参数.
6.2.2.3 涂层缺陷
喷涂时发现涂层外观有明显的缺陷应停止喷涂,对于缺陷部位应按6.2.1.2重新进行喷砂预处理.
6.2.2.4 涂层保护
6.2.2.4.1 为避免涂层损伤,应防止用利器刮, 划涂层.
6.2.2.4.2 涂层应避免与强酸, 强碱接触.
6.2.2.4.3 使用过程中,涂层局部损伤或脱落,应用上述工艺进行修补.
6.2.3 喷涂后处理
6.2.3.1 封孔
6.2.3.1.1 总则
对喷涂过程中形成的孔隙应进行填补封孔,但当涂层厚度达到一定要求时,可不进行封孔处理.
6.2.3.1.2 自然封孔
涂层暴露在腐蚀环境中,因自然氧化形成的腐蚀产物在该环境中不会溶解时,腐蚀产物能够填补涂
层中的孔隙,起到封孔的作用.
6.2.3.1.3 人工封孔
6.2.3.1.3.1 封孔前,涂层应首先采用蚀洗涂料(通常是磷酸)进行封孔前预处理.常用的封孔剂包括
石蜡, 乙烯树脂, 硅酮树脂, 酚醛, 改进型黄杨酚醛, 聚氨酯, 钛纳米聚合物涂料等.封孔时应针对不同的
环境使用温度选择不同的封孔剂.
6.2.3.1.3.2 喷涂锌铝镁稀土合金涂层能够起到自封闭作用,可不进行人工封孔处理.
6.2.3.2 涂装
涂层经过封孔处理后,为其美观或延长寿命,可对涂层进行涂装.
6.2.3.3 相容性
金属涂层是否封孔,应双方协商解决.涂装体系应与金属涂层或封闭剂有相容性,需要时对金属涂
层与材料间的相容性进行试验确定.
7 检验方法
7.1 厚度测量
7.1.1 磁性测量法
磁性测量法具有无损, 快速和能直接测量任何待测表面上的任何部位的优点.此外,喷涂在钢铁基
体上的涂层(Zn, Al)性质及其标准厚度值,都有利于该方法达到满意的测量精度.因此,对于给定试
样,只要按照标准的规定和供需双方协议,正确校准磁性测厚仪,磁性测量就能提供有效, 准确的验收检
查结果.具体方法按GB/T 4956要求进行.
7.1.2 横截面显微镜法
横截面显微镜法是指在显微镜下对横截面上的涂层厚度进行测量,也是检验金属涂层厚度的方法.
制样方法按GB/T 6462中的规定.为防止涂层从基体和边缘剥离,试样用塑料或某种低熔点合金固
定,检查面用抛光剂抛光.具体测量方法按附录A的要求进行,但最小局部厚度的确定, 测量方法, 测
量位置和次数应由双方商定.
7.2 外观检测
目测,涂层外观应均匀一致,无气孔或基材裸露的斑点,无附着或附着不牢固的金属熔融颗粒缺陷
和影响涂层使用寿命及应用的一切缺陷.
7.3 结合强度试验
按照附录B的要求进行试验.
附 录 A
(规范性附录)
涂层厚度检测方法---横截面显微镜法
A.1 厚度测量
A.1.1 面积为1m2 内的涂层
当涂层面积为1cm2 内时,任何给定点的局部厚度都应当是为1cm2 的基准面上测得的涂层厚度.
由于各种适于测量涂层厚度的方法是在尺寸各不相同的测量面上实施的,因此采用下列方法测定
涂层任何部位的局部厚度(见表A.1):
---测量面不小于1cm2 时,仅进行一次测量;
---在涂层的横截面上采用显徽镜进行直线和曲线测量时,应在1cm~2cm的距离内均匀测量
10次,取其算术平均值;
---测量面的直径大于5mm时,仅进行1次测量;
---测量面的直径在3mm~5mm之间时,应在1cm2 内进行2次测量,取其算术平均值;
---测量面的直径小于3mm时,应在1cm2 内进行3次测量,取其算术平均值;
---采用点测量方法时,应在1cm2 内进行5次测量,取其算术平均值.
表A.1 在某一定点测量局部厚度的要求
测量的位置 测量次数 采用的试验方法的基准面尺寸
1次 测量面大于1cm2
10次 涂层的显微横截面上线性测量
1次 测量面的直径在5mm~10mm之间
表A.1(续)
测量的位置 测量次数 采用的试验方法的基准面尺寸
2次 测量面的直径在3mm~5mm之间
3次 测量面的直径小于3mm
5次 测量面为点
A.1.2 面积大于1m2 的涂层
涂层面积大于1m2 时,任何给定部位的涂层局部厚度都应当是在约1dm2 的基准面上测量.
由于各种适于测量涂层厚度的方法是在尺寸各不相同的测量面上实施的,故规定采用下列方法测
量任何给定部位的局部厚度:
---测量面不小于1dm2 时,进行1次测量;
---测量面是点,或测量面积在点与几平方厘米之间时,按图 A.1所示在1dm2 基准面内进行
10次测量,取其算术平均值.
图A.1 在1dm2 基准面内测量点的分布
A.2 测量位置
为了确定涂层的最小局部厚度,应在涂层厚度......
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