
可溶性盐污染(water-soluble salt contamination)指残留在钢材表面、能被水溶解并以离子形态导电的无机盐类污染物,以氯化物为主,常伴生硫酸盐与硝酸盐,是涂覆前钢材表面三项检测(清洁度 ISO 8501-1、粗糙度 ISO 8503、可溶性盐 ISO 8502-6/8502-9)中唯一肉眼不可见的一项。它与氧化皮、锈层的区别在于处置方式:喷射清理能移除附着物,却可能把盐压进锚纹谷底,或随磨料、压缩空气、冲洗水重新带上表面,因此 Sa2.5 目视合格并不代表化学干净。
TL;DR:涂层下的可溶性盐靠吸湿与渗透压把水拉进界面,是渗透起泡与附着力早期退让的常见推手;氯离子还以点蚀方式单独损伤基体。判定路径固定为两步——ISO 8502-6 用 Bresle 贴片完成萃取,ISO 8502-9 用电导率换算成表面盐密度,通用常数取 c = 5 kg·m⁻²·S⁻¹(海水型盐假定),结果按 mg/m² 或 µg/cm² 报告,换算系数为 10。限值由项目规范给出而非标准本身:NORSOK M-501 取 20 mg/m²(以 NaCl 计)、IMO PSPC(MSC.215(82))取 50 mg/m²、ISO 21809-1:2011 管道喷砂后取 20 mg/m²,一般工业 C1–C3 大气环境常见 80–100 mg/m²。超标的处置只有一条闭环路径:淡水冲洗—干燥—复测,并赶在返锈之前完成底涂。
关键数据
- ISO 8502-6:2020 规定水与钢表面的接触提取时间不少于 10 min(2006 版未规定停留时间);SSPC Guide 15 允许短至 90 s,仪器厂商常推荐 2 min。比较不同测点结果前,必须先统一停留时间。
- ISO 8502-9 换算式 ρA = c·10²·V·Δγ/A,一般工业涂装取 c = 5 kg·m⁻²·S⁻¹。算例:Δγ = 20 µS/cm、V = 3 mL、A = 1250 mm²,得 ρA = 24 mg/m²,即 2.4 µg/cm²。
- 单位换算系数为 10:mg/m² ÷ 10 = µg/cm²。同一块喷砂钢面,三位检验员分别报出 22 µS/cm、28 mg/m²、2.5 µg/cm²,统一折算后为 26.4、28、25 mg/m²,属同一污染水平。
- 提取用水须符合 ISO 3696 3 级(电导率 <0.5 mS/m,即 5 µS/cm);空白读数 ≤5 µS/cm 方可接受,测得结果一律扣除空白并按 25 ℃ 温度归一化。
- 贴片空腔面积分档为 A-0155(155±2 mm²)、A-0310、A-0625、A-1250(1250±13 mm²)、A-2500(2500±25 mm²),柔性套管 S-1000(1000±10 mm²);注液系数自贴片约 2.6×10⁻³ mL/mm²(±0.6×10⁻³),套管约 10.0×10⁻³ mL/mm²。
- 测试时钢表面温度须 高于 +5 ℃ 并以 0.5 ℃ 精度记录;单次萃取通常可溶解约 95% 的可溶污染物,重复萃取接近完全。
- 限值谱系:NORSOK M-501 = 20 mg/m²;IMO PSPC = 50 mg/m²;ISO 21809-1:2011(管道外涂层喷砂后)= 20 mg/m²;沙特阿美关键浸没/内衬 = 20 mg/m²、非浸没大气 = 50 mg/m²;一般工业 C1–C3 = 80–100 mg/m²。
- 试验研究给出的可用阈值跨度大:Baek 等在 0–660 mg/m² NaCl 区间按循环腐蚀试验给出 115 mg/m²(约为 NORSOK 值的 6 倍);Lee 等建议 100 mg/m²;对 200–300 µm 干膜的双道环氧体系,文献中判定为低风险的区间跨越 <10 至 164 mg/m²,尚无公认的单一临界值。
盐分破坏涂层的两条路径
渗透起泡:由总浓度驱动
有机涂层本质上属于半透膜。残留在界面处的可溶性盐具有吸湿性,溶解后形成高浓度电解液,把外部水分沿浓度梯度吸入涂层下方,形成鼓泡。这条路径的关注点是溶解颗粒的总浓度,而不是具体某种离子:即便盐类腐蚀性强弱不同,只要总浓度高,起泡风险就高。这也是电导法作为验收手段的价值——它度量的是总量,天然偏向保守。泡内液滴的电导率往往数倍于外部介质,一旦形成,扩展通常不会自行停止。
离子腐蚀:氯离子与硫酸盐各有形貌
氯离子半径小、迁移性强,能穿透钢材表面的钝化氧化层,在涂层下方引发点蚀与丝状腐蚀;硫酸盐在工业区与道路环境中更常见,参与生成体积膨胀的腐蚀产物,从底部顶开涂层。二者与渗透起泡往往同时发生,现场看到的锈泡剖面常常是两种机制叠加的结果。
为什么喷射清理带不走盐
公开研究与工程经验都指向同一个结论:磨料喷射清理对可溶性盐的去除并不彻底。盐分会富集在点蚀坑底部、焊缝热影响区、氧化皮夹层与金属褶皱中,磨料本身若含可溶盐,还会把污染重新引入。某钢磨料的对比试验(《中国腐蚀与防护网》2015)显示:同一批钢板喷砂前平均约 11 mg/m²,用低盐磨料处理后降到 9 mg/m²,而用高盐磨料处理后升到 27 mg/m²,直接超过 ISO 21809-1 规定的 20 mg/m²。磨料侧的可溶盐可按 ASTM D4940 用电导法测其清洗液,作为进场复验项。
ISO 8502 家族的分工
ISO 8502《涂覆涂料前钢材表面处理——表面清洁度的评定试验》按检测对象拆成多个部分,选型时先确认要测的是哪一类污染物,再决定方法与仪器。
| 标准部分 | 方法名称 | 测定对象 | 现场属性 |
|---|---|---|---|
| ISO 8502-1 | 溶剂清洗去除松散污染物 | 油污、可擦除附着物 | 预处理动作,非定量 |
| ISO 8502-2 | 清洗表面氯化物的实验室测定 | 氯离子 | 实验室,硝酸银/铬酸钾体系 |
| ISO 8502-3 | 压敏胶带法评定灰尘度 | 粉尘、磨料碎屑 | 现场,0–5 级,涂装常用 ≤2 级 |
| ISO 8502-4 | 涂装前冷凝概率的估算 | 表面结露倾向 | 现场,湿指/湿玻璃 30 s |
| ISO 8502-5 | 离子检测管法测定氯化物 | 氯离子专项 | 现场,需专用检测管 |
| ISO 8502-6 | 水溶性污染物萃取——Bresle 法 | 全部可溶物的取样 | 现场取样,本身不给出数值 |
| ISO 8502-9 | 现场电导法测定水溶性盐 | 可溶盐总量 | 现场,配温度补偿电导率仪 |
| ISO 8502-11 | 现场浊度法测定水溶性硫酸盐 | 硫酸根专项 | 现场,用于硫酸盐污染场景 |
| ISO 8502-12 | 现场滴定法测定水溶性二价铁离子 | Fe²⁺(活性锈蚀指示) | 现场,判断返锈与锈蚀活性 |
需要区分的是:ISO 8502-6 只规定怎么把盐取下来,ISO 8502-9 规定怎么把电导率变成可比数字,两者合起来才是一次完整测试。单看贴片或单看电导率读数,都不构成结论。
Bresle 取样:贴片选型与操作顺序
测点选择
标准建议优先选择存在金属损耗或点蚀的部位、以及焊缝附近,因为盐分正是在这些位置富集;如果要在表面处理之前测,应先用刮具刮开表面,直到至少 50% 的测试区域露出裸金属。大面积工件应分散布点,同一区域多次取样的分散性属正常现象,判读看分布与趋势,不宜凭单点数字下结论。
操作顺序
- 先做空白:测提取用水自身的电导率,记录后从现场读数中扣除,得 Δγ;空白高于 5 µS/cm 时冲洗电极或换水。
- 选贴片尺寸:局部疑似高污染用 A-0155/A-0310;一般评估用 A-0625/A-1250;需要代表性平均值用 A-2500 或 S-1000 套管。
- 贴牢并排气:自粘面压紧贴合表面,按 2.6×10⁻³ mL/mm² 注液;先注入约一半,抽尽腔内空气,再补注剩余水量。
- 保持接触与扰动:针头约 30° 角插入避免顶到钢面;按 ISO 8502-6:2020 保持接触不少于 10 min,期间至少三次来回抽送或以按摩方式让液体流动。
- 取样温度同步记录:钢表面温度须高于 +5 ℃,用精度 0.5 ℃ 的接触温度计记录。
- 读数换算:电导率仪按 25 ℃ 归一后取 Δγ,代入 ρA = c·10²·V·Δγ/A,或直接由带 Bresle 模式的仪器输出 mg/m²。
- 记录报告要素:标准编号、贴片类型与尺寸、提取体积、接触时长、温度、贴片批号、测试日期,缺一即难以复核。
三个高频错误
一是把 µS/cm 当 mg/m² 报出;二是不同测点用不同贴片尺寸与停留时间却互相比对;三是忽略本底——贴片胶层与容器本身可能带来可溶物,标准要求在洁净玻璃基板上做批次本底测试,本底显著时必须扣除。
换算规则与单位陷阱
在 V = 3 mL、A = 1250 mm²、c = 5 kg·m⁻²·S⁻¹ 这组常用参数下,公式简化为 mg/m² ≈ 1.2 × µS/cm(ISO/TR 15235:2001 给出的近似系数约为 1.18)。据此可现场心算:
| 电导率 Δγ(µS/cm) | 换算盐密度(mg/m²) | µg/cm² | 对照 NORSOK 20 | 对照 IMO PSPC 50 |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 12 | 1.2 | 合格 | 合格 |
| 20 | 24 | 2.4 | 不合格 | 合格 |
| 30 | 36 | 3.6 | 不合格 | 合格 |
| 50 | 60 | 6.0 | 不合格 | 不合格 |
| 80 | 96 | 9.6 | 不合格 | 不合格 |
换算是几何相关的:同样 20 µS/cm,用 25 mL 注入 S-1000 套管(1000 mm²)与用 3 mL 注入 A-1250 贴片,得到的 mg/m² 并不相同。所以任何盐分数据若没有注明萃取体积与测试面积,就没有可比性。特定离子的浓度(以 ppm 计的氯离子)也不能由电导率推算,必须走 ISO 8502-2/-5/-11 等专项方法。
限值怎么定:规范对照与体系匹配
| 规范/场景 | 可溶盐限值(mg/m²) | 折合 µg/cm² | 备注 |
|---|---|---|---|
| NORSOK M-501(海工与沿海设施) | 20(以 NaCl 计) | 2 | 重防腐涂装领域常引用的高要求基线 |
| IMO PSPC(MSC.215(82),新造船压载舱) | 50 | 5 | 二次表面处理后的验收值 |
| ISO 21809-1:2011(管道外涂层) | 20 | 2 | 喷砂后的表面验收 |
| 沙特阿美规范——关键浸没/内衬 | 20 | 2 | 罐体、衬里类工况 |
| 沙特阿美规范——非浸没大气环境 | 50 | 5 | 常规大气钢结构 |
| 一般工业 C1–C3 大气环境 | 80–100 | 8–10 | 行业典型取值区间 |
| ISO 12944-9(C5/CX 海洋与船舶) | 20 | 2 | 严苛环境的参考控制值 |
为什么标准不写死一个阈值
ISO 8502-6 与 ISO 8502-9 有意不设合格线,把阈值留给项目规范,原因是可接受的盐量至少取决于四个变量:服役环境、涂层体系与干膜厚度、表面处理方式、以及是否处于渗透压敏感工况(浸泡、保温层下、阴极保护)。实验数据也支持这种处理:对同一类环氧体系,文献给出的低风险上限从 <10 mg/m² 一路铺到 164 mg/m²,Baek 等在循环腐蚀试验后给出 115 mg/m²,约为 NORSOK 值的 6 倍;Axelsen 与 Knudsen 在 5–300 mg/m² 区间观察到剥离与划痕扩蚀对盐含量的敏感性有限,但仍建议把盐量压到尽可能低。结论是——阈值不是普适常数,而是配套设计条件的函数;报价、验收与索赔条款里必须写明规范出处与单位。
什么时候该把线收紧
三类情形建议按 20 mg/m² 一级控制:一是浸泡与内衬工况(饮用水舱、压载舱、罐体内衬),二是保温层下与阴极保护共存的结构,三是设计使用寿命超过 15 年的重防腐配套。反过来,干燥内陆厂房的常规大气钢结构,把线设在 80–100 mg/m² 更贴合成本结构,但仍应确保盐分不是来自可重复污染的来源(如高盐磨料或含盐冷却水)。
超标之后:冲洗—干燥—复测的闭环
可溶盐无法靠打磨遮盖,处置只有把它稀释并移除:
- 淡水或去离子水冲洗,随后强制干燥;同一部位复测,直至达到规范限值,反复冲洗—复测的记录应随检验批归档。
- 抢在返锈之前涂装。冲洗后的钢面活性很高,湿度大或夜间低温下很快出现闪锈;多数项目把喷射清理后的涂装间隔写入条款(潮湿与低温环境进一步缩短),一旦返锈即视为清洁度失效,需要重新处理而不是直接盖底漆。
- 切断再污染来源。磨料按 ASTM D4940 复验可溶盐;检查压缩空气携带的冷凝水与油品、露天存放时的海风盐沉降与雨渍、以及人员手套汗液对已清理表面的二次污染。
- 复测而非目测放行。冲洗会带走部分盐,也会把点蚀坑深处的盐带到表面,复测值升高并不罕见,因此需要多点验证而不是只测原点位。
与表面处理的其他维度是配套关系:锚纹深度与清洁度的取值逻辑见站内工业漆表面处理:喷砂 Sa2.5、粗糙度与露点控制,等级判定的目视对照见涂装表面处理 Sa2.5 与喷砂等级,无法彻底清理时的带锈涂装边界见带锈涂装表面处理:St2/St3 清理与转化前置;盐分与涂层下腐蚀的长期后果,可与涂层的阴极剥离:机理、测试标准与阴极保护配套设计对照阅读;全流程验收条款的组织方式见钢结构防锈工程规范:从设计、表面处理到验收。
常见问题 FAQ
1. 已经喷砂到 Sa2.5,为什么还要测盐?
ISO 8501-1 的等级判定靠目视,评价的是氧化皮、锈和旧涂层的残留面积;可溶性盐看不见、也不随磨料被可靠带走。盐残留在锚纹谷底与点蚀坑内,涂层覆盖后靠渗透吸水,失效往往在服役一两年后才显现。三项检测互相替代不了。
2. 读数 20 µS/cm,算不算超标?
µS/cm 是溶液电导率,不是表面含盐量,不能直接对限值判断。按 ISO 8502-9 用 ρA = c·10²·V·Δγ/A 换算:c = 5 kg·m⁻²·S⁻¹、V = 3 mL、A = 1250 mm² 时约等于 24 mg/m²,对照 NORSOK 的 20 mg/m² 不合格、对照 IMO PSPC 的 50 mg/m² 合格。必须先确认萃取体积与贴片面积。
3. 同一片区域,三个检验员结果差很多,谁的对?
常见差异来源有五项:单位报告方式不同、贴片尺寸与注液量不同、停留时间不同(90 s / 2 min / 10 min)、空白本底是否扣除、是否做 25 ℃ 温度归一。把这五项对齐后,读数分散通常会收敛到正常测量误差范围内;比较结果的前提是方法一致。
4. 电导率法能不能告诉我是氯化物还是硫酸盐?
不能。电导法测的是可溶物总量,方法本身基于海水型污染假定。需要离子专项时用 ISO 8502-2(实验室氯化物)、ISO 8502-5(离子检测管氯化物)、ISO 8502-11(浊度法硫酸盐);判断表面锈蚀活性则用 ISO 8502-12 的二价铁离子滴定。厂区在燃煤电厂或化工厂附近时,硫酸盐/硝酸盐主导,总量读数仍然有效,但离子归因需另测。
5. 车间预制件运到工地后,为什么还要复测?
储运期间表面会持续接收盐沉降:沿海与内陆道路两侧的空气携带除冰盐结晶、防雨篷布内的凝露、露天堆放的雨渍与海风飞沫都会重新污染已处理表面。规范通常要求在工厂和现场两个阶段分别测定,合拢焊缝、二次热影响区还要单点补测。
6. 淡水冲洗会不会把钢面冲坏?
风险不在水本身,而在冲洗后的干燥速度与残留时间。去离子水不含新盐,短时间接触不会改变基体;真正的问题是水膜期间钢面迅速氧化形成闪锈。因此应配套吹干、烘干或升温除湿,把冲洗到涂装之间的间隔压到项目条款规定的时间内。
7. 富锌底漆对盐分更敏感吗?
富锌体系依赖锌粉与基体金属的导电接触提供牺牲保护,界面处的盐膜与腐蚀产物会干扰这种接触并加速局部点蚀,因此实践中对配套重防腐体系通常按更严一档的限值控制。具体数值仍以项目规范为准,不建议以涂料品种为理由临时放宽。
参考来源:ISO 8502-6:2020《Preparation of steel substrates before application of paints and related products — Tests for the assessment of surface cleanliness — Part 6: Extraction of soluble contaminants for analysis (The Bresle method)》;ISO 8502-9(现场电导法测定水溶性盐);ISO 8502-1/-2/-3/-4/-5/-11/-12;ISO/TR 15235:2001;NORSOK M-501:2022《Surface protection and protective coating》;IMO MSC.215(82) PSPC;ISO 21809-1:2011;ISO 12944-9;SSPC Guide 15;ASTM D4940;C. A. Zimmermann 等,The influence of soluble salts content on the performance of an epoxy coating system via accelerated corrosion tests,Matéria 25(2),2020,DOI 10.1590/S1517-707620200002.1048;DeFelsko《如何解读可溶性盐测试结果:ISO 8502-6/9 布雷斯勒法》;《中国腐蚀与防护网》2015 年钢磨料可溶性盐对喷砂表面影响的研究。
Last updated: 2026-10-30 | 客信新材料(广东)有限公司 Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd.