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船舶涂料新标准的解读

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-->>船舶涂料新标准的解读

0 前言
从进入21世纪以来,世界性的能源危机和气候的异常,对保护海洋环境和节能减排的关注与日俱增,一些国际组织,如国际海事组织(IMO)和国际标准化组织(ISO)等相继颁布和实施一些新的船舶涂料标准,包括IMO的《控制船舶有害防污底系统国际公约》(简称AFS)、《船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准》(简称PSPC),油船货油舱保护涂料和防腐标准的附件1:《原油油船货油舱保护涂层性能标准》和附件2:《原油油船货油舱防腐保护替代方法性能标准》,以及《散货船和油船空舱保护涂层性能标准》等,ISO正在制定《船舶与海上技术——保护涂层》的系列标准也将逐步进入出版阶段。在一系列的船舶涂料国家标准中,最主要的《船体防污防锈漆体系》标准GB/T 6822已完成修订工作,即将颁布实施。船东、船舶设计、造船企业以及船舶涂料的研究和生产单位都在积极应对这些新标准的实施所带来的冲击和影响。本文试图从几个新标准的主要内容和应用对策进行讨论。
 
1 IMO的油船货油舱保护涂料和防腐标准
IMO在2006年正式批准《船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准》(PSPC)后,积极推动油船货油舱涂料和腐蚀防护的标准制定工作,其目标也要作为一项强制性标准实施。经过近3 a的涂层标准联合工作组的讨论和几轮实践的试验工作,国际海事组织(IMO)的海上安全委员会(MSC)第87次全体会议上在2010年5月19日通过了《1974年国际海上人命安全公约》(SOLAS,1974年)的第II-1/3-11条规则的修正案《油船货油舱的腐蚀防护》。作为第II-1/3-11条规则的附件1《原油油船货油舱保护涂层性能标准》[1]和附件2《原油油船货油舱防腐保护替代方法性能标准》[2]也一起通过。由于SOLAS公约的强制性,这样该公约的第II-1/3-11条规则的附件1和附件2也均作为强制性标准实施。这是国际海事组织在2001年通过《控制船舶有害防污底系统国际公约》(AFS)和2006年通过《船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准》(PSPC)的第3个与船舶涂料直接有关的强制性标准。根据公约规定该标准的生效时间表:
2013年1月1日及以后签订建造合同;
2013年7月1日及以后安放龙骨或处于类似建造阶段;
2016年1月1日及以后交付的5 000载重吨及以上的原油船。
标准适用于:5 000载重吨以上的原油船,而各方认可成品油船不必满足;但是对于原油船/成品油船兼装船是否适用问题,再经过IMO-MSC88的讨论,最终决定在SOLAS第II-1/3-11条增加脚注“原油船参见国际防止油污证书附件(格式B)1.11.1或1.11.4”可以理解为该标准既适用于原油船,也适用于原油/成品油船。
由于压载舱涂层性能标准(PSPC)的严格要求,已经在造船界产生了很大的震动,引起了设计、造船、船东、涂料供应商等的特别关注。《原油油船货油舱保护涂层性能标准》是在PSPC的基础上,根据原油船货油舱的环境条件提出的。该标准也有简称为PSPC-COT,可以讲标准的基本内容与PSPC相同,但是仍有差别,表1简明列举了这2项标准的相同与不同之处。
压载舱和货油舱PSPC比较
从表1可以看到,货油舱涂层性能要求与海水压载舱涂层是有明显的差别,特别是涂层要求耐酸性介质的性能。从该标准制定过程中的防腐涂料的验证试验结果和一些第三方的检测报告分析,有一部分防腐涂料系统在酸性和氯离子环境中,容易发生涂层间的起泡和剥离、涂层膜厚减少等。涂料生产商应重视该类产品的认可试验工作。
与货油舱保护涂层性能标准同时通过的替代标准—— 耐蚀钢和焊接材料应用标准也开始正式实施,这2项标准之间的比较见表2。
货油舱防腐方法比较
因为耐蚀钢在原油船货油舱的应用还是一项正在研发的工作,国际上日本是提出该标准的主导者,在2010年标准正式通过时,他们已有实验室的试验结果和5 a的实船部分舱室的应用数据。目前中国、韩国等也正在开发原油船货油舱专用耐蚀钢和配套焊接材料。中国船舶工业船舶涂料厦门检测站从2007年开始与国际上其他腐蚀实验室一同进行货油舱涂层性能对比试验,参与该项国际标准制定的全过程,目前已建立符合标准要求的试验设备,已开始进行货油舱涂层性能认可试验和耐蚀钢的认可试验工作,见图1、图2。
浸泡试验装置 气氛试验装置
2 ISO 16145《船舶与海上技术——保护涂层》系列标准[4]
ISO 16145系列是国际标准化组织的船舶与海上技术委员会船舶设计分委会(ISO/TC8/SC8)为满足IMO PSPC的要求而制定的涉及保护涂层及其检查方法的标准。该系列标准包括:第1部分:专用海水压载舱;第2部分:空舱;第3部分:货油舱;第4部分:水溶性盐的自动化测量;第5部分:压载舱涂层破损面积评估和计算。分别由中、韩和日本主编。由于涂层质量本身很大程度上取决于表面处理和涂装作业,因此,按照标准正确进行表面处理和涂装作业,包括各阶段的检查,具有至关重要的意义。ISO 16145可为船东、船厂和涂料生产商在新船建造期间实施IMOPSPC提供技术支撑。
与IMO-PSPC比较,ISO 16145系列标准对一些涂装施工的实施更加细化,举例如下:
(1)对PSPC在散货船双舷侧处所的顶边舱和底边舱,作为顶边舱一部分布置的空舱和其他专用舱是否可视为双舷侧处所的组成部分作了图示解释。
(2)合格涂层检验员的资质比IMO PSPC规定的
资格更加具有可操作性,为具有NACE涂层检查员2级、FROSIO检查员Ⅲ级资格或主管机关(或船级社)承认的同等资格,或至少拥有可提供文件证明的2 a涂层检验相关经历的等效资格且获得船东、船厂和涂料生产商认可的合格人员。另外增加了助理涂层检查员(由涂层检查员任命,在其监督下完成部分检查工作)和生产线质量员(line QC涂层检查员或助理检查员以外人员,主要开展正式检查前的检查工作或仅限于受托范围检查工作)。采用附表的形式具体细化了各个涂装施工阶段涂层检查员、助理涂层检查员和生产线质量员的工作范围。
(3)细化了涂装作业的工序,提出船体结构的涂装作业一般步骤(见表3),也可根据各船厂的实际工艺而不同。
船体结构涂装和检查的一般步骤
(4)针对IMO PSPC在制定过程和前几年的实施过程中,引起争议较多的条款进行了具体细化,例如:一次表面处理和二次表面处理时表面清洁度的评定、灰尘等级的判定、水溶性盐含量的测试方法、边缘的打磨处理、合拢后破损涂层面积的计算方法、合拢焊缝的范围等。应该说ISO的16145的可操作性更好。
(5)标准中增加了涂料供应商的话语权,在引言中强调了按涂料生产商的建议正确进行表面处理和涂装作业,包括各阶段的检查,具有至关重要的意义。完成一次表面处理后,应根据涂料生产商的建议在喷涂车间底漆前检查钢材表面清洁度和粗糙度。车间底漆的厚度以及与主涂层的兼容的数据要求由涂料供应商提供和建议。另外对二次表面处理的方式和清洁度的检查、修补涂层的相容性、确定最大允许的涂层厚度均要求按照涂料供应商的建议。涂料供应商应在PSPC的实施过程中每一个环节作好全程的技术服务。
ISO 16145系列标准经过近3 a的不断修改,将从2013年开始陆续进入到出版稿阶段,得以颁布实施。
3 GB/T 6822《船体防污防锈漆体系》(修订)
GB/T 6822—2007《船体防污防锈漆体系》从2008年正式实施以来,已得到船舶涂料生产厂家和船级社的广泛关注,已有不少涂料生产厂家和涂料检测站开始按照该标准进行认可工作。但在各单位按照标准进行生产和认可过程中,也发现了一些问题,主要有:耐阴极试验的判定表述不合理;防污剂的表述太笼统;防锈涂料和防污涂料之间的连接涂料未归入到防污防锈涂料体系中;中、长期效防污涂料的型式检验的浅海浸泡性检验每4 a进行一次时间太短;防污涂料和防污剂的分类;缺少对污底易脱型(或污损释放型,或不沾污型)防污涂料的防污性能的评定方法和自抛光型(或磨蚀型)防污涂料的抛光性(或磨蚀率)的评定方法等。
本次修订从2011年开始,经过2 a的修订工作,到2012年12月底已完成全部修订工作,正在进行标准审批,即将颁布正式实施。根据已完成的修订情况与GB/T 6822—2007版的主要技术差异有:
(1)标准的第1节在涂料体系中增加连接涂料品种。强调了防污涂料和船底防锈涂料的配套的重要性。
(2)标准的第3节“分类”改为防污涂料类型和防污剂类型。在防污涂料类型增加Ⅲ型:不含防污剂的非自抛光型或非磨蚀型的防污涂料(Foul ReleaseCoating,污底易脱型/污损释放型/低表面能防污涂料)。防污剂类型分成A类:铜和铜化合物;B类:不含铜和铜化合物;C类:其他,以适应一些不含铜类防污剂的防污涂料的发展方向和市场动态。
(3)防污剂突出总铜总量,分成铜总量和不含铜的杀生物剂二栏;增加挥发性有机化合物(VOC)一栏;对原毒性一栏,明确为锡总量和滴滴涕(DDT),并明确规定“不得使用”,考虑到检测仪器的检测精度和参考相关标准的要求,列出相应的有无判定指标。
(4)明确防污涂料体系的浅海浸泡性不适用于Ⅲ型防污涂料。
(5)对含防污剂的Ⅰ和Ⅱ型防污涂料与不含防污剂的Ⅲ型防污涂料的动态模拟试验要求有所不同。Ⅰ型和Ⅱ型防污涂料的试验程序按照GB/T 7789—2007的第4.3节试验程序要求,即先以(18±2) kn速度连续运转相当于航行(4 000±50) kn,再浮筏静态浸泡30 d,为1个周期。而Ⅲ型防污涂料的试验程序是先将试样放入试验浮筏进行静态浸泡试验10 d到2个月(根据产品技术要求确定,并在检验结果中注明适用的最长的海港静态浸泡时间),检查试样拍照后,再以线速度为(18±2) kn,连续运转相当于航行(4 000±50) kn,检查试样表面保留的硬壳污损生物(藤壶、硬壳苔藓虫、盘管虫等)覆盖面积并记录拍照。依此作为动态试验的1个周期。其结果应符合4.2.1.3条的要求。
(6)标准的第4.3.4节“耐阴极剥离试验(适用于Ⅰ型)”牺牲阳极材料改为锌阳极,试验时间改为182 d,结果的合格评判也作了修改。明确与配套的防污涂料一同进行耐阴极保护性试验的防锈涂料体系,不再单独做防锈涂料的耐阴极剥离性试验。
(7)标准的第4.2.2节“与阴极保护性”对结果评判的叙述有修改,明确了合格判定的数值:防污涂层与防锈涂层之间(包括连接涂层)的剥离在人造漏涂孔外缘起10 mm范围内;同时防锈涂料涂层从钢基体表面的剥离在人造漏涂孔外缘起8 mm范围内,即在整个人造漏涂孔周围被剥离涂层的计算等效圆直径为19 mm范围内,以便于试验和检定。该试验方法仅适用于钢基材的防污涂料体系。Ⅲ型防污涂料的与阴极保护相容性应符合产品的技术要求,表示由涂料生产商根据各自的产品技术要求来定。
(8)标准的第6.4.1节“检验条件”型式检验的a) 修改为:正常生产时,每4 a应进行一次型式检验;中、长期效防污涂料的浅海浸泡性试验每8 a进行一次型式检验。
(9)取消了防锈涂料产品的常温型和低温型的分类划分。
 
4 结语
从上面标准的制定过程可以看到:
(1)IMO的《油船货油舱保护涂料和防腐标准》是继《船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准》(PSPC)后又一项强制性标准,它包括保护涂层和替代的耐蚀钢材料2个附录。目前涂料和耐蚀钢的认可工作正在开始。
(2)ISO 16145《船舶与海上技术——防护涂料和检验方法》系列标准是国际标准化组织积极参与船舶涂料和涂装技术的新发展的工作之一,为船东、船厂和涂料生产商在新船建造期间实施IMO PSPC提供技术支撑。
(3)GB/T 6822—2007《船体防污防锈漆体系》是船舶涂料一系列的国家标准中最为重要和难度最大的标准之一,它的修订也体现了船舶防污涂料技术的进步和发展。
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