【电力行业标准(DL)】 钢结构腐蚀防护热喷涂（锌、铝及合金涂层）及其试验方法

ICS27.100
备案号：26357-2009
中华人民共和国电力行业标准
DL/T1114—2009
钢结构腐蚀防护热喷涂（锌、铝及合金涂层）及其试验方法
Steel-work corrosion and protection -- test methods for thermalspraying (Zinc- aluminium and their alloys)2009-07-22发布
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2009-12-01实施
前言·
规范性引用文件
术语和定义
热喷涂工艺
性能要求·
试验方法
涂层选择与应用·
附录A（规范性附录）
附录B（规范性附录）
切格试验
盐水浸溃试验
密度试验
附录C（规范性附录）.
DL/T1114—2009
DL/T1114—2009
本标准是根据《国家发展改革委办公厅关于印发2005年行业标准项目计划的通知》（发改办工业[2005］739号）的要求而制订的。电力行业系统和设备运行的特点是系统和设备运行的安全性和连续性，要求其设备及结构具有防腐蚀的长效性，并具有一定的美观效果。钢结构防腐蚀热喷涂锌、铝及其合金工艺的显著特点是长效和经济、低耗与高效，适合电力行业设备及结构的特点。因此，有必要提出规范钢结构防腐蚀用热喷涂锌、铝及其合金涂层的特性、选择、应用与实验方法。本标准的附录A、附录B、附录C为规范性附录。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业电站金属材料标准化技术委员会归口并解释。本标准起草单位：开封天力防腐工程有限公司、西安热工研究院有限公司。本标准主要起草人：杨宏彬、韩万章、杨百勋、陈金修、姚春修、袁毅、龙建、刘树涛、夏新让、尚庆芝、李海军、李太江、杨宏志。本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化中心（北京市白广路二条一号，100761)。
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钢结构腐蚀防护热喷涂（锌、铝及合金涂层）及其试验方法1范围
本标准规定了防腐蚀用热喷涂锌、铝及其合金涂层的选择、应用与试验方法。本标准适用于钢结构防护性热喷涂。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T3190变形铝及铝合金化学成分GB/T4956磁性基体上的非磁性覆盖层覆盖层厚度测量磁性法GB8923一1988涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB/T11374热喷涂涂层厚度的无损测量方法GB/T11375金属和其他无机覆盖层热喷涂操作安全GB/T470锌锭
GB/T1423-1996贵金属及其合金密度的测试方法GB/T10125人造气氛腐蚀试验盐雾试验3术语和定义
下列术语和定义适用于标准。
喷射角度blastingjetangle
喷射的砂粒射流中心束与工作面法线之间的夹角。3.2
喷射距离blastingdistance
喷砂嘴前端距工作面的垂直距离。3.3
喷射时间blastingtime
喷射的砂束连续喷射在工作面的时间。3.4
主要表面mainsurface
按使用和外观要求必须喷涂的表面，包括已喷涂和待喷涂的表面。3.5
基准面datumplane
在主要表面上对涂层厚度进行规定的单次测量的区域。3.6
局部厚度thicknessofpart
在基准面上进行规定次数测量所得涂层厚度的平均值。1
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最小局部厚度theleastthicknessofpart在一个工件主要表面上所测得各局部厚度中的最小值。4分类
4.1分层原则
本标准中的Zn、A1及Zn-A1合金涂层按厚度分类，可根据不同的腐蚀环境与保护寿命来选择，适应于各种大气、地下、江、河、海水腐蚀环境下的长效保护，涂层厚度计算采用um为单位。4.2Zn涂层
对不同腐蚀环境条件下长效保护，Zn涂层厚度应从80、100、120、150、200μm中进行选择，不应低于80μm。
Zn涂层应进行封闭处理。
4.3AI涂层
A1涂层厚度应从100、120、150、180、200um中进行选择，不应低于100μm。A1涂层必须进行封闭处理和涂料封闭。4.4Zn-AI合金涂层
Zn-A1合金涂层厚度应从60、80、100、120、160、180、200μm中进行选择，不应低于60μm。Zn-Al合金层应进行涂料封闭。
4.5涂层代号
本分类给出了适于Zn、Al及Zn-Al合金涂层的系列厚度值，每种涂层的相应代号均由该金属的元素符号后随最小局部厚度值所构成。例如，厚度为60um的Zn涂层，其代号为Zn60。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含量的质量百分数，如含85%Zn、15%Al，厚度为120um的Zn-Al合金涂层，其代号为（Zn85-A115）120。5热喷涂工艺
5.1表面处理
5.1.1喷砂
工件表面喷砂处理使用压力式喷砂法，采用喷砂粗化除锈，除锈标准应符合GB8923一1988中Sa3级。其具体质量要求是：非常彻底地喷砂除锈、氧化皮、油脂、污物等附着物，表面应显示均匀的金属光泽。
5.1.2磨料
磨料应清洁、干燥，有尖锐的棱角，磨料粒度一般为0.5mm～2.0mm。可采用冷硬铸铁砂、刚玉砂、石英砂、江砂、河砂等。
5.1.3压缩空气
压缩空气应清洁、干燥，以免污染磨料和工件表面，压力范围为0.6MPa～0.7MPa，不应低于0.6MPa。a）喷射角度取30°60°，不应超过90°。b）喷射距离一般取200mm，不低于150mm且不大于250mm。c）在工件表面清洁度与粗化度达到要求的前提下，喷射时间不大于20s。d）喷砂防护的具体措施应符合GB/T11375的要求。5.1.4喷砂处理的检验
清洁度按GB/T8923一1988中的“Sa3”级图片进行对照检验。粗糙度采用参比样片与喷砂处理后的工件表面进行目视比较。参比样片的材质应与工件一致，并按供需双方协议的要求制备。
5.2喷涂层材料
喷涂层用金属材料应符合下列要求：a）锌应符合GB/T470的质量要求，纯度应不低于99.99%；铝应符合GB/T3190的质量要求：b）
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锌铝合金中锌的成分应符合GB/T470中Zn-1的质量要求，即Zn99.99；铝的成分应符合GB/Tc）
3190的要求。
d）除非另有规定，合金中的金属成分的允许偏差量为规定值的土1%。5.3热喷涂
5.3.1要求
喷涂设备-般使用火焰或电弧喷涂机（特殊工件也可采用粉末喷涂机）。喷涂所用的材料有压缩空气、氧、乙和电、涂层线材（直径2mm~3mm），应达到5.2的要求，而耳无油污。
5.3.2原理及流程
热喷涂是用氧气、乙炔或电能作熔融焰，高速气流作动力，使涂层材料处于熔化或半熔化状态，喷射到处理好的金属基体表面，形成均匀的涂层。压缩空气系统经过除油、除水过滤，然后接入喷涂机，要求为：a）空气压力。喷涂空气压力一般为5kg/cm2～6kg/cm2，不应低于5kg/cm2。压力与动能成正比，压力越太，粒子的温度下降就越少，使涂层粒子获得较高的能量，增加涂层结合力，提高腐蚀防护效巢。
b）厚度及间隔时间。当涂层厚度大于4um时，可进行两次或两次以上热喷涂来达到所要求厚度的涂层。每喷一层时的厚度不应超过40m，第一层与第二层应按交叉垂直方向进行，层与层的间隔时间应为10min～15min。涂层应保持清洁，不允许手等触及喷涂表面。c）喷涂环境温度与湿度。喷涂环境温度应在5℃以上，待喷工件表面温度应保持在0℃以上。工件表面的相对湿度不应超过80%。5.3.3待喷涂时间
热喷涂应在工件表面喷砂处理后尽快进行，根据环境状况应尽可能短，最长不应超过2h。5.3.4涂层缺陷
若喷涂时发现涂层外观有明显的缺陷，应立即停止喷涂，对于缺陷部位应按5.1的规定重新进行表面处理。
5.4封闭处理或涂料封闭
5.4.1目的
任何涂层都是有孔隙的。热喷涂层的孔隙需进行封闭，其封闭材料应根据基体所接触的腐蚀介质来选择，以确保其防护涂层的长效性。5.4.2封闭处理
封闭处理是使用不加颜料的液态有机料或无机盐溶液，涂刷在涂层金属表面，使涂层的孔隙封闭。如醇酸树脂类、乙烯树脂类、氯化橡胶类、聚氨酯类等清漆，碳酸盐、磷酸盐、铬酸盐等无机盐溶液。5.4.3涂料封闭
涂料封闭是使用含有颜料的涂料涂刷在未封闭或已经封闭的金属涂层上，形成金属涂层和涂料层的复合系统。
涂料封闭应符合4.1、4.2、4.3的要求。5.4.4复合系统
为确保基材工件的使用寿命，施加封闭处理与涂料封闭是必要的，以得到金属涂层与封闭层的复合系统。
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复合系统的耐久性比单独的涂层的耐久性要高得多。6性能要求
6.1外观
采用目视比较法。涂层外观必须是均匀的，不允许有起皮、鼓泡、大的熔融颗粒、裂纹、掉块。6.2厚度
厚度达到设计规定或需方要求。热喷涂层不应低于设计厚度值或供需双方协议的厚度值。厚度的测量按磁性测量法测量。
6.3结合性能
按下列方法实施判定：
采用切格试验方法时，试验结束后，方格内的涂层不应与基体剥离。一采用简易刀刮试验时，涂层没有从与基体结合部脱落而只是从涂层间脱落，则认为符合要求。6.4耐腐蚀性
按中性盐雾试验法或盐水漫渍试验实施，72h后涂层不允许有鼓泡、红锈和剥落现象。6.5密度
用于评价涂层的密实性，采用称量法测定。7试验方法
7.1厚度
为了确定涂层的最小局部厚度，应在涂层厚度可能最薄的部位测量涂层的局部厚度。任何给定测量的位置和次数按GB/T11374中的规定选择，测量方法按GB/T4956中的规定实施。7.2外观
采用目视比较法，按双方协议预制喷砂和喷涂的样片各二枚，作为基准样片，供需双方各持一枚，以此与喷砂和喷涂后的产品表面作目视比较。7.3结合性试验
7.3.1切格试验法
试验方法见附录A。
7.3.2简易刀刮法
仅适用于施工现场作简易检查涂层结合性能用。手握三棱刮刀，沿工件表面上下或左右均勾用力刮涂层，如果涂层没有从基体之间结合部而是从涂层中间脱落，则认为符合要求。7.4耐腐蚀性试验
7.4.1中性盐雾试验法
按GB/T10125进行72h试验。
7.4.2盐水漫溃试验
试验方法见附录B。
7.5密度试验方法
试验方法见附录C，也可部分采用GB/T1423条款。8检查
厚度、外观、结合性能、耐腐蚀性、密度应符合第6章的规定并按第7章规定的试验方法进行实施，见表2。
目视比较法
测量法
热喷涂锌、铝及其合金涂层检查项目表2
结合性能
切格法
刀刮法
“0”表示必须检查的项目。
“√”表示双方议定检查的项目（腐蚀试验任选一项）涂层选择与应用
几种典型腐蚀环境中推荐的最小涂层厚度见表3。耐腐蚀性
盐募法
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浸渍法
表3几种典型腐蚀环境中推荐的最小涂层厚度环境
城市环境
工业环境
海洋大气
干燥室内环境
（封闭）
（封闭）
称量法
Zn-Al15
(封闭）
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A.1原理
附录A
（规范性附录）
切格试验
将涂层切断至基体，使之形成·个具有给定尺寸的方形格子，涂层不应产生剥离。A.2装重
具有硬质刃口的切割工具，其形状如图A1所示。测面
A.3操作
硬质刃口切割工具示意
使用图A.1规定的具，切出表A.1中的规定格子尺寸。A.3.2切痕深度。要求必须将涂层切断至基体金属。正面
A.3.3切割成格子后，采用供需双方认可的一种合适粘胶带，借助个辊子施以5N的载荷将粘胶带压紧在这部分涂层上，然后沿垂直涂层表面的方向快速将粘胶带拉开。表A.1格子尺寸
覆盖格子的近似表面
15mm×15mm
25mm×25mm
A.4结果解释
检查的涂层厚度
≤200
划痕之间距离
应无涂层从基体金属上剥离。假如在每个方形格子内，涂层的一-部分仍然黏附在基体上，而其余部分黏附在粘胶带上，损坏发生在涂层的层间而不是发生在涂层与基体结合处，则认为合格。6
B.1要点
附录B
（规范性附录）
盐水漫渍试验
本试验仅用于评价涂层耐盐水腐蚀的性能。B.2装置
B.2.1恒温箱
一般试验室用烘箱，试验温度保持在40℃±1℃。B.2.2烧杯
化学分析用的玻璃器具。
B.3溶液配制
B.3.1试剂
氟化钠试剂。
蒸馏水。
B.3.3溶液浓度
0.43mol/L~0.60mol/L（质量分数为2.5%3.5%）。B.4试样
B.4.1试样制备
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直接用喷涂后的产品作为试样或从喷涂后的产品上切取试样。也可重新制作试样，但该试样的材质和喷涂工艺必须与产品完全相同。B.4.2试样尺寸
150mm×75mm×3mm半浸或100mm×50mm×2mm全浸均可。B.4.3试样数量
试样数量两枚，其中一枚为参比用基准片。B.5操作
B.5.1将一枚试样竖立吊挂在温度为40℃土1℃、容量在500mL以上的试液中。B.5.2试液每天更换一次。
B.5.372h试验结束后，将试样取出，在常温下充分水洗、干燥，并对照试样进行检查。7
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C.1要点
附录C
（规范性附录）
密度试验
密度采用称量法测定，即测定干燥试样的质量与试样总体积，两者之比即为密度，以g/cm表示。c.2试样
在喷涂产品或相同的材质基体上用相同的工艺和喷涂材料进行喷涂，制备成标本作为剥离试样。试样的尺寸可由双方议定。喷涂试样的表面不应进行加工，外观不允许有明显的凸凹不平。C.3操作
C.3.1试样的干燥质量
将试样放在105℃～120℃空气中进行充分烘干并达到恒量，此时的质量是m1，作为干燥质量。C.3.2泡水方法
将干燥、称量后的试样沉入烧杯内水中（室温）气泡出现后取出烧杯，此时的试样您为泄承样。C.3.3泡水试样在水中的质量
烧杯置于真空干燥器中进行减压排气，待无用直径为0.5mm以下的金属丝把泡水试样吊挂在水中，此时所称得的总质量与金属丝的质量之差即为泡水试样在水中的质量m2。
c.3.4泡水试样在空气中的质量
从水中取出试样后，用湿布擦其表面，除去水滴后称量，该值即为泡水试样的质量m3。C.4计算
式中：
一试样体积密度，g/cm2；
一试验温度下水的密度，g/cm2；一试样在空气中干燥后的质量，g；mi
一泡水试样在水中的质量，g；
m3—泡水试样在空气中的质量，g。8
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