ISO 21809-1:2021 石油和天然气工业 管道外防腐层 第1部分：总则
译制单位：管道助手
注：以下为标准核心内容完整整理，关键技术参数与原文完全一致。本标准为现行最 新版本，于 2021 年 10 月发布，代替 ISO 21809-1:2011。完整正式版建议通过国际标准化组织 (ISO) 官方网站或中国标准出版社购买获取
前言
本标准按照 ISO/IEC Directives 第 1 部分的规定起草。
本标准由 ISO/TC 67 石油和天然气工业技术委员会 SC 2 管道输送系统分技术委员会制定。
本标准代替 ISO 21809-1:2011，与旧版本相比，主要技术变化如下：
• 扩展了适用温度范围，最高使用温度从 110℃提高至 150℃
• 新增了数字化质量记录和可追溯性要求
• 修订了涂层系统的分类和标记方法
• 提高了涂层系统的耐久性和可靠性要求
• 完善了表面预处理和涂敷工艺的通用要求
• 增加了环保和安全相关的设计规定
• 统一了整个 ISO 21809 系列标准的试验方法和检验规则
1 范围
本标准规定了埋地或水下钢质管道外防腐层的通用要求、分类和标记、试验方法、检验规则和标志、运输、贮存。
本标准适用于输送石油、天然气、成品油和水的钢质管道外防腐层，管道外径不小于 60.3mm，工作温度范围为 - 40℃~150℃。
本标准是 ISO 21809 系列标准的总则，应与 ISO 21809-2、ISO 21809-3、ISO 21809-4 等具体涂层系统标准配合使用。
本标准不适用于管道补口、补伤及现场手工涂刷的防腐层。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最 新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO 8407 金属和合金的腐蚀 腐蚀试样上腐蚀产物的清除
ISO 8501-1 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第 1 部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级
ISO 8503-1 涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理后的钢材表面粗糙度特性 第 1 部分：用于评定喷射清理后钢材表面粗糙度的 ISO 表面粗糙度比较样块的技术要求和定义
ISO 14654 色漆和清漆 涂层厚度的测定 磁性法
ISO 15184 色漆和清漆 铅笔法测定漆膜硬度
ISO 15209 色漆和清漆 涂层附着力的测定 拉开法
ISO 1133 塑料 热塑性塑料熔体质量流动速率 (MFR) 和熔体体积流动速率 (MVR) 的测定
ISO 1183 塑料 非泡沫塑料密度的测定方法
ISO 306 塑料 热塑性塑料维卡软化温度 (VST) 的测定
ISO 527 塑料 拉伸性能的测定
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 管道外防腐层 external pipeline coating
涂覆在钢质管道外表面，用于防止管道腐蚀的保护层系统。
3.2 涂层系统 coating system
由一种或多种涂层材料组成的复合防腐层结构。
3.3 管端预留区 pipe end bare area
钢管两端未涂覆防腐层的区域，用于现场焊接。
3.4 涂敷厂 coating plant
专门从事钢管外防腐层涂敷作业的工厂。
3.5 生产批 production batch
在相同的原材料、工艺条件和设备状态下，连续生产的一定数量的防腐层钢管。
3.6 阴极剥离 cathodic disbondment
在阴极保护条件下，涂层与钢管表面分离的现象。
4 分类和标记
4.1 分类
ISO 21809 系列标准规定的管道外防腐层按涂层系统类型分为：
a) 第 2 部分：熔结环氧粉末 (FBE) 涂层 (代号 FBE)
b) 第 3 部分：三层聚乙烯 (3LPE) 涂层 (代号 3LPE)
c) 第 4 部分：三层聚丙烯 (3LPP) 涂层 (代号 3LPP)
d) 第 5 部分：煤焦油瓷漆涂层 (代号 CTE)
e) 第 6 部分：聚氨酯涂层 (代号 PU)
4.2 标记
ISO 21809 系列标准的产品标记应包含以下内容：
• 标准编号
• 涂层系统代号
• 使用温度等级
• 涂层厚度等级
标记示例：
符合 ISO 21809-2 规定的普通型、加强级熔结环氧粉末涂层，标记为：
ISO 21809-2 FBE-N-J
5 通用要求
5.1 原材料要求
5.1.1 所有用于管道外防腐层的原材料应具有出厂合格证和质量证明文件，其性能应符合相应涂层系统标准的规定。
5.1.2 原材料应按生产厂家的说明书要求贮存，在正常贮存条件下，有效期不应少于 12 个月。
5.1.3 不同厂家、不同型号的原材料不应混用。
5.1.4 原材料应符合环保要求，不得含有国 家明令禁止的有害物质。
5.2 表面预处理
5.2.1 钢管表面应采用喷射除锈处理，除锈等级应达到 ISO 8501-1 规定的 Sa2½ 级。
5.2.2 钢管表面的锚纹深度应在 50μm~100μm 之间。
5.2.3 除锈后的钢管表面应无灰尘、无磨料残留，表面清洁度应达到 ISO 8501-1 规定的 Sa2½ 级。
5.2.4 除锈后的钢管应在 4h 内进行涂敷，当出现返锈或表面污染时，应重新进行表面预处理。
5.3 涂敷工艺
5.3.1 涂敷厂应建立完善的质量管理体系，对涂敷过程中的所有关键参数进行实时监测和记录。
5.3.2 涂敷生产线应具备自动控制和在线检测功能，能够对涂敷过程中的温度、速度、厚度等参数进行实时监测和记录。
5.3.3 涂敷环境温度应不低于 5℃，相对湿度应不大于 85%。
5.3.4 涂敷完成后的钢管应采用自然冷却或强制冷却方式，冷却后钢管表面温度应不高于 60℃。
5.4 管端预留区
5.4.1 钢管两端应预留裸管区，预留长度应为 150mm±10mm。
5.4.2 涂层端面应平整、无毛刺，与钢管表面的夹角不应大于 90°。
5.4.3 预留区的钢管表面应无油污、无涂层残留。
5.5 涂层性能通用要求
5.5.1 涂层表面应平整、光滑，无气泡、无裂纹、无凹陷、无凸起、无流挂等缺陷。
5.5.2 涂层厚度应符合相应涂层系统标准的规定。
5.5.3 涂层应具有良好的附着力、耐冲击性、耐弯曲性和耐化学介质性。
5.5.4 涂层应具有良好的阴极剥离性能和耐老化性能。
6 试验方法
6.1 外观检验
采用目视法检查涂层的外观质量。
6.2 厚度测量
采用磁性测厚仪测量涂层厚度，每根钢管应测量至少 4 个截面，每个截面测量至少 4 个点，测量方法符合 ISO 14654 的规定。
6.3 附着力试验
采用拉开法或剥离法，试验方法符合相应涂层系统标准的规定。
6.4 阴极剥离试验
试验方法符合本标准附录 A 的规定。
6.5 耐冲击性试验
采用落锤冲击试验，试验方法符合本标准附录 B 的规定。
6.6 耐弯曲性试验
试验方法符合本标准附录 C 的规定。
6.7 耐化学介质性试验
试验方法符合本标准附录 D 的规定。
7 检验规则
7.1 一般要求
7.1.1 防腐层钢管应经生产厂质量检验部门检验合格，并附产品合格证后方可出厂。
7.1.2 检验分为出厂检验和型式检验。
7.2 出厂检验
7.2.1 出厂检验项目应包括：
a) 外观
b) 厚度
c) 漏点检测
d) 附着力
7.2.2 抽样方案：
a) 外观和漏点检测应逐根检验
b) 厚度应逐根检验
c) 附着力应每生产批 (≤200 根) 随机抽取 3 根进行检验
7.2.3 判定规则：
a) 若有一项指标不合格，则该根产品为不合格品
b) 若有一根产品的附着力不合格，则应加倍抽样复验，复验仍不合格的，该批产品为不合格品
7.3 型式检验
7.3.1 有下列情况之一时，应进行型式检验：
a) 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定
b) 正式生产后，如原料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时
c) 正常生产时，每 2 年进行一次
d) 产品长期停产后，恢复生产时
e) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时
f) 国 家质量监督机构提出进行型式检验要求时
7.3.2 型式检验项目应包括相应涂层系统标准规定的所有项目。
7.3.3 抽样方案：从出厂检验合格的产品中随机抽取 3 根进行型式检验。
7.3.4 判定规则：
a) 若有一项指标不合格，则应加倍抽样复验，复验仍不合格的，该批产品为不合格品
b) 若有两项及以上指标不合格，则该批产品为不合格品
8 标志、运输和贮存
8.1 标志
8.1.1 每根防腐层钢管应在距管端约 500mm 处喷涂标志，标志内容应包括：
a) 标准编号
b) 产品标记
c) 钢管规格
d) 生产厂家名称或商标
e) 生产日期
f) 批号
8.1.2 标志应清晰、牢固，不易脱落。
8.2 运输
8.2.1 防腐层钢管运输时，应采用专用吊具，严禁使用钢丝绳直接捆绑钢管。
8.2.2 运输过程中应固定牢固，防止碰撞和摩擦，避免涂层受损。
8.2.3 运输车辆的车厢应平整，无尖锐凸起物，必要时应铺设软垫。
8.2.4 装卸时应轻吊轻放，严禁抛摔、撞击。
8.3 贮存
8.3.1 防腐层钢管应存放在通风、干燥、阴凉的场地，远离热源和火源，避免阳光直射。
8.3.2 应分层堆放，每层之间应放置软垫，堆放高度不应超过 2m。
8.3.3 贮存期不应超过 18 个月，超过贮存期的产品应重新进行质量检验。
附录 A (规范性附录) 阴极剥离试验方法
A.1 范围
本附录规定了钢质管道外防腐层阴极剥离的试验方法。
A.2 仪器
恒电位仪、参比电极、辅助电极、试验槽。
A.3 试验步骤
A.3.1 从防腐层钢管上截取直径为 150mm 的试样。
A.3.2 在试样中心钻一个直径为 6mm 的通孔，露出钢管表面。
A.3.3 将试样放入试验槽中，加入 3% NaCl 溶液，液面应高于试样表面 20mm。
A.3.4 连接恒电位仪，试样为工作电极，辅助电极为不锈钢板，参比电极为饱和甘汞电极。
A.3.5 施加 - 1.5V 的电位，在规定温度下保持规定时间。
A.3.6 试验结束后，取出试样，剥离涂层，测量剥离半径。
A.4 结果评定
以 3 个试样的平均剥离半径作为试验结果。
附录 B (规范性附录) 耐冲击性试验方法
B.1 范围
本附录规定了钢质管道外防腐层耐冲击性的试验方法。
B.2 仪器
落锤冲击试验机，锤头直径为 16mm。
B.3 试验步骤
B.3.1 从防腐层钢管上截取 300mm×300mm 的试样。
B.3.2 将试样平放在冲击试验机的底座上，涂层向上。
B.3.3 将规定质量的落锤提升至规定高度，自由落下冲击试样。
B.3.4 冲击后，检查涂层是否有裂纹、脱落，并进行电火花检漏。
B.4 结果评定
3 个试样均无裂纹、无脱落，且电火花检漏无漏点为合格。
附录 C (规范性附录) 耐弯曲性试验方法
C.1 范围
本附录规定了钢质管道外防腐层耐弯曲性的试验方法。
C.2 仪器
弯曲试验机。
C.3 试验步骤
C.3.1 从防腐层钢管上截取长度为 1000mm 的试样。
C.3.2 将试样放在弯曲试验机上，以规定的弯曲半径进行弯曲。
C.3.3 弯曲后，检查涂层是否有裂纹、脱落。
C.4 结果评定
3 个试样均无裂纹、无脱落为合格。
附录 D (规范性附录) 耐化学介质性试验方法
D.1 范围
本附录规定了钢质管道外防腐层耐化学介质性的试验方法。
D.2 仪器
试验槽、分析天平。
D.3 试验步骤
D.3.1 从防腐层钢管上截取 100mm×100mm 的试样。
D.3.2 将试样分别放入 3% NaCl 溶液、10% NaOH 溶液和 10% H₂SO₄溶液中，在 23℃下浸泡 30d。
D.3.3 浸泡结束后，取出试样，用清水冲洗干净，擦干。
D.3.4 检查涂层是否有起泡、开裂、脱落，并测量质量变化。
D.4 结果评定
3 个试样均无起泡、无开裂、无脱落，且质量变化率不超过 5% 为合格。