簡介鋼結構防蝕塗裝規範ISO12944 劉澤山 技師 國際標準組織(ISO)整合各國規範與實務經驗,針對鋼構造防蝕塗裝系統,訂定了一個標準ISO12944〔1〕。規範共分成八個部分(12944-1~12944-8):總則(-1)、環境分類(-2)、設計考量(-3)、表面類型及表面處理(-4)、保護塗料系統(-5)、實驗室性能測試方法(-6)、塗裝工程的施作與管理(-7)、新建與維護作業說明書之制定(-8)。這八個部分中,以第五部分保護塗料系統,收集各種塗料系統,整理成表格的方式,提供大家可用直接查表的方式,來決定膜厚,相當簡便。 表中防蝕的主要參數有:造成腐蝕的環境、防蝕的年限,油漆種類和膜厚等。其中大氣腐蝕環境分類,根據12944-2表1(如附表1),共分C1~C4及C5-I,C5-M共六種大氣環境;另外還有三種浸蝕的環境,分別是淡水(Im1)、海水或鹹水(Im2)、以及土壤中(Im3)。不過在油漆系統的選擇表上,規範對於這三種環境,尚未做特別的區別,在系統上僅單一的表格。可能這種塗料,一般比較特別,使用時其塗裝方式,仍應以參考生產廠家的說明書為主。至於防蝕的年限,L代表低,年限為2~5年;M為中,5~15年;H為高,達到15年以上。前述防蝕年限,指的是油漆塗裝後到預計需要第一次修補的時間;與合約上的保固年限,意義上是不同的。 根據ISO12944-5附錄A,表格共有A.1~A.8等八個表格。 表格編號 | 表格內容 | A.1 | A.2~A.5表格的總整理 | A.2 | C2環境下適合的油漆種類與膜厚(C1膜厚參照C2) | A.3 | C3環境下適合的油漆種類與膜厚 | A.4 | C4環境下適合的油漆種類與膜厚 | A.5 | C5-I,C5-M環境下適合的油漆種類與膜厚 | A.6 | Im1~Im3環境下適合的油漆種類與膜厚 | A.7 | 熱浸鍍鋅在C2~C5I,C5-M的油漆種類與膜厚 | A.8 | 熱熔射在C4,C5I,C5-M的油漆種類與膜厚 | ISO12944-5附錄A.1及A.7,A.8表,節錄如表2~4。由各表中來看,基本上仍以面漆做分別,然後根據不同的底漆、膜厚與道數,而有不同的防蝕等級。為了方便起見,甚至可以直接在設計說明上指定。例如ISO12944-5/A7.07代表在熱浸鍍鋅的表面,採用一道80μm的壓克力底漆,及一道壓克力面漆,共兩道,總膜厚為160μm,可在C3環境下,達到高度防蝕年限的效果。 在油漆時所有構件的角隅,都要做倒角處理。因為除了尖角容易磨損外,尖角處油漆,兩個面兩個方向的的表面張力相拉,會使尖角處的膜厚度變得很薄,成為防蝕的弱點(如圖1)。此外在設計上,ISO建議不連續銲及點銲,只能用於『腐蝕的風險可以被忽略的地方』。狹窄通道、看不見的縫隙、和重疊連接處,都會因濕氣和汙染物的滯留,成為腐蝕發生的潛在部位(如圖2)。暴露在表面濕氣環境的開口箱體和空心構件,需要設計排水口和採取有效防腐蝕措施。 除非另有規定,油漆膜厚量測時,單點乾膜厚度必須大於指定(設計)乾膜厚度的80%,總平均膜厚必須大於指定乾膜厚度。這與國內施工規範〔2〕規定相同。另外建議,最大乾膜厚度不可高於指定乾膜厚度的三倍(國內規定若有規定時為上限值之120%)。 土木工程師對於防蝕塗裝一般都極為陌生,但在鋼結構設計的時候,又常面臨必須要指定塗裝系統的窘境。雖然翻遍國內設計與施工規範,似乎也沒有可以做為指引的東西,因此介紹這篇塗裝的國際規範,大家有需要時可以參閱。 參考文獻 ﹝1﹞「Paints and varnishes—Corrosion protection of steel structures by protective paint systems」ISO 12944,2007. ﹝2﹞鋼構造建築物鋼結構施工規範(96年)。內政部。 表1 大氣腐蝕分類和典型環境說明 腐蝕 | 單位面積重量/厚度損失(1年暴露) | 溫帶氣候下典型環境例 | 分類 | 低碳鋼 | 鋅板 | 外部 | 內部 | | 質量損失 | 厚度損失 | 質量損失 | 厚度損失 | | g/m2 | μm | g/m2 | μm | C1 | ≦10 | ≦1.3 | ≦0.7 | ≦0.1 | — | 乾淨的空氣與熱的建築物內部,如辦公室 | 非常低 | C2 | >100~200 | >1.3~2.5 | >0.7~5 | >0.1~0.7 | 低汙染的大氣,鄉村地區 | 不會熱的建築物,冷凝水發生,如庫房、體育館 | 低 | C3 | >200~400 | >25~50 | >5~15 | >0.7~2.1 | 都市和工業大氣,中等的二氧化硫汙染以及低鹽度沿海地區 | 高濕度和有些空氣汙染的廠房內,如洗衣場、酒廠 | 中 | C4 | >400~650 | >50~80 | >15~30 | >2.1~4.2 | 工業區和中等鹽度的沿海地區 | 化工廠、游泳池、沿海造船廠 | 高 | C5-I | >650~1500 | >80~200 | >30~60 | >4.2~8.4 | 高濕度和惡劣大氣的工業區域 | 冷凝和高汙染持續發生的建築 | 工業 | C5-M | >650~1500 | >80~200 | >30~60 | >4.2~8.4 | 高含鹽度的沿海和海上區域 | 冷凝和高汙染持續發生的建築 | 海洋 | 表2 低合金鋼的塗裝系統(ISO 12944-5表A.1略) 編號 | 底漆 | 其他層漆 | 總塗裝 | 耐久性 | 黏著劑 | 顏料 | 道數 | 膜厚μm | 黏著劑 | 道數 | 膜厚μm | C3 | C4 | C5-I | C5-M | L | M | H | L | M | H | L | M | H | L | M | H | A1.3 | AK | 其他 | 1月2日 | 80 | AK | 2月3日 | 120 | | | | | | | | | | | | | A1.4 | AK | 其他 | 1月2日 | 80 | AK | 2月4日 | 160 | | | | | | | | | | | | | A1.5 | AK | 其他 | 1月2日 | 80 | AK | 3月5日 | 200 | | | | | | | | | | | | | A1.6 | EP | 其他 | 1 | 160 | AY | 2 | 200 | | | | | | | | | | | | | A1.7 | AK,AY,CR,PVC | 其他 | 1月2日 | 80 | AY,CR,PVC | 2月4日 | 160 | | | | | | | | | | | | | A1.8 | EP,PUR,ESI | 富鋅 | 1 | 60 | AY,CR,PVC | 2月3日 | 160 | | | | | | | | | | | | | A1.9 | AK,AY,CR,PVC | 其他 | 1月2日 | 80 | AY,CR,PVC | 3月5日 | 200 | | | | | | | | | | | | | A1.10 | EP,PUR | 其他 | 1月2日 | 120 | AY,CR,PVC | 3月4日 | 200 | | | | | | | | | | | | | A1.11 | EP,PUR,ESI | 富鋅 | 1 | 60 | AY,CR,PVC | 2月4日 | 200 | | | | | | | | | | | | | A1.12 | AK,AY,CR,PVC | 其他 | 1月2日 | 80 | AY,CR,PVC | 3月5日 | 240 | | | | | | | | | | | | | A1.13 | EP,PUR,ESI | 富鋅 | 1 | 60 | AY,CR,PVC | 3月4日 | 240 | | | | | | | | | | | | | A1.14 | EP,PUR,ESI | 富鋅 | 1 | 60 | AY,CR,PVC | 4月5日 | 320 | | | | | | | | | | | | | A1.15 | EP | 其他 | 1月2日 | 80 | EP,PUR | 2月3日 | 120 | | | | | | | | | | | | | A1.16 | EP | 其他 | 1月2日 | 80 | EP,PUR | 2月4日 | 160 | | | | | | | | | | | | | A1.17 | EP,PUR,ESI | 富鋅 | 1 | 60 | EP,PUR | 2月3日 | 160 | | | | | | | | | | | | | A1.18 | EP | 其他 | 1月2日 | 80 | EP,PUR | 3月5日 | 200 | | | | | | | | | | | | | A1.19 | EP,PUR,ESI | 富鋅 | 1 | 60 | EP,PUR | 3月4日 | 200 | | | | | | | | | | | | | A1.20 | EP,PUR,ESI | 富鋅 | 1 | 60 | EP,PUR | 3月4日 | 240 | | | | | | | | | | | | | A1.21 | EP | 其他 | 1月2日 | 80 | EP,PUR | 3月5日 | 280 | | | | | | | | | | | | | A1.22 | EP,PUR | 其他 | 1 | 150 | EP,PUR | 2 | 300 | | | | | | | | | | | | | A1.23 | EP,PUR,ESI | 富鋅 | 1 | 60 | EP,PUR | 3月4日 | 320 | | | | | | | | | | | | | A1.24 | EP,PUR | 其他 | 1 | 80 | EP,PUR | 3月4日 | 320 | | | | | | | | | | | | | A1.25 | EP,PUR | 其他 | 1 | 250 | EP,PUR | 2 | 500 | | | | | | | | | | | | | A1.26 | EP,PUR | 其他 | 1 | 400 | — | 1 | 400 | | | | | | | | | | | | | A1.27 | EPC | 其他 | 1 | 100 | EPC | 3 | 300 | | | | | | | | | | | | | A1.28 | EP,PUR | 富鋅 | 1 | 60 | EPC | 3月4日 | 400 | | | | | | | | | | | | | 黏著劑代號說明 | EP=Epoxy環氧樹脂 | 其他說明: | AK=Alkyd醇酸樹脂 | ESI=Ethyle silicate矽酸乙酯(例:無機鋅粉) | 1. 當使用60μm的富鋅底漆時, 也可能使用40~80μm的膜厚 | CR=Chlorinated rubber氯化橡膠 | PUR=Polyurethane,aromatic or aliphatic聚氨酯,芳香族或脂肪族 | 2. 氯化橡膠底漆與其他漆種之相容性 須注意 | AY=Acrylic聚丙烯(壓克力) | EPC=Epoxy combination環氧樹脂化合物 | 3. 本表適用鋼板表面鏽蝕為A~C等級者 | PVC=Poly(vinyl chloride)聚氯乙烯 | | | 表3 熱浸鍍鋅油漆塗裝系統(ISO 12944-5表A.7略) 系統編號 | 底漆 | 其他層漆 | 總塗裝 | 耐久性 | 黏著劑 | 道數 | 膜厚μm | 黏著劑 | 道數 | 膜厚μm | C3 | C4 | C5-I | C5-M | L | M | H | L | M | H | L | M | H | L | M | H | A7.01 | — | — | — | PVC | 1 | 80 | | | | | | | | | | | | | A7.02 | PVC | 1 | 40 | PVC | 2 | 120 | | | | | | | | | | | | | A7.03 | PVC | 1 | 80 | PVC | 2 | 160 | | | | | | | | | | | | | A7.04 | PVC | 1 | 80 | PVC | 3 | 240 | | | | | | | | | | | | | A7.05 | — | — | — | AY | 1 | 80 | | | | | | | | | | | | | A7.06 | AY | 1 | 40 | AY | 2 | 120 | | | | | | | | | | | | | A7.07 | AY | 1 | 80 | AY | 2 | 160 | | | | | | | | | | | | | A7.08 | AY | 1 | 80 | AY | 3 | 240 | | | | | | | | | | | | | A7.09 | — | — | — | EP,PUR | 1 | 80 | | | | | | | | | | | | | A7.10 | EP,PUR | 1 | 60 | EP,PUR | 2 | 120 | | | | | | | | | | | | | A7.11 | EP,PUR | 1 | 80 | EP,PUR | 2 | 160 | | | | | | | | | | | | | A7.12 | EP,PUR | 1 | 80 | EP,PUR | 3 | 240 | | | | | | | | | | | | | A7.13 | EP,PUR | 1 | 80 | EP,PUR | 3 | 320 | | | | | | | | | | | | | 其他說明參照表1 | 防蝕年限指漆膜與鍍鋅底層的黏著 | 表4 熱熔射油漆塗裝系統(ISO 12944-5表A.8略) 編號 | 底漆 | 其他層漆 | 總塗裝 | 耐久性 | 黏著劑 | 道數 | 膜厚μm(註1) | 黏著劑 | 道數 | 膜厚μm | C3 | C4 | C5-I | C5-M | L | M | H | L | M | H | L | M | H | L | M | H | A8.01 | EP,PUR | 1 | NA | EP,PUR | 2 | 180 | | | | | | | | | | | | | A8.02 | EP,PUR | 1 | NA | EP,PUR | 3 | 240 | | | | | | | | | | | | | A8.03 | EP | 1 | NA | EP,PUR | 3 | 450 | | | | | | | | | | | | | A8.04 | EP,PUR | 1 | NA | EP,PUR | 3 | 320 | | | | | | | | | | | | | 註: | 1.封塗之表面分布較不均勻 | 2.其他參照表1 | 3.防蝕年限指漆膜與溶射底層的黏著 | | | | 圖1 構件尖角處理示意 | | 圖2 重疊處易造成防蝕的弱點 | | | | |