對于一系列防護涂料體系而言有著健全的測試體系，包括如何推薦涂料體系，并提出預先認證的方法。比如對于防腐涂料，有ISO 12944、ISO 20340、NorsokM501、ASTM D5894、ASTM B117 標準。對于襯里涂料，有NACE TM-01-74、NACE TM-1085、ISO 2812、ASTMD5499 標準。對于防火涂料，有BS476，EN 13881，ASTM E119/ANSI UL263，UL1709，GB 14907 標準。但是對于高溫涂料，不論國內(nèi)還是國外，標準就顯得很有限了，一個是廣為接受的標準數(shù)量較少，另外對高溫涂料預先認證的方法也很有限。本文將高溫漆相關的一些標準以及測試方法進行了整理及匯總，方便高溫漆行業(yè)的人員進行參考。
1 國內(nèi)高溫漆相關標準
1.1 SH/T 3022—2011《石油化工設備和管道涂料防腐蝕設計規(guī)范》
在該標準中提及了6 類高溫涂料，分別為無機富鋅涂料、環(huán)氧酚醛樹脂涂料、有機硅涂料、冷噴鋁涂料、熱噴鋁（鋅），適用的場合見表1。
在該標準中同時提出了各類耐熱涂料常規(guī)指標的技術要求以及測試方法。在本文后續(xù)測試方法中會有更詳盡描述。在該標準中，默認只要是所提名的類型即可應用于高溫場合。其技術要求中并未對產(chǎn)品的溫度耐受能力提出明確要求或者測試方法。更沒有提出熱沖擊以及保溫層下防腐蝕的測試方法。
在該標準中也推薦了涂層配套，見表2。
該表格明確了在不同溫度范圍、不同的工況條件下可以使用的高溫漆品種。提出了施工道數(shù)及每道油漆干膜厚度，也提出了干膜總厚度的要求。對于工程設計人員有很好的參考作用。
1.2 GB 50393—2008 《鋼質(zhì)石油儲罐防腐蝕工程技術規(guī)范》
在該標準中提到有保溫層的原油儲罐外壁底漆宜采用富鋅類防腐蝕涂料，面漆應采用耐水性防腐蝕涂料，干膜厚度不宜低于150 μm。
無保溫層的原油儲罐外壁底漆宜采用富鋅類防腐蝕涂料，面漆可采用氟碳類、丙烯酸-聚氨酯等耐水耐候性防腐蝕涂層，干膜厚度不宜低于200 μm。
加熱盤管應根據(jù)加熱介質(zhì)溫度，選擇合適的防腐蝕涂料，干膜厚度不宜低于250 μm，一般情況下，采用有機硅涂料較多，也有采用環(huán)氧酚醛的。
同時對有機硅類防腐蝕涂料也提出了性能指標要求。里面的性能指標對于高溫漆來講并不詳盡，且有些指標并不適宜。
該標準中提到的富鋅漆用于保溫層下，而在NACE 0198 中明確不推薦在保溫層下使用富鋅漆。該標準對有機硅類防腐蝕涂料提出的性能指標如表面電阻、耐酸性（5%硫酸，720 h）很難達到。該環(huán)境也不是有機硅類高溫防腐漆主要面對的環(huán)境。整體來講，在高溫漆行業(yè)，較少參考該標準。另外，GB 50393 已經(jīng)啟動了新版的修訂流程，有些內(nèi)容在這次的修訂中可能會有所變化。
1.3 DL/T 5072—2007《火力發(fā)電廠保溫油漆設計規(guī)程》
該規(guī)程推薦的配套涂層見表3。該標準并無關于高溫漆的詳細說明，也未對高溫漆的性能指標提出明確要求。
1.4 HG/T 4565—2013《鍋爐及輔助設備耐高溫涂料》
在該標準中定義了兩種類型的高溫涂料：A 類為熱處理保護涂料，B 類為使用保護涂料，分別對A 類和B 類涂料提出了技術要求。在該標準中豐富了高溫涂料的技術要求，不僅包括常規(guī)的干燥時間、附著力等級，還對耐熱性、耐熱后鹽霧試驗、耐驟冷提出了要求。其中2 個測試方法是第一次在國內(nèi)的標準中見到，一個是驟冷試驗，一個是耐熱后鹽霧試驗。具體的測試要求可在本文后續(xù)測試方法部分中見到。該標準在國內(nèi)目前參考的人還較少。
1.5 HG/T 3362—2003《鋁粉有機硅烘干耐熱漆》
該標準對雙組分鋁粉有機硅烘干耐熱漆提出了性能指標。具體內(nèi)容可參照后面測試方法部分。
2 國外標準
2.1 NACE SP0198-2010 (Control of Corrosion Under Thermal Insulation and Fireproofing Materials)
在該標準中提出來保溫層下碳鋼的典型防腐體系，如表4 所列。
另外，在CS-8 中也提到無機富鋅可用在-45～400 ℃的環(huán)境下，也可和其他類型高溫漆搭配使用。對于不銹鋼的防腐體系推薦如表5 所列。
從表4 和表5 中可以看到，該標準規(guī)定了涂層的類型，適用的溫度范圍以及每道涂層的厚度，在設計上有很強的參考意義。在該標準也即默認涂料種類一樣即可在該環(huán)境下使用，并未對涂料提出具體的測試要求。
2.2 Norsok M501
在Norsok M501 Edition6 中，體系No.6C 提到，在小于150 ℃的保溫層下不銹鋼使用2 道環(huán)氧酚醛涂料，每道125 μm。
在體系No.9 里提到，小于150 ℃的碳鋼可使用2道環(huán)氧酚醛涂料，每道150 μm。需要注意的是在NACE0198 和Norsok M501 里都提出在保溫層下不銹鋼應涂耐高溫防腐保護涂料。
3 高溫漆常規(guī)測試方法
高溫漆也是涂料的一種，很多物理機械性能的測試方法和常規(guī)的防腐涂料測試方法一致。
3.1 在容器中的狀態(tài)
在HG/T 4565 中提到，用目測來判斷，要求正常。
具體為：打開容器，用調(diào)刀或攪棒攪拌，允許容器底部有沉淀，若經(jīng)攪拌易于混合均勻，則評為“正常”。
在SH/T 3022 提到用目測判斷，要求攪拌均勻后無硬塊，呈均勻狀態(tài)。
3.2 干燥時間
HG/T 4565 中要求：表干2 h，實干24 h，烘干30min。
SH/T 3022 中要求：有機硅鋁粉耐熱漆表干2 h，實干6 h；丙烯酸改性有機硅耐熱漆表干2 h，實干6h；冷噴鋁涂料表干2 h，實干16 h；HG/T 3362 中要求：在150 ℃下，烘干2 h。
提到的測試方法均為GB/T 1728
3.3 涂膜外觀
HG/T 4565 要求正常。具體描述為：在散射日光下目視觀察，A 類涂料應涂膜均勻，無針孔、開裂和剝落現(xiàn)象。B 類涂料應涂膜均勻，無流掛、發(fā)花、針孔、開裂和剝落等現(xiàn)象。
HG/T 3362 中要求：銀灰色，漆膜平整。
3.4 附著力
SH/T 3022 中提到，參照GB/T 1728 標準，有機硅鋁粉耐熱漆：3 MPa；丙烯酸改性有機硅耐熱漆：3 MPa；冷噴鋁涂料：4 MPa
在HG/T 4565 中要求附著力為1 級，參照標準為GB/T 9286—1998。
在HG/T 3362 中要求附著力≤2 級，參照GB/T1720 。
需要注意的是，根據(jù)我們的經(jīng)驗，有的高溫漆種類并不適合拉拔法。比如冷噴鋁涂料，推薦根據(jù)ISO 2409使用劃叉法測試附著力，通過的等級可考慮0，1 或2；或者根據(jù)ASTM D3359，考慮通過等級為5A，4A 或3A。
這是由于冷噴鋁涂料柔韌的特性，其拉拔法附著力的值（根據(jù)ISO 4624）不能和市場上其他標準的防腐涂料相比較。
當進行拉拔法附著力測試的時候，其值可能在1～5 MPa 之間，這取決于冷噴鋁涂料所暴露過的溫度。由于該涂料會內(nèi)聚破壞而不是和基材間的鍵合破壞，所以拉拔法附著力測試不能代表冷噴鋁涂料實際和基材間的附著力。由于該涂料在拉拔法附著力測試中是內(nèi)聚破壞，該涂料被認為有著足夠的附著力。
3.5 硬度
硬度對于高溫漆來說并不是特別重要的指標，所以沒有見到在標準中有要求，很多時候測此數(shù)據(jù)僅作為參考。我們有見過參考ASTM D3363 鉛筆硬度法測試硬度，另外也有Fischer 100 鉆石硬度。
3.6 彎曲性
在SH/T 3022 中提到，參照GB/T 6742，要求有機硅鋁粉耐熱漆：≤2 mm；丙烯酸改性有機硅耐熱漆：≤2 mm；冷噴鋁涂料：≤2 mm。在HG/T 3362 中要求柔韌性≤3 mm，參照標準為GB/T 1731。
3.7 不揮發(fā)分含量
在SH/T 3022 中要求有機硅鋁粉耐熱漆≥45%；丙烯酸改性有機硅耐熱漆≥35%；冷噴鋁涂料≥60%。在HG/T 3362 中要求≥34%，參照方法均為GB 1725。
3.8 耐沖擊性
在HG/T 3362 中要求≥35 cm，參照GB/T 1732。
3.9 耐水性
在HG/T 3362 中提到，浸于蒸餾水中24 h，取出放置2 h 后觀察，要求漆膜外觀不變，參考GB/T 1733。
3.10 耐汽油性
在HG/T 3362 中提到，浸于RH-75 汽油中24 h，取出放置1 h 后觀察，要求漆膜不起泡，不變軟，參考GB/T 1734。
3.11 氯離子含量測試
我們知道，氯離子會對不銹鋼造成腐蝕，這也是很多不銹鋼需要涂漆的原因。有時候配套會對油漆中的氯離子含量提出要求。可參考ASTM C871-04 進行氯離子測試。
4 高溫漆特殊檢測項目
很多測試為耐高溫漆所特有，比如耐熱性、耐熱沖擊性能以及耐保溫層下腐蝕性能測試等。
4.1 耐熱性
在HG/T 4565 中提到要求，參照GB/T 1735—2009 在400 ℃，24 h，不起泡、不起皺、不脫落、不開裂，粉化≤2 級，劃格試驗≤2 級。
GB 50393 提出，根據(jù)GB/T 1735 在180℃下24 h；HG/T 3362 提出，根據(jù)GB/T 1735 在500 ℃下3 h 后測試耐沖擊性能，要求≥15 cm。
耐熱性測試有不同溫度下的測試，有的是恒溫，有的是升溫過程。
注：GB 1735 是耐高溫防腐油漆的測試標準。測試方法是在4 塊薄鋼板上制備漆膜，待漆膜實干后，將3 塊涂漆樣板放置于設定溫度的鼓風恒溫箱或高溫爐內(nèi)。待達到規(guī)定的溫度后，將樣板拿出，與原始樣板對比，同時檢查有無起層、皺皮、鼓泡、開裂、變色等現(xiàn)象。
4.2 耐鹽霧性
在HG/T 4565 中要求240 h 不起泡、不起皺、不脫落、不開裂，參照GB/T 1771—2007。
耐鹽霧性能通常表現(xiàn)涂料的防腐蝕性能，240 h 確實偏短。在我們的某些產(chǎn)品內(nèi)部測試中，會根據(jù)ISO7253，在35 ℃下做長達5 000 h 的中性鹽霧試驗，然后測起泡和生銹。比如環(huán)氧酚醛耐高溫漆。
4.3 耐熱后鹽霧試驗
在HG 4565 標準中提到，試板養(yǎng)護后放入高溫爐中連續(xù)進行5 個不同溫度條件下加熱試驗，條件為200 ℃/8 h、250 ℃/16 h、300 ℃/8 h、350 ℃/16 h、400℃/8 h，加熱樣板在23 ℃放置1 h 后按GB 1771—2007 進行鹽霧試驗24 h，要求不起泡、不起皺、不脫落、不開裂。
同樣，對于某些涂料，如環(huán)氧酚醛耐高溫漆，我們企業(yè)內(nèi)部會有更嚴格的試驗，在230 ℃下8 h，室溫16h，如此3 個循環(huán)后，進行5 000 h 的鹽霧測試。
4.4 耐熱后海岸曝曬試驗
在我公司內(nèi)部測試中有如下方法：400 ℃下8 h，室溫16 h，如此3 個循環(huán)后，在C5-M 環(huán)境的海岸曝曬42 個月，檢測漆膜缺陷。該試驗方法并未見諸于各標準，不過該試驗可檢測涂料耐溫后的防腐蝕性能。
4.5 耐驟冷試驗
在HG/T 4565 中要求將試板放入400 ℃ 24 h，取出立即浸沒于5 L 23 ℃的自來水中，10 min 后取出擦干，用4 倍放大鏡檢查涂層外觀。評判標準為不起泡、不起皺、不脫落、不開裂。因此標準中僅提到了1 個循環(huán)，有時被認為并不能充分表明其耐多次循環(huán)的有效性。在有的時候，我們內(nèi)部測試會進行耐驟冷的循環(huán)試驗，即參照上述流程，進行多個循環(huán)。
4.6 耐冷熱循環(huán)試驗
ASTM D2485 對于高溫漆也提出了一個冷熱循環(huán)的測試方法。測試方法如下：在205 ℃下8 h 后，放入冷水急速冷卻。然后在260 ℃測試16 h 后，放入冷水急速冷卻。再接著315 ℃下8 h 后，放入冷水急速冷卻。又在370 ℃測試16 h 后，放入冷水急速冷卻。最后在425 ℃測試8 h 后，放入冷水急速冷卻。整個循環(huán)結(jié)束后，查看樣板的缺陷，檢查有無起層、皺皮、鼓泡、開裂、變色等現(xiàn)象。同時還建議對高溫測試后的樣板做常規(guī)耐腐蝕測試。
參照ASTM D2485 各涂料供應商又發(fā)展了一些其他方法。
在我公司冷噴鋁涂料內(nèi)部測試中有如下耐冷熱循環(huán)測試方法：樣板在98 ℃熱自來水中浸泡8 h，然后干溫16 h，如此為1 個循環(huán)，進行120 個循環(huán)后檢測是否起泡，生銹或開裂。
Shell 的冷熱循環(huán)測試方法如下：該測試1 周為1個循環(huán)，從周一到周五，每天在208 ℃下16 h，在室溫水中驟冷，再放入99 ℃的水中8 h，然后周末放入208℃的烘箱中64 h。如此循環(huán)16 周。然后檢測是否開裂、腐蝕、分層、軟化、起泡。
4.7 循環(huán)腐蝕試驗
有些耐高溫涂料防腐蝕性能仍然相當優(yōu)異，比如環(huán)氧酚醛涂料直接參照常規(guī)防腐涂料配套，根據(jù)ISO20340 進行4 200 h 的循環(huán)腐蝕試驗。
4.8 耐冷熱循環(huán)后耐腐蝕試驗
前面提到耐冷熱循環(huán)僅反應了涂料部分的性能，那么耐冷熱循環(huán)后涂料的防腐蝕性能如何，我們內(nèi)部測試中同樣有對耐高溫涂料進行耐冷熱循環(huán)試驗后再檢測耐腐蝕性能。
比如對冷噴鋁涂料的冷熱循環(huán)試驗后耐腐蝕性能測試方法如下：400 ℃下8 h，放入自來水中驟冷，如此3 個循環(huán)，再進行鹽霧試驗5 000 h。檢查起泡、生銹、開裂，以及腐蝕蔓延寬度。200 ℃下1 h，室溫1 h，-196℃下1 h，室溫1 h，此為1 個循環(huán)，如此5 個循環(huán)。再根據(jù)ASTM D5894 進行循環(huán)腐蝕測試。然后再檢測起泡、生銹、開裂、起泡、腐蝕蔓延。
對環(huán)氧酚醛耐高溫涂料冷熱循環(huán)試驗后耐腐蝕性能測試方法如下：230 ℃下8 h，室溫16 h，如此3 個循環(huán)后，根據(jù)ISO 20340 進行4 200 h 的循環(huán)腐蝕試驗。
4.9 耐熱后高溫水浸泡試驗
冷噴鋁涂料有如下測試：400 ℃下8 h，室溫16 h，如此3 個循環(huán)后，在95 ℃，1%NaCl 溶液中浸泡3 000h 檢查起泡、生銹、開裂等漆膜缺陷。
4.10 耐陰極剝離
高溫漆有時需要測試其耐陰極剝離性能。我們內(nèi)部對環(huán)氧酚醛耐高溫涂料直接根據(jù)ASTM G8 測耐陰極剝離性能。也有在230 ℃下8 h，室溫16 h，如此3 個循環(huán)后，根據(jù)ASTM G8 測耐陰極剝離性能。
4.11 高壓釜測試
高壓釜測試通常用于高溫高壓下襯里涂料的檢驗。該測試是模擬高溫高壓的環(huán)境下涂料對環(huán)境的耐受能力。
在內(nèi)部測試中我們對環(huán)氧酚醛耐高溫涂料進行了高壓釜測試。測試方法如下：在0.5 MPa 下，150 ℃，樣板的2/3 浸泡于3%的NaCl 溶液中，氣相為過熱蒸氣，30 d 后檢測起泡、生銹、開裂。
4.12 熱基材上施工
有的設備一旦運行就很難停止，尤其某些連續(xù)作業(yè)的生產(chǎn)流程。這就對在高溫運行狀態(tài)下的設備上涂漆提出了要求。
我公司內(nèi)部對冷噴鋁涂料的測試方法如下：120℃的表面施工冷噴鋁涂料，然后進行鹽霧試驗以及室外曝曬試驗。
4.13 保溫層下干濕交替循環(huán)試驗
在眾多的文獻中提到了保溫層下腐蝕環(huán)境的嚴酷性。也有試驗方法模擬保溫層下腐蝕的情況。
ASTM G189 就對保溫層下的工藝進行了模擬，同時對油漆在高溫下的表現(xiàn)進行評估。其測試方法如下：首先為構(gòu)件模擬了一個高溫高濕的環(huán)境，樣件選取一段空心鋼管，內(nèi)部有電動加熱棒，構(gòu)件外壁做防腐油漆配套。整個外壁有保溫層，同時不斷向保溫層里補充水分，以維持鋼結(jié)構(gòu)表面高溫高濕的腐蝕環(huán)境。此裝置可以控制構(gòu)件所處的溫度和濕度，從而對涂層在各種溫度和濕度環(huán)境下的防腐性能有一個綜合的評估。參考此標準，有不同的改進過的測試方法。
方法1：實驗室采用保溫層下循環(huán)測試的試驗方法對用于保溫層下的涂料如冷噴鋁等在高溫環(huán)境下的防腐性能進行了測試。
試驗采用圖1 中的管狀構(gòu)件放在加熱器上，外面包裹保溫層，保溫層內(nèi)注入1 L 1%的NaCl 溶液，將保溫管在30 min 內(nèi)升溫至450 ℃，8 h 后，移開保溫管，再注入1 L 1%的NaCl 溶液，重復前面的試驗步驟，循環(huán)30 次后，剝開保溫層，檢測起泡、生銹、開裂。根據(jù)方法1，在冷噴鋁涂料的內(nèi)部測試中，有如下的測試方法：干濕交替的保溫層下，70～250 ℃ 8 h，室溫16 h，30 個循環(huán)后，檢測起泡、生銹、開裂。干濕交替的保溫層下，60～400 ℃8 h，室溫16 h，30 個循環(huán)后，檢測起泡、生銹、開裂。
實驗室高溫循環(huán)測試設備
方法2：該方法參考了ASTM G189，在空心方管外涂裝不同種類的涂料，放入一個更大的方形容器中中，里面放有一半的介質(zhì)，從底部加熱，經(jīng)過6 周后觀察樣板的腐蝕情況。
5 語結(jié)
高溫漆目前標準并不完善，可供參考的標準數(shù)量很少，各標準也并不全面。在高溫漆行業(yè)需要一些更具參考意義的標準，以便于配套設計參考。更重要的是，這類標準需要對涂料提出預先認證測試要求，而非僅僅提出涂料類型。需要像ISO 12944、NorsokM501 一樣，不僅僅提出涂料類型，同時提出預先認證的要求。
