Полное руководство по стандартам подготовки поверхности SSPC: от SP-1 до SP-16 и уровни WJ

Подготовка поверхности — самый важный фактор, определяющий характеристики любой системы защитных покрытий. Ни одно покрытие, как бы хорошо оно ни было разработано, спроектировано или нанесено, не будет работать так, как задумано, если основание подготовлено недостаточно. Стандарты подготовки поверхности SSPC задают язык, на котором описывается состояние основания: как должна выглядеть сталь, что необходимо удалить и, для некоторых стандартов, какой минимальный профиль поверхности нужен, прежде чем можно приступать к нанесению покрытия.

В этом руководстве рассматриваются действующие стандарты подготовки поверхности SSPC: от очистки растворителем (SP 1) через степени абразивоструйной очистки и степени очистки механизированным инструментом до лёгкой струйной очистки цветных металлов (SP 16) и стандартов гидроструйной очистки (WJ). Для каждого стандарта приводятся аналог по ISO 8501-1 или NACE (если он есть), определение, типичные области применения и метод контроля. Руководство задумано как практический справочник для разработчиков спецификаций на покрытия, инспекторов, инженеров по техобслуживанию и подрядчиков.

Кто издаёт стандарты SSPC?

Исторически стандарты SSPC издавало общество SSPC: The Society for Protective Coatings. В 2021 году SSPC и NACE International объединились и образовали AMPP — Association for Materials Protection and Performance. Совместные стандарты SSPC/NACE теперь издаются под эгидой AMPP. Прежние обозначения SSPC (SP 1, SP 3, SP 10 и т. д.) по-прежнему широко используются в отрасли и в действующих спецификациях.

Как устроены стандарты SSPC?

Стандарты подготовки поверхности SSPC сгруппированы по методам:

• SP 1: очистка растворителем
• SP 2 и SP 3: очистка ручным и механизированным инструментом (только непрочно сцепленные загрязнения)
• SP 7, SP 14, SP 6, SP 10, SP 5: абразивоструйная очистка в порядке возрастания чистоты
• SP 15 и SP 11: очистка механизированным инструментом до чистого металла с минимальным профилем поверхности
• SP 12: гидроструйная очистка (отменён; в 2012 году заменён стандартами WJ-1–WJ-4)
• SP 13: подготовка поверхности бетона
• SP 16: лёгкая струйная очистка оцинкованной стали, нержавеющих сталей и цветных металлов
• WJ-1–WJ-4: стандарты чистоты при гидроструйной очистке

В нумерации есть пропуски. Некоторые прежние номера (например, SP 4 — газопламенная очистка и SP 9 — выветривание с последующей струйной очисткой) больше не используются, а SP 8 (травление) — цеховой процесс, который редко встречается в спецификациях на полевое техобслуживание.

SP 1: очистка растворителем

SSPC-SP 1 не является степенью чистоты в визуальном смысле. Он определяет удаление масла, смазки, грязи, технологических смазок для волочения и других растворимых загрязнений с помощью протирки растворителем, пропаривания, щелочной очистки или очистки эмульсиями.

SP 1 — предварительный этап для механических стандартов и стандартов струйной очистки. Если на стали есть масло или смазка, их необходимо удалить методами SP 1 до начала любой другой подготовки. Очистка механизированным инструментом или струйная очистка по загрязнённой маслом стали размазывает загрязнение по профилю поверхности вместо того, чтобы удалять его, и поверхность не сможет соответствовать ни одному последующему стандарту независимо от внешнего вида.

Контроль: эталонных фотографий для SP 1 не существует. Проверка визуальная; распространённый полевой метод — проба на разрыв водяной плёнки: чистая сталь равномерно смачивается водой, а на стали с масляным загрязнением вода собирается в капли или плёнка разрывается.

SP 2: очистка ручным инструментом

SSPC-SP 2 определяет очистку ручным инструментом: скребки, шлифование, ручные проволочные щётки и скалывание для удаления непрочно сцепленной ржавчины, непрочно сцепленной прокатной окалины и непрочно сцепленных покрытий. Прочно сцепленные окалина, ржавчина и покрытия после очистки по SP 2 могут остаться.

SP 2 подходит для эксплуатации в атмосфере с низкой коррозионной агрессивностью и для некритичного техобслуживания. Для критичных по характеристикам систем покрытий при промышленном или морском техобслуживании его указывают редко.

SP 3: очистка механизированным инструментом

SSPC-SP 3 определяет очистку механизированным инструментом — шлифовальными дисками, проволочными чашечными щётками, игольчатыми пистолетами и другим инструментом с приводом — для удаления непрочно сцепленной ржавчины, непрочно сцепленной прокатной окалины и непрочно сцепленных покрытий. Как и в случае SP 2, прочно сцепленные остатки могут сохраняться: в SP 3 прямо сказано, что этим процессом не предполагается удалять прочно сцепленные окалину, ржавчину и краску. SP 3 не требует профиля шероховатости.

Аналог по ISO: примерно St 3 (ISO 8501-1). SP 3 обычно указывают для обновления покрытий в ходе техобслуживания с применением систем покрытий, нетребовательных к состоянию поверхности, в умеренных средах.

SP 5: струйная очистка до белого металла

SSPC-SP 5 / NACE No. 1 / ISO 8501-1 Sa 3 — самый строгий стандарт абразивоструйной очистки. Удаляются все видимые масло, смазка, грязь, прокатная окалина, ржавчина, покрытия, оксиды и прочие посторонние вещества. Окрашивание не допускается.

Обычно указывается для: покрытий, наносимых термическим напылением (TSA/TSZ), и других систем или условий погружения, где производитель покрытия или владелец требует максимальной чистоты. Многие системы для погружения и системы с высоким содержанием цинка вместо этого указываются по SP 10, поэтому сверяйтесь с технической документацией на покрытие.

SP 6: струйная очистка коммерческой степени

SSPC-SP 6 / NACE No. 3 / ISO 8501-1 Sa 2: удаляются все видимые масло, смазка, грязь, прокатная окалина, ржавчина, покрытия и прочие посторонние вещества, при этом допускается случайное окрашивание не более чем на 33% каждой единицы площади.

Обычно указывается для: систем атмосферостойких защитных покрытий в умеренных средах, включая обновление окраски промышленных конструкций, мостов и технологических трубопроводов совместимыми системами покрытий.

SP 7: лёгкая струйная очистка

SSPC-SP 7 / NACE No. 4 / ISO 8501-1 Sa 1 — самый лёгкий уровень абразивоструйной очистки. Удаляются вся непрочно сцепленная прокатная окалина, ржавчина и покрытия. Прочно сцепленные окалина, ржавчина и старые покрытия могут остаться.

Обычно указывается для: шероховатования сохранных, неповреждённых существующих покрытий перед нанесением нового слоя и для предварительной очистки перед более тщательной струйной очисткой.

SP 10: струйная очистка до почти белого металла

SSPC-SP 10 / NACE No. 2 / ISO 8501-1 Sa 2½: удаляются все видимые масло, смазка, грязь, прокатная окалина, ржавчина, покрытия и прочие посторонние вещества, при этом допускается случайное окрашивание не более чем на 5% каждой единицы площади.

SP 10 — наиболее часто указываемый стандарт для высокоэффективных систем покрытий в промышленности, судостроении и на шельфе. Высоконаполненные эпоксидные материалы, цинконаполненные грунтовки, полисилоксановые и полиуретановые финишные системы регулярно наносят на сталь, подготовленную по SP 10.

SP 11: очистка механизированным инструментом до чистого металла

SSPC-SP 11 — наивысшая степень чистоты, предусмотренная для механизированного инструмента. Удаляются все видимые масло, смазка, грязь, прокатная окалина, ржавчина, покрытия, оксиды и прочие посторонние вещества. Окрашивание не допускается; если исходная поверхность имеет питтинг, на дне питтингов могут оставаться незначительные остатки ржавчины и покрытия. Подготовленная поверхность должна иметь профиль не менее 25 µm (1 mil).

У SP 11 нет прямого аналога в ISO 8501-1: он выходит за рамки St 3, который не требует ни чистого металла, ни профиля. SP 11 обычно указывают для локального ремонта при техобслуживании, для участков, недоступных для струйного оборудования, для действующих или опасных объектов, где открытая струйная очистка запрещена, и для проектов, где абразивоструйная очистка невозможна по иным причинам.

Стандарт называет ударные инструменты (роторные лепестковые, игольчатые пистолеты, проволочно-щёточные ударные узлы и аналогичные) средствами, способными создать профиль, и предупреждает, что механические проволочные щётки или шлифовальные диски, используемые отдельно, могут его не обеспечить. Bristle Blaster® — это проволочно-щёточный ударный инструмент: в задокументированных испытаниях на стали стандарта API 5L он обеспечивает чистоту, сопоставимую с Sa 2½ / SSPC-SP 10, и профиль шероховатости Rz 65–85 µm (2,6–3,3 mil), что значительно выше минимума SP 11. Результаты зависят от марки стали, степени коррозии, ленты и техники работы.

SP 12: гидроструйная очистка (отменён)

SSPC-SP 12 / NACE No. 5 был исходным совместным стандартом на гидроструйную очистку стали водой высокого и сверхвысокого давления. В 2012 году его заменили четыре отдельных стандарта WJ-1–WJ-4, описанные ниже. SP 12 по-прежнему встречается в некоторых более старых спецификациях и действующих контрактах; в новых спецификациях следует ссылаться на стандарты WJ.

SP 13: подготовка поверхности бетона

SSPC-SP 13 / NACE No. 6 охватывает подготовку бетонных оснований. Он выходит за рамки подготовки стальных поверхностей и в этом руководстве далее не рассматривается.

SP 14: струйная очистка промышленной степени

SSPC-SP 14 / NACE No. 8 — уровень струйной очистки между SP 7 и SP 6. Удаляются все непрочно сцепленные загрязнения; следы прочно сцепленных окалины, ржавчины и покрытия могут оставаться не более чем на 10% каждой единицы площади, а на остальной части допускается окрашивание.

SP 14 указывают там, где SP 6 считается избыточным, а SP 7 — недостаточным; чаще всего — при обновлении окраски в ходе техобслуживания, когда удаление каждого следа сохранного материала потребовало бы слишком много времени на струйную очистку.

SP 15: очистка механизированным инструментом коммерческой степени

SSPC-SP 15 — аналог струйной очистки коммерческой степени SP 6 для механизированного инструмента. Удаляются вся ржавчина, покрытия и прокатная окалина, кроме остатков на дне питтингов, а случайное окрашивание допускается не более чем на 33% каждой единицы площади. Поверхность должна иметь профиль не менее 25 µm (1 mil), как и в SP 11.

По степени чистоты SP 15 ниже SP 11 и подходит для обновления окраски при техобслуживании, когда допустима чистота уровня SP 6, но струйная очистка невозможна.

SP 16: лёгкая струйная очистка цветных металлов

SSPC-SP 16 охватывает лёгкую струйную очистку оцинкованной стали с покрытием и без него, нержавеющих сталей и цветных металлов. Её цель — равномерно придать поверхности шероховатость, чтобы покрытие могло сцепиться с основанием; неповреждённая краска может остаться. Эталонных фотографий SSPC для SP 16 не существует. На нержавеющей стали и алюминии избегайте перекрёстного загрязнения от абразива или инструмента, применявшегося для углеродистой стали.

Стандарты гидроструйной очистки: WJ-1–WJ-4

Совместные стандарты SSPC/NACE по гидроструйной очистке определяют уровни чистоты поверхностей, очищаемых водой высокого или сверхвысокого давления без абразива. Стандарты струйной очистки тоже не задают глубину профиля, но абразивоструйная очистка его создаёт. Гидроструйная очистка — нет: в WJ-1 указано, что гидроструйная очистка не формирует основной анкерный профиль, поэтому её применяют главным образом там, где профиль уже существует.

Сводная таблица стандартов

Как проверяется каждый стандарт?

Для каждого метода подготовки существует визуальный эталон, который используется при инспекции:

Показания профиля и выбор прибора рассмотрены в нашем полевом руководстве по измерению профиля шероховатости.

Как выбрать подходящий стандарт?

Стандарт подготовки поверхности для проекта не выбирается произвольно. Его определяют наносимая система покрытий и условия эксплуатации. Практическая последовательность выбора:

1. Начните с технической документации на покрытие: какую минимальную подготовку поверхности и какой профиль требует производитель покрытия для этого материала?
2. Учтите условия эксплуатации: погружение, агрессивная среда на шельфе или в море и длительные интервалы между обновлениями окраски говорят в пользу верхней границы того, что допускает система покрытий.
3. Учтите доступный метод: возможна ли абразивоструйная очистка? Если нет, какую степень можно достичь и проверить имеющимся инструментом (например, SP 11 ударным механизированным инструментом)?
4. Учтите ограничения площадки: классификация взрывоопасной зоны, требования к укрытию рабочей зоны, работающее оборудование и экологические ограничения влияют на выбор метода и, следовательно, на достижимую чистоту.
5. Задокументируйте спецификацию: требуемый стандарт, метод контроля, квалификация инспекторов и точки остановки должны быть прописаны в спецификации проекта до начала работ. См. как составить спецификацию подготовки поверхности.

Основные выводы

• Стандарты подготовки поверхности SSPC определяют чистоту и, для SP 11 и SP 15, минимальный профиль, необходимые перед нанесением защитного покрытия.
• Наиболее часто указываемые стандарты в промышленном и морском техобслуживании — SP 10 (струйная очистка до почти белого металла), SP 6 (струйная очистка коммерческой степени), SP 11 (механизированный инструмент до чистого металла) и SP 3 (механизированный инструмент, непрочно сцепленные загрязнения).
• SP 2 и SP 3 не удаляют прочно сцепленную прокатную окалину. Чтобы получить чистый металл без струйной очистки, требуется SP 15 или SP 11.
• Стандарты гидроструйной очистки (WJ-1–WJ-4) определяют чистоту, достигаемую одной водой; гидроструйная очистка не создаёт основного анкерного профиля.
• Правильный стандарт определяется технической документацией на покрытие и условиями эксплуатации, а не традицией или значением по умолчанию.
• Каждый стандарт нуждается в контроле: визуальной оценке по правильному эталону, измерении профиля там, где это требуется, и испытании на растворимые соли в агрессивных средах.

Подробные руководства

• SSPC-SP 5, струйная очистка до белого металла: когда она требуется?
• SSPC-SP 6 или SP 10: какой стандарт нужен вашему проекту?
• SSPC-SP 10, струйная очистка до почти белого металла: полное техническое руководство
• SSPC-SP 11: очистка механизированным инструментом до чистого металла
• Стандарты гидроструйной очистки WJ-1–WJ-4

Часто задаваемые вопросы

В чём разница между SSPC-SP 3 и SSPC-SP 11?

SP 3 удаляет механизированным инструментом только непрочно сцепленные ржавчину, прокатную окалину и покрытие и оставляет прочно сцепленный материал на месте, без требований к профилю. SP 11 требует чистого металла, остатки допускаются только на дне питтингов, и минимального профиля поверхности 25 µm (1 mil). Проволочные щётки и шлифовальные диски по отдельности обычно обеспечивают SP 3, но не SP 11.

Какой стандарт SSPC соответствует Sa 2½?

SSPC-SP 10 / NACE No. 2, струйная очистка до почти белого металла, соответствует ISO 8501-1 Sa 2½. SSPC-SP 10 ограничивает окрашивание 5% каждой единицы площади; Sa 2½ допускает лишь незначительное окрашивание в виде пятен или полос и оценивается по эталонным фотографиям. Это степени струйной очистки, поэтому результат, достигнутый механизированным инструментом, описывается как сопоставимый с Sa 2½ / SP 10 и принимается инспектором на соответствие спецификации.

Создаёт ли гидроструйная очистка профиль шероховатости?

Нет. В стандарте WJ-1 указано, что гидроструйная очистка не формирует основной анкерный профиль. Гидроструйная очистка хорошо удаляет покрытия, ржавчину и растворимые соли и применяется главным образом для повторного нанесения покрытия на сталь, которая ранее прошла струйную очистку и уже имеет профиль. Новой стали или стали с прокатной окалиной нужен метод создания профиля.

Действует ли ещё SSPC-SP 12?

SSPC-SP 12 / NACE No. 5 был заменён в марте 2012 года четырьмя отдельными стандартами гидроструйной очистки WJ-1–WJ-4. Он по-прежнему встречается в некоторых более старых спецификациях, но в новых спецификациях следует ссылаться на степень WJ, соответствующую требуемой чистоте.

Какой профиль требуют SP 11 и SP 15?

Оба требуют минимального профиля поверхности 25 µm (1 mil), измеренного по ASTM D4417. Техническая документация на покрытие часто задаёт более высокий минимум и максимум, и эти значения проекта имеют приоритет. Различаются они по чистоте: SP 15 допускает окрашивание до 33% каждой единицы площади, SP 11 — не допускает.