防腐涂层失效分析的科学性探讨

在重防腐涂料行业中，即使是质量可靠的涂料产品，按照涂装工艺进行施工，要想完全避免涂层失效也是很困难的。SGS在涂料涂装检测检验行业耕耘多年，不时会遇到客户产品涂层出现失效的问题，从而需要进行涂层失效分析。那么要如何科学地进行分析，才能得出正确的结论呢？

本文以海洋工程领域用重防腐涂料为例，和大家一起探讨防腐涂层失效分析的方式方法。对于防腐涂层失效分析，通常会从失效产生的原因进行全面的分析，通常至少会涵盖六个方面（六个维度），即：

• 涂层配套体系的适用性

• 涂料产品的质量可靠性

• 表面处理

• 涂装施工

• 涂层服务环境

• 涂层维护

涂层配套体系的适用性

如何选择一个合适的配套体系？最主要考量的是服务环境和要求的耐久性。对于一般钢结构，其服务环境通常可参考ISO 12944-2界定的大气环境（C1、C2、C3、C4、C5和CX）以及浸没或埋地环境（Im1、Im2、 Im3和 Im4）；其耐久性通常可参考ISO 12944-1界定的4个等级（低、中、高和很高）。有了服务环境和耐久性的要求，可根据ISO 12944-5来选择合适的配套体系。当然，对于其他不同的钢结构，比如海洋工程、船舶、风电塔筒和集装箱等都有各自的标准可以参考。

ISO 12944-1中提及“当不遵从ISO 12944标准的要求和建议，采用不合适的防腐蚀措施时，可能导致严重的经济后果”，这里的“要求和建议”“防腐蚀措施”就包括合适的涂层配套体系。不合适的配套体系的例子比比皆是，随便举几个例子，比如将环氧涂料作为面漆长期暴露于户外环境易导致表面粉化，比如在含锌或热浸镀锌涂层上直接涂敷醇酸涂料会由于皂化反应导致涂层结合力不佳甚至是脱落（图1）。

图1 热浸镀锌涂层上涂敷醇酸涂料皂化导致脱落

涂料产品的质量可靠性

油漆产品的质量可靠性如何保证？涂料产品质量控制要素至少可包括可靠的原材料供应，稳定的生产工艺和良好的运输和储存条件。通常的验证方式主要是油漆供应商的质检报告（产品合格证）和第三方的检验报告，当然产品多年的应用案例也可以成为质量可靠性的保证。

防腐行业内质量不合格产品最集中的几个涂料大类，一个是防火涂料，另一个就是富锌涂料。拿富锌涂料来说，ISO 12944-5、SSPC Paint 20、HG/T 3668等标准对“富锌底漆”含量的界定最低分别为80%（锌粉）、65%（锌粉）和60%（金属锌），而现实中，会碰到20%~30%以下锌粉或金属锌含量的“富锌底漆”，甚至有不含锌粉或金属锌的“富锌底漆”。

表面处理

表面处理涵盖哪些内容，要达到何种目的？表面处理，首先是要对结构缺陷进行处理。ISO 8501-3（GB/T 8923.3）将缺陷分类为焊缝、边缘和一般表面缺陷3类15种，处理等级分为P1、P2和P3三个等级；其次是清除异物和污染物，包括但不限于氧化皮、锈蚀、盐污染和油脂污染；最后是要通过制造“锚点”或“表面轮廓”来提高基材的表面粗糙度；其最终目的是为了使涂料很好地附着在目标基材上，从而保证涂层的性能和寿命。

由于表面处理不当产生的涂层失效在现实生活中比比皆是，比如大面积油脂污染或表面胺霜（胺析出）未清理干净而导致的结合力不佳或大面积脱落，又比如新建钢结构项目未采用喷砂清理仅采用打磨的方式，而导致涂层过早失效。

涂装施工

涂料施工涵盖哪些内容呢？通常业内的看法，至少包括涂装工艺、涂装设备、和施工环境条件的控制。工程机械和集装箱行业的几涂几烘就属于工艺范畴，而有气喷涂、无气喷涂和混气喷涂等属于涂装设备范畴，而相对湿度、露点温度和底材温度等属于施工环境条件范畴。

就拿相对湿度、露点温度和底材温度控制来说，很多规范和标准都有类似要求，相对湿度不大于85%，底材温度高于露点温度3℃，这在Norsok M501-2022、NACE SP 0108-2008、JT/T 722-2023和TB/T 1527-2011等标准中都有规定。

涂层服务环境

涂层服务环境也会导致涂层失效吗？答案是肯定的。比如强酸强碱环境会导致大多数涂层过早失效，比如醇酸涂层不能长久服务于水下环境，比如高温（超过100℃）会导致大多数种类的涂层失效。

涂层维护

涂层失效分析还应提及的一个方面就是涂层维护。涂层体系达到其设计或担保寿命的一个前提就是要按要求进行涂层维护，不进行涂层维护就会导致涂层过早失效。ISO 12944-1的5.5节就提到“当有约10%的表面达到了ISO 4628-3中定义的Ri3时通常需要进行第一次维护”。

以上是科学的涂层失效分析应涵盖的主要内容。具体进行分析时，又需要科学的程序，至少包括全面而完善的现场勘验、全面的涂装案卷调查，同时还要借助和结合实验室仪器分析结果，包括FT-IR、ED-XRF，DSC、Py-GC-MS、ICP-OES等。SGS具有专业的涂层失效分析团队及完善的仪器分析能力，服务于各类涂层失效分析的需求。

关于我们

SGS涂料服务致力于为涂料产业提供一站式全面解决方案，包括涂料测试服务、涂料认证服务、涂装工程服务、涂装培训认证服务和涂层失效分析服务。SGS拥有丰富的涂料检测能力，熟悉各国标准，致力于全方位的涂料检测服务。推出了独立慧鉴、Green Mark、CPC建筑产品认证、法国A+认证、EPD认证、绿色产品认证等各类定制化、专业产品认证服务。