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user: 3. 实践应用 本文基于纳米比亚沃尔维斯湾(Walvis Bay)某工程项目，对ISO12944标准中C5-M(H)高耐久性防腐方案的实际应用进行研究分析。纳米比亚沃尔维斯湾位于非洲西南部，西临大西洋，东靠沙漠腹地，常年少降雨、多季风、光照充足、夜间盐雾严重，每日盐雾作用时间约4~8小时，随季节、天气情况而变化；全年最低平均温度7℃，全年最高平均温度34℃，全年平均单位降雨量10 mm，平均相对湿度80% (13:00)~91% (07:00)，其独特的高盐雾环境使沃尔维斯湾成为世界上大气腐蚀最严重的地区之一，根据ISO 12944 Paints and varnishes—Corrosion protection of steel structures by protective paint systems—Part 2: Classification of environments [ 2 ] 达到了C5-M大气腐蚀级别。 3.1. 低合金碳钢防腐应用分析 根据ISO 12944 Paints and varnishes—Corrosion protection of steel structures by protective paint systems—Part 5: Protective paint systems:2007 [ 3 ] (以下简称ISO12944-5: 2007)标准要求，结合纳米比亚沃尔维斯湾某工程项目实际应用情况，对C5-M高盐雾大气腐蚀环境下的低合金碳钢防腐系统进行应用分析。 3.1.1. 标准规定 ISO12944-5:2007表A.5-低合金碳钢处于腐蚀环境C5-I与C5-M下的涂层体系，涂层体系编号A5M.06，明确满足C5-M(H)防腐要求的额定干膜厚度NDFT不低于320 μm [ 3 ]。 3.1.2. 防腐系统推荐 ISO12944-5: 2007涂层体系编号A5M.06要求富锌底漆厚度不低于60 μm [ 3 ]。富锌底漆分为环氧富锌底漆、聚氨酯富锌和无机硅酸锌两类。富锌底漆因为优异的阴极保护性能，设计干膜厚度在60 μm，也可以在40~80 μm之间进行调整，但是总的涂层系统膜厚不变。 采用富锌底漆体系时，在涂层体系的总干膜厚度一致的情况下，氯化橡胶、聚乙烯和丙烯酸面漆只能达到中等耐久性，采用环氧或聚氨酯体系时，才能达到高耐久性。因此根据纳米比亚沃尔维斯湾某工程项目实际应用情况，推荐应用防腐系统1，如表1所示。 Table 1 Coating system 底材 表面处理 底漆 中间漆 面漆 低合金碳钢 Sa2 1/2 硅酸盐无机富锌 云铁环氧 脂肪族聚氨酯 ≥75 μm ≥200 μm ≥75 μm 总干膜厚度DFT ≥ 350 μm 表1. 防腐系统1 3.1.3. 实践效果 在保证防腐质量的情况下，防腐系统1在C5-M高盐雾大气腐蚀环境下具有较好的防腐效果。但在防腐施工和工程安装过程中要严防由于局部漆膜厚度低或防腐层磕碰损伤，造成的局部腐蚀，见图1。在局部腐蚀产生后，如不采取补救措施，生锈面积将在30天内迅速扩张，甚至影响整个防腐表面。 图1. 磕碰造成局部腐蚀及腐蚀扩大 3.2. 镀锌钢防腐应用分析 根据ISO 12944 Paints and varnishes—Corrosion protection of steel structures by protective paint systems—Part 5: Protective paint systems: 2007 [ 3 ] (以下简称ISO12944-5: 2007)标准要求，结合纳米比亚沃尔维斯湾某工程项目实际应用情况，对C5-M高盐雾大气腐蚀环境下的镀锌钢防腐系统进行应用分析。 3.2.1. 标准规定 根据ISO12944-5: 2007表A.7-热浸镀锌钢处于C2至C5-I与C5-M 腐蚀环境下的涂层体系，从涂层体系编号A7M.13可知，若要达到C5-M(H)防腐要求，环氧、脂肪族、或聚氨酯的额定干膜厚度NDFT应不低于320 μm [ 3 ]。 3.2.2. 防腐系统推荐 在实际防腐过程中，镀锌表面涂漆如达到320 μm则需要较高的质量控制水平，取决于镀锌表面处理能够满足Sa2 1/2，镀锌层附着力能否满足标准要求，镀锌类型为电镀锌还是热浸锌等。因此根据纳米比亚沃尔维斯湾某工程项目实际应用情况，推荐应用防腐系统2，如表2所示。 Table 2 Coating system 底材 表面处理 热浸锌层 底漆 面漆 低合金碳钢 Sa2 1/2 环氧树脂耐磨漆 脂肪族聚氨酯 ≥90 μm ≥150 μm ≥50 μm 总干膜厚度DFT ≥ 290 μm 表2. 防腐系统2 在此仅推荐热浸锌方式，而非电镀锌，常规电镀锌层厚度一般为10 μm~30 μm，实践表明电镀锌在C5-M环境下防腐效果较差，暴露在大气环境下15天左右可见点状锈蚀，见图2；30天左右可见锈蚀面积扩大，直至整个电镀锌表面被完全腐蚀。 图2. 电镀锌表面腐蚀 热浸锌防腐效果明显好于电镀锌，在C5-M环境下热浸锌表面同样会出现腐蚀现象，其腐蚀最初为白色点状，逐步扩大为白色面状区域，见图3。热浸锌层能一定程度上抵御基底材料腐蚀现象的产生，但为保证满足C5-M环境防腐要求，仍需执行防腐系统2。 热浸锌工艺需参照标准ASTM A153进行，上述防腐系统2通过增大热浸锌层厚度，适当降低底漆、面漆厚度的方式，一方面可以满足C5-M高盐雾大气腐蚀环境下的防腐要求，另一方面减少涂漆层附着力不够、开裂、脱落的风险。 图3. 热浸镀锌表面腐蚀 3.3. 铝合金防腐应用分析 根据ISO 12944 Paints and varnishes—Corrosion protection of steel structures by protective paint systems—Part 5: Protective paint systems: 2007 [ 3 ] (以下简称ISO12944-5: 2007)标准要求，结合纳米比亚沃尔维斯湾某工程项目实际应用情况，对C5-M高盐雾大气腐蚀环境下的铝合金防腐系统进行应用分析。 3.3.1. 标准规定 根据ISO12944-5: 2007表A.8-热喷涂金属基材在C4、C5-I、C5-M和Im1-Im3腐蚀环境下的涂层体系，ISO12944推荐了对热喷涂金属(锌、锌铝合金、铝)钢材进行进一步防腐处理的建议，如通过喷涂环氧、脂肪族、或聚氨酯使额定干膜厚度NDFT达到320 μm [ 3 ]，以达到C5-M(H)高耐久性要求。 3.3.2. 表面氧化处理 铝合金本身就是一种抗腐蚀性比较强的物质，遇氧气后会在铝的表面形成三氧化二铝，会逐渐解除其的抗腐性，另外铝对酸性物质敏感，酸会破坏铝的表面组织层，在C5-M高盐雾大气腐蚀环境下的铝合金表面腐蚀情况，如图4所示。 图4. 铝合金表面点状腐蚀 因此，应用于C5-M高盐雾大气腐蚀环境下的铝合金需要再次经过氧化处理以满足防腐要求，氧化铝材的膜厚需达到AA15，即平均膜厚 ≥ 15 μm，这样表面增加的一层保护膜，加强了表层的抗腐性，铝管料或制品经过表面阳极化处理后，其耐蚀性、硬度、耐磨性、绝缘性、耐热性等均有大幅度提高。 在工程项目中，铝合金常作为电缆桥架及部分设备部件的材质，但根据实际应用，铝合金表面若加油漆涂层，将增大施工和日常维护的难度，并进一步增加成本，因此对于大批量使用的铝合金材料，可根据铝合金强度等级进行选型，同时通过表面氧化处理提高其防腐性能。 3.3.3. 防腐系统推荐 对于少量使用的铝材料，如铝制配电箱，可采用涂层防腐，根据表面涂层附着情况，可适当增加涂层厚度，推荐应用防腐系统3，如表3所示。 Table 3 Coating system 底材 表面处理 底漆 面漆 铝 Sa2 1/2 环氧树脂耐磨漆 脂肪族聚氨酯 ≥150 μm ≥100 μm 总干膜厚度DFT ≥ 250 μm 表3. 防腐系统3 3.4. 不锈钢防腐应用分析 在ISO 12944 Paints and varnishes—Corrosion protection of steel structures by protective paint systems—Part 5: Protective paint systems: 2007 [ 3 ] (以下简称ISO12944-5: 2007)中，未对不锈钢防腐做出规定，结合纳米比亚沃尔维斯湾某工程项目实际应用情况，对C5-M高盐雾大气腐蚀环境下的不锈钢防腐方案进行分析。 3.4.1. 不锈钢应用效果 工程中常见的不锈钢等级包括304、316/316L、双向不锈钢等，在常规大气情况下，工程中很少对不锈钢进行防腐处理，但在C5-M高盐雾腐蚀环境中304不锈钢则表现出明显的腐蚀现象，见图5；在盐雾腐蚀聚集的环境中，316/316L不锈钢则表现出一定程度的点状腐蚀现象，见图6；双向不锈钢则表现出较好的抗腐蚀性。 图5. 304不锈钢表面腐蚀 图6. 316不锈钢表面腐蚀 3.4.2. 防腐系统推荐 为避免304不锈钢腐蚀，根据纳米比亚沃尔维斯湾某工程项目实际应用情况，推荐应用防腐系统4，如表4所示。 Table 4 Coating system 底材 表面处理 底漆 面漆 304不锈钢 - 环氧树脂耐磨漆 脂肪族聚氨酯 ≥150 μm ≥50 μm 总干膜厚度DFT ≥ 200 μm 表4. 防腐系统4 在盐雾腐蚀聚集的环境中，316/316L不锈钢材料可应用防腐系统4，或进行表面酸洗钝化处理。环氧树脂耐磨漆具有较好的表面附着性，可附着在经表面清洁、粗糙处理的不锈钢表面，同时与脂肪族聚氨酯面漆配合使用，以满足C5-M高盐雾大气腐蚀环境下的防腐要求。 3.5. 防腐矿脂缠带的应用 在ISO 12944 Paints and varnishes—Corrosion protection of steel structures by protective paint systems—Part 5: Protective paint systems: 2007 [ 3 ] (以下简称ISO12944-5: 2007)中，并未对防腐矿脂缠带的应用做出规定，结合纳米比亚沃尔维斯湾某工程项目实际应用情况，对C5-M高盐雾大气腐蚀环境下的防腐矿脂缠带应用效果进行分析。 3.5.1. 防腐矿脂缠带介绍 为解决不规则表面腐蚀问题，建议采用满足标准AWWA C217-16要求的防腐矿脂带进行保护，通常防腐矿脂带组合由防腐膏状填充物、矿脂缠带及防紫外线面漆组成，其主要成分包括惰性矿物油脂、缓蚀剂、防腐剂、纤维布等。 3.5.2. 推荐应用范围及效果 由于部分工程施工环境的限制，对于不规则表面防腐，如阀门、法兰、螺栓表面等，较难达到满足要求的漆膜厚度，容易出现反锈现象，且维护成本较高，在此情况下推荐应用防腐矿脂带，见图7，可有效解决不规则表面的防腐难题。 图7. 防腐矿脂缠带应用