GB/T 7791-2014 防污漆降阻性能试验方法 | 梦能涂料每日解读标准
核心定位： 防污漆降阻性能实验室测定的“国家级方法标准”。本标准规定了防污漆降阻性能的试验原理、装置、程序及数据处理方法，适用于磨蚀型、自抛光型以及污底易脱型(FRC)防污漆的降阻性能测定。标准明确了采用圆筒试验方法，通过测定涂装防污漆的圆筒试样在海水湍流状态下的扭矩变化，结合航行模拟试验，计算降阻率。相较于1987版，本标准在技术内容上作了多项重要补充与改进，包括采用圆筒试验方法、增加航行模拟、恒温控制、传感器校准等环节，使测试结果更具可比性和准确性。建议相关检测与研发机构依据本标准进行试验，并在报告中完整记录样品信息、试验条件、数据与曲线，以确保结果的可靠性与可追溯性。
一、 标准基本信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 标准编号 | GB/T 7791-2014 |
| 发布/实施 | 2014-07-08发布 / 2014-12-01实施 |
| ICS | 87.040 G 50 |
| 适用范围 | 磨蚀型、自抛光型以及污底易脱型(FRC)防污漆的降阻性能测定。 |
| 核心内容 | 规定了试验原理、扭矩计算公式、试验装置、圆筒试样规格、试验程序、数据处理、扭矩传感器的校准和试验报告。 |
| 归口单位 | 全国涂料和颜料标准化技术委员会(SAC/TC 5)。 |
二、 核心术语与定义（第3章）
| 术语 | 定义 | 梦能涂料工程意义 |
|---|---|---|
| 降阻性能 | 降低涂层表面与海水之间摩擦阻力的能力。 | 降阻性能是自抛光型防污漆的核心功能指标，直接影响船舶的燃油经济性和航速。 |
| 降阻率 | 防污涂层在海水冲刷作用一段时间后的摩擦阻力和防污涂层与海水初始摩擦阻力相比较，摩擦阻力降低的百分数。 | 降阻率是量化评价防污漆降阻性能的核心参数，通过对比海水冲刷前后的扭矩变化计算得出。 |
三、 核心原理（第4章）
4： 本方法通过测定涂装有防污涂层的圆筒试样在海水湍流状态下的某一速度旋转时的扭矩，得出某一速度下防污涂层与海水界面的阻力，同时结合航行模拟试验，对比海水冲刷前后涂层在相同速度下阻力的变化，即可测定和评价防污漆的降阻性能和降阻率。
梦能涂料解读： 本标准的原理是扭矩对比法。通过测定圆筒试样在海水湍流状态下的旋转扭矩，结合航行模拟试验（海水冲刷），对比冲刷前后涂层在相同速度下的扭矩变化，计算降阻率。该方法通过圆筒试验替代了1987版的圆盘试验，更真实地模拟了船舶航行时涂层与海水的摩擦状态。
四、 扭矩计算公式（第5章）
5： 圆筒试样转矩大小与圆筒试样半径、高度、旋转速度、海水密度有关，可用式(1)表示：
式(1)： T = CT · 1/2 · ρ · v2 · S · R = CT · 1/2 · ρ · ω2 · R3 · S = CT · 1/2 · ρ · (2πn)2 · R3 · S
式中：
T——圆筒试样转矩，单位为牛米(N·m)；
CT——阻力系数；
ρ——海水密度，单位为千克每立方米(kg/m3)；
R——圆筒试样半径，单位为米(m)；
S——圆筒试样湿表面积，单位为平方米(m2)；
ω——圆筒试样角速度，单位为弧度每秒(rad/s)；
n——圆筒试样转速，单位为转每秒(r/s)；
v——圆筒试样线速度，v=ωR，单位为米每秒(m/s)。
在海水密度ρ、圆筒试样转速n、圆筒试样半径R、湿表面积不变的条件下，式(1)可简化为：
式(2)： T = CT · K
式中：K = 1/2 · ρ · (2πn)2 · R3 · S，为常数，单位为牛米(N·m)。
梦能涂料解读： 扭矩计算公式是标准的核心理论基础。式(1)完整表达了扭矩与各参数的关系，式(2)在试验条件恒定时简化为T与CT成正比。在工程应用中，需确保试验条件（海水密度、转速、试样尺寸）恒定，使扭矩变化直接反映阻力系数CT的变化，从而评价降阻性能。
五、 核心试验装置（第6章）
| 装置 | 规格/要求 | 梦能涂料工程意义 |
|---|---|---|
| 降阻性能试验装置 | 包括旋转电机、试验装置支架、转轴连接器、负载轴承、主试验箱、圆筒试样、操作平台、扭矩传感器（图1）。 | 试验装置是标准的核心设备。图1给出了完整的装置示意图，各部件协同工作，确保扭矩测量的准确性和可重复性。 |
| 阻力测试试验槽 | 惰性材料（如聚碳酸酯）制造，圆柱形，直径1000mm，高度800mm。顶部有活动盖板，盖板中央钻直径80mm圆孔。应设置过滤装置，与循环控温系统连接，水温控制范围15℃~30℃，控温精度±2℃。 | 试验槽是阻力测试的核心容器。惰性材料避免对试验结果的影响。循环控温系统确保水温恒定，控温精度±2℃。 |
| 航行模拟试验箱 | 惰性材料制造，可同时满足6~10个试样进行试验。各样品之间的试验槽应保持相对独立。旋转速度大于300 r/min时，流动状态为湍流。应设置过滤装置，与循环控温系统连接，水温控制范围15℃~30℃，控温精度±2℃。每6h~8h更换海水一次。 | 航行模拟试验箱是模拟船舶航行状态的核心设备。各样品槽独立，避免相互干扰。湍流状态确保模拟的真实性。定期更换海水模拟实际航行条件。 |
| 扭矩传感器 | 量程范围0N·m~10N·m，最高精度±0.1%，具备数据记录、输出功能。 | 扭矩传感器是测量的核心设备。高精度（±0.1%）确保扭矩测量的准确性。数据记录和输出功能便于数据处理和分析。 |
| 精密数控电机 | 最大功率1500W，转速范围为0r/min~1500r/min。 | 精密数控电机提供稳定的旋转动力，转速范围覆盖推荐转速（1000 r/min、1200 r/min、1500 r/min）。 |
| 粗糙度仪 | 光学测量模式，测量范围-100μm ≤ Ra ≤ 300μm，测量精度±10μm。 | 粗糙度仪用于测量涂层表面粗糙度，是评价涂层表面状态和降阻性能的重要辅助设备。 |
六、 圆筒试样规格（第7章）
7.1： 试样基材：钢基材或其他强度符合要求的复合材料，如聚碳酸酯等。
7.2： 试样规格：圆柱形试样，直径为200mm，高度为200mm，上下面封闭，上顶面中央开M50螺纹孔，用于与转轴连接。试验时，圆筒试样通过转轴放置于阻力测试试验槽中央，上下底面距离水面和试验槽底面相应距离（图2）。
梦能涂料解读： 圆筒试样规格是标准的核心。与1987版的圆盘试样相比，2014版采用圆筒试样（直径200mm，高度200mm），更真实地模拟了船舶船体的几何形状。试样基材可为钢基材或复合材料，上顶面中央开M50螺纹孔用于与转轴连接。在工程应用中，需严格按照标准规定的尺寸制备试样，确保试验结果的可比性。
七、 核心试验程序（第8章）
7.1 试样制备（8.1）
8.1.1 基材处理： 涂装防污漆样品前，对钢基材表面按GB/T 8923.2-2008进行处理，喷砂至Sa2.5级；对复合材料表面采用砂纸打磨、溶剂清洁处理。处理后参考GB/T 13288.3-2009方法，采用光学模式的粗糙度仪对基材表面粗糙度进行检测，基材表面粗糙度应不大于50μm。处理过程中应注意保持圆筒试样基材的平整。
8.1.2 涂装： 按GB/T 3186要求对试验用防污漆进行取样，并依照产品涂装要求进行试样的制备，钢基材试样需涂装防腐/防污配套体系，复合材料基材可直接涂装防污漆。采用喷涂方式进行涂装，涂装区域包括圆筒试样的环形外围和上下底面，应保持涂层表面平整、光滑。每种样品需制备3个平行样。
8.1.3： 除另有规定外，圆筒试验涂层总厚度控制在(200±20)μm范围内。
8.1.4： 空白试样：采用聚四氟乙烯材料制备空白试样，用于校准扭矩传感器。
梦能涂料解读： 试样制备是试验的基础。关键控制点包括：表面处理等级Sa2.5级（近白级）、基材粗糙度≤50μm、涂层总厚度(200±20)μm、每种样品3个平行样、聚四氟乙烯空白试样用于校准。在工程应用中，需严格控制试样制备质量，确保试验结果的可比性。
7.2 试样状态调节及厚度测量（8.2）
8.2.1： 除特殊要求外，试样制备完后，在温度(23±2)℃，相对湿度(50±5)%的室温环境下干燥7天。
8.2.2： 钢基材圆筒试样防污涂层干燥后，按GB/T 13452.2采用磁性测厚仪环绕试样外围进行涂层厚度测量，记录涂层的平均厚度。
梦能涂料解读： 状态调节是确保涂层充分固化的关键。需在标准条件(23±2)℃、相对湿度(50±5)%下干燥7天。涂层厚度测量采用磁性测厚仪，环绕试样外围进行，记录平均厚度。
7.3 试验条件（8.3）
8.3.1： 除另有规定外，试验溶液介质为(23±2)℃的天然海水或按照GB/T 7790-2008中5.1的要求配置的人造海水。
8.3.2： 进行阻力测试时，圆筒试样应尽量保持中心轴线与阻力测试试验槽的轴线重合，试样底面距离试验槽底面的高度为200mm，试验槽中海水应淹没过圆筒试样上顶面不小于300mm。
8.3.3： 圆筒试样旋转速度推荐为1000 r/min、1200 r/min或1500 r/min；或在满足湍流状态的条件下，另行商定旋转速度。
梦能涂料解读： 试验条件是标准的核心。关键控制点包括：试验溶液温度(23±2)℃、试样底面距槽底200mm、海水淹没试样上顶面≥300mm、推荐转速1000/1200/1500 r/min。在工程应用中，需严格控制试验条件，确保试验结果的可比性。
7.4 试验步骤（8.4）
8.4.1： 试验前及试验过程中，参考GB/T 13288.3-2009方法，采用具有光学测量模式的粗糙度仪测量涂层的粗糙度。
8.4.2： 将涂装防污漆的圆筒试样安装到阻力测试试验箱的转动轴上，以选定的速度旋转至扭矩传感器测得相对稳定的扭矩值，或旋转2h后停止，期间在相对稳定的状态下，扭矩传感器测量次数应不少于5次，取平均值，得到扭矩传感器测得的初始扭矩平均值dTO。
8.4.3： 将完成阻力测试的圆筒试样取下，放入航行模拟试验箱中，以与阻力测试时相同的旋转速度进行海水对涂层磨蚀抛光的航行模拟试验，持续时间20h。
8.4.4： 每天按8.4.1~8.4.3的步骤重复进行试验，记录每天测得的粗糙度值和扭矩平均值dT值；每个圆筒试样至少测试10天，或者在dT超过dTO时，可终止试验。
8.4.5： 按第9章对试验数据进行处理和对比，绘制工作曲线，评价自抛光防污漆的降阻性能。
梦能涂料解读： 试验步骤是标准的核心操作指南。关键控制点包括：初始扭矩测量（旋转至稳定或2h后停止，测量≥5次取平均值）、航行模拟试验（相同转速，20h）、每天重复（测量粗糙度和扭矩）、至少测试10天（或dT超过dTO时终止）。在工程应用中，需严格按照标准步骤操作，确保试验结果的完整性和可比性。
八、 数据处理与结果评定（第9章）
9： 降阻率按式(3)计算：
式(3)： f = (dTO - dT) / dTO × 100%
式中：
f——降阻率的数值，%；
dTO——旋转试样初始扭矩测量平均值，单位为牛米(N·m)；
dT——旋转试样每天扭矩测量平均值，单位为牛米(N·m)。
梦能涂料解读： 数据处理是标准的核心。降阻率计算公式为f = (dTO - dT) / dTO × 100%，即初始扭矩与每天扭矩的差值除以初始扭矩。通过绘制降阻率随时间变化的工作曲线，可评价自抛光防污漆的降阻性能。在工程应用中，需根据每天测得的dT值计算降阻率，并绘制工作曲线，直观展示降阻性能的变化趋势。
九、 扭矩传感器的校准（第10章）
10： 每隔一段时间，以聚四氟乙烯空白试样为基准，进行扭矩传感器的校准。记录聚四氟乙烯空白试样初始测试时的dTO，每次校准的测量值在dTO±1%范围内为合格。若传感器超过该范围，则需对扭矩传感器-试样连接轴进行校正。
梦能涂料解读： 扭矩传感器的校准是标准的核心创新点。与1987版相比，2014版增加了扭矩传感器的校准步骤。以聚四氟乙烯空白试样为基准，校准值在dTO±1%范围内为合格。在工程应用中，需定期进行校准，确保扭矩传感器的测量准确性。
十、 与1987版的主要技术差异
| 项目 | GB/T 7791-1987 | GB/T 7791-2014 |
|---|---|---|
| 试验方法 | 圆盘试验方法 | 圆筒试验方法 |
| 试样安装方式 | 水平插入式 | 垂直插入式 |
| 航行模拟 | 海水简单浸泡 | 增加了航行模拟试验步骤，以旋转海水冲刷取代 |
| 海水温度控制 | 无恒温控制 | 增加了海水恒温控制，通以循环海水温控系统 |
| 扭矩传感器校准 | 无校准步骤 | 增加了对扭矩传感器的校准步骤 |
| 涂层厚度和粗糙度测量 | 无测量要求 | 增加了对试样涂层厚度、表面粗糙度的测量 |
| 规范性引用文件 | 无 | 增加了规范性引用文件，明确规定了试验过程中涉及的相关标准 |
梦能涂料解读： 2014版与1987版相比，主要技术差异包括：试验方法由圆盘法改为圆筒法、试样安装方式由水平插入式改为垂直插入式、增加了航行模拟试验步骤（旋转海水冲刷取代简单浸泡）、增加了海水恒温控制（循环海水温控系统）、增加了扭矩传感器的校准步骤、增加了涂层厚度和表面粗糙度的测量、增加了规范性引用文件。这些变化使标准更科学、更规范，提升了降阻性能测试的准确性和可比性。
十一、 关键工程要点（梦能涂料解读）
1. 圆筒试验方法的选择： 2014版采用圆筒试验方法替代了1987版的圆盘试验方法。圆筒试样更真实地模拟了船舶船体的几何形状，使测试结果更具实际意义。在工程应用中，需使用标准规定的圆筒试样（直径200mm，高度200mm）进行试验。
2. 航行模拟试验的重要性： 2014版增加了航行模拟试验步骤，以旋转海水冲刷取代了1987版的海水简单浸泡。航行模拟试验更真实地模拟了船舶航行时涂层与海水的摩擦状态，使降阻性能评价更准确。在工程应用中，需严格按照标准规定的20h航行模拟时间进行操作。
3. 海水恒温控制： 2014版增加了海水恒温控制，通以循环海水温控系统对试验水槽和航行模拟箱进行温度控制，水温控制范围15℃~30℃，控温精度±2℃。在工程应用中，需使用循环温控系统确保水温恒定，避免温度变化对试验结果的影响。
4. 扭矩传感器的校准： 2014版增加了对扭矩传感器的校准步骤。以聚四氟乙烯空白试样为基准，校准值在dTO±1%范围内为合格。在工程应用中，需定期进行校准，确保扭矩传感器的测量准确性。
5. 涂层厚度和粗糙度的测量： 2014版增加了对试样涂层厚度、表面粗糙度的测量。涂层总厚度控制在(200±20)μm范围内。在工程应用中，需使用磁性测厚仪和光学粗糙度仪进行测量，确保涂层质量符合要求。
6. 试验周期的控制： 每个圆筒试样至少测试10天，或者在dT超过dTO时终止。在工程应用中，需确保试验周期满足标准要求，避免因试验时间不足导致评价不充分。
7. 降阻率工作曲线的绘制： 按第9章对试验数据进行处理和对比，绘制工作曲线，评价自抛光防污漆的降阻性能。在工程应用中，需根据每天测得的dT值计算降阻率，并绘制工作曲线，直观展示降阻性能的变化趋势。
8. 试验报告的完整性： 试验报告至少应包括试验样品的型号和名称、本标准编号、试验条件和试验日期、试验结果（包括测量数据及绘制曲线）、试验单位。在工程应用中，建议在试验报告中完整记录所有相关信息，确保结果的可追溯性。
十二、 核心总结
GB/T 7791-2014的核心逻辑清晰：通过圆筒试验方法（直径200mm，高度200mm）替代1987版的圆盘法，更真实地模拟船舶船体几何形状；通过航行模拟试验（旋转海水冲刷20h）替代简单浸泡，更真实地模拟船舶航行状态；通过海水恒温控制（15℃~30℃，±2℃）确保试验条件恒定；通过扭矩传感器校准（聚四氟乙烯空白试样，±1%）确保测量准确性；通过降阻率计算公式（f = (dTO - dT) / dTO × 100%）实现降阻性能的定量评价。其中，圆筒试验方法是试验方法的核心改进，航行模拟试验是降阻性能评价的关键环节，海水恒温控制是试验条件恒定的保障，扭矩传感器校准是测量准确性的基础。本标准为防污漆降阻性能的实验室测定提供了完整的技术依据，是船舶防污漆性能评价领域的重要标准。