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      船舶涂料新標準的解讀

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      0 前言
      從進入21世紀以來,世界性的能源危機和氣候的異常,對保護海洋環境和節能減排的關注與日俱增,一些國際組織,如國際海事組織(IMO)和國際標準化組織(ISO)等相繼頒布和實施一些新的船舶涂料標準,包括IMO的《控制船舶有害防污底系統國際公約》(簡稱AFS)、《船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側處所保護涂層性能標準》(簡稱PSPC),油船貨油艙保護涂料和防腐標準的附件1:《原油油船貨油艙保護涂層性能標準》和附件2:《原油油船貨油艙防腐保護替代方法性能標準》,以及《散貨船和油船空艙保護涂層性能標準》等,ISO正在制定《船舶與海上技術——保護涂層》的系列標準也將逐步進入出版階段。在一系列的船舶涂料國家標準中,最主要的《船體防污防銹漆體系》標準GB/T 6822已完成修訂工作,即將頒布實施。船東、船舶設計、造船企業以及船舶涂料的研究和生產單位都在積極應對這些新標準的實施所帶來的沖擊和影響。本文試圖從幾個新標準的主要內容和應用對策進行討論。
       
      1 IMO的油船貨油艙保護涂料和防腐標準
      IMO在2006年正式批準《船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側處所保護涂層性能標準》(PSPC)后,積極推動油船貨油艙涂料和腐蝕防護的標準制定工作,其目標也要作為一項強制性標準實施。經過近3 a的涂層標準聯合工作組的討論和幾輪實踐的試驗工作,國際海事組織(IMO)的海上安全委員會(MSC)第87次全體會議上在2010年5月19日通過了《1974年國際海上人命安全公約》(SOLAS,1974年)的第II-1/3-11條規則的修正案《油船貨油艙的腐蝕防護》。作為第II-1/3-11條規則的附件1《原油油船貨油艙保護涂層性能標準》[1]和附件2《原油油船貨油艙防腐保護替代方法性能標準》[2]也一起通過。由于SOLAS公約的強制性,這樣該公約的第II-1/3-11條規則的附件1和附件2也均作為強制性標準實施。這是國際海事組織在2001年通過《控制船舶有害防污底系統國際公約》(AFS)和2006年通過《船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側處所保護涂層性能標準》(PSPC)的第3個與船舶涂料直接有關的強制性標準。根據公約規定該標準的生效時間表:
      2013年1月1日及以后簽訂建造合同;
      2013年7月1日及以后安放龍骨或處于類似建造階段;
      2016年1月1日及以后交付的5 000載重噸及以上的原油船。
      標準適用于:5 000載重噸以上的原油船,而各方認可成品油船不必滿足;但是對于原油船/成品油船兼裝船是否適用問題,再經過IMO-MSC88的討論,最終決定在SOLAS第II-1/3-11條增加腳注“原油船參見國際防止油污證書附件(格式B)1.11.1或1.11.4”可以理解為該標準既適用于原油船,也適用于原油/成品油船。
      由于壓載艙涂層性能標準(PSPC)的嚴格要求,已經在造船界產生了很大的震動,引起了設計、造船、船東、涂料供應商等的特別關注!对陀痛浻团摫Wo涂層性能標準》是在PSPC的基礎上,根據原油船貨油艙的環境條件提出的。該標準也有簡稱為PSPC-COT,可以講標準的基本內容與PSPC相同,但是仍有差別,表1簡明列舉了這2項標準的相同與不同之處。
      壓載艙和貨油艙PSPC比較
      從表1可以看到,貨油艙涂層性能要求與海水壓載艙涂層是有明顯的差別,特別是涂層要求耐酸性介質的性能。從該標準制定過程中的防腐涂料的驗證試驗結果和一些第三方的檢測報告分析,有一部分防腐涂料系統在酸性和氯離子環境中,容易發生涂層間的起泡和剝離、涂層膜厚減少等。涂料生產商應重視該類產品的認可試驗工作。
      與貨油艙保護涂層性能標準同時通過的替代標準—— 耐蝕鋼和焊接材料應用標準也開始正式實施,這2項標準之間的比較見表2。
      貨油艙防腐方法比較
      因為耐蝕鋼在原油船貨油艙的應用還是一項正在研發的工作,國際上日本是提出該標準的主導者,在2010年標準正式通過時,他們已有實驗室的試驗結果和5 a的實船部分艙室的應用數據。目前中國、韓國等也正在開發原油船貨油艙專用耐蝕鋼和配套焊接材料。中國船舶工業船舶涂料廈門檢測站從2007年開始與國際上其他腐蝕實驗室一同進行貨油艙涂層性能對比試驗,參與該項國際標準制定的全過程,目前已建立符合標準要求的試驗設備,已開始進行貨油艙涂層性能認可試驗和耐蝕鋼的認可試驗工作,見圖1、圖2。
      浸泡試驗裝置 氣氛試驗裝置
      2 ISO 16145《船舶與海上技術——保護涂層》系列標準[4]
      ISO 16145系列是國際標準化組織的船舶與海上技術委員會船舶設計分委會(ISO/TC8/SC8)為滿足IMO PSPC的要求而制定的涉及保護涂層及其檢查方法的標準。該系列標準包括:第1部分:專用海水壓載艙;第2部分:空艙;第3部分:貨油艙;第4部分:水溶性鹽的自動化測量;第5部分:壓載艙涂層破損面積評估和計算。分別由中、韓和日本主編。由于涂層質量本身很大程度上取決于表面處理和涂裝作業,因此,按照標準正確進行表面處理和涂裝作業,包括各階段的檢查,具有至關重要的意義。ISO 16145可為船東、船廠和涂料生產商在新船建造期間實施IMOPSPC提供技術支撐。
      與IMO-PSPC比較,ISO 16145系列標準對一些涂裝施工的實施更加細化,舉例如下:
      (1)對PSPC在散貨船雙舷側處所的頂邊艙和底邊艙,作為頂邊艙一部分布置的空艙和其他專用艙是否可視為雙舷側處所的組成部分作了圖示解釋。
      (2)合格涂層檢驗員的資質比IMO PSPC規定的
      資格更加具有可操作性,為具有NACE涂層檢查員2級、FROSIO檢查員Ⅲ級資格或主管機關(或船級社)承認的同等資格,或至少擁有可提供文件證明的2 a涂層檢驗相關經歷的等效資格且獲得船東、船廠和涂料生產商認可的合格人員。另外增加了助理涂層檢查員(由涂層檢查員任命,在其監督下完成部分檢查工作)和生產線質量員(line QC涂層檢查員或助理檢查員以外人員,主要開展正式檢查前的檢查工作或僅限于受托范圍檢查工作)。采用附表的形式具體細化了各個涂裝施工階段涂層檢查員、助理涂層檢查員和生產線質量員的工作范圍。
      (3)細化了涂裝作業的工序,提出船體結構的涂裝作業一般步驟(見表3),也可根據各船廠的實際工藝而不同。
      船體結構涂裝和檢查的一般步驟
      (4)針對IMO PSPC在制定過程和前幾年的實施過程中,引起爭議較多的條款進行了具體細化,例如:一次表面處理和二次表面處理時表面清潔度的評定、灰塵等級的判定、水溶性鹽含量的測試方法、邊緣的打磨處理、合攏后破損涂層面積的計算方法、合攏焊縫的范圍等。應該說ISO的16145的可操作性更好。
      (5)標準中增加了涂料供應商的話語權,在引言中強調了按涂料生產商的建議正確進行表面處理和涂裝作業,包括各階段的檢查,具有至關重要的意義。完成一次表面處理后,應根據涂料生產商的建議在噴涂車間底漆前檢查鋼材表面清潔度和粗糙度。車間底漆的厚度以及與主涂層的兼容的數據要求由涂料供應商提供和建議。另外對二次表面處理的方式和清潔度的檢查、修補涂層的相容性、確定最大允許的涂層厚度均要求按照涂料供應商的建議。涂料供應商應在PSPC的實施過程中每一個環節作好全程的技術服務。
      ISO 16145系列標準經過近3 a的不斷修改,將從2013年開始陸續進入到出版稿階段,得以頒布實施。
      3 GB/T 6822《船體防污防銹漆體系》(修訂)
      GB/T 6822—2007《船體防污防銹漆體系》從2008年正式實施以來,已得到船舶涂料生產廠家和船級社的廣泛關注,已有不少涂料生產廠家和涂料檢測站開始按照該標準進行認可工作。但在各單位按照標準進行生產和認可過程中,也發現了一些問題,主要有:耐陰極試驗的判定表述不合理;防污劑的表述太籠統;防銹涂料和防污涂料之間的連接涂料未歸入到防污防銹涂料體系中;中、長期效防污涂料的型式檢驗的淺海浸泡性檢驗每4 a進行一次時間太短;防污涂料和防污劑的分類;缺少對污底易脫型(或污損釋放型,或不沾污型)防污涂料的防污性能的評定方法和自拋光型(或磨蝕型)防污涂料的拋光性(或磨蝕率)的評定方法等。
      本次修訂從2011年開始,經過2 a的修訂工作,到2012年12月底已完成全部修訂工作,正在進行標準審批,即將頒布正式實施。根據已完成的修訂情況與GB/T 6822—2007版的主要技術差異有:
      (1)標準的第1節在涂料體系中增加連接涂料品種。強調了防污涂料和船底防銹涂料的配套的重要性。
      (2)標準的第3節“分類”改為防污涂料類型和防污劑類型。在防污涂料類型增加Ⅲ型:不含防污劑的非自拋光型或非磨蝕型的防污涂料(Foul ReleaseCoating,污底易脫型/污損釋放型/低表面能防污涂料)。防污劑類型分成A類:銅和銅化合物;B類:不含銅和銅化合物;C類:其他,以適應一些不含銅類防污劑的防污涂料的發展方向和市場動態。
      (3)防污劑突出總銅總量,分成銅總量和不含銅的殺生物劑二欄;增加揮發性有機化合物(VOC)一欄;對原毒性一欄,明確為錫總量和滴滴涕(DDT),并明確規定“不得使用”,考慮到檢測儀器的檢測精度和參考相關標準的要求,列出相應的有無判定指標。
      (4)明確防污涂料體系的淺海浸泡性不適用于Ⅲ型防污涂料。
      (5)對含防污劑的Ⅰ和Ⅱ型防污涂料與不含防污劑的Ⅲ型防污涂料的動態模擬試驗要求有所不同。Ⅰ型和Ⅱ型防污涂料的試驗程序按照GB/T 7789—2007的第4.3節試驗程序要求,即先以(18±2) kn速度連續運轉相當于航行(4 000±50) kn,再浮筏靜態浸泡30 d,為1個周期。而Ⅲ型防污涂料的試驗程序是先將試樣放入試驗浮筏進行靜態浸泡試驗10 d到2個月(根據產品技術要求確定,并在檢驗結果中注明適用的最長的海港靜態浸泡時間),檢查試樣拍照后,再以線速度為(18±2) kn,連續運轉相當于航行(4 000±50) kn,檢查試樣表面保留的硬殼污損生物(藤壺、硬殼苔蘚蟲、盤管蟲等)覆蓋面積并記錄拍照。依此作為動態試驗的1個周期。其結果應符合4.2.1.3條的要求。
      (6)標準的第4.3.4節“耐陰極剝離試驗(適用于Ⅰ型)”犧牲陽極材料改為鋅陽極,試驗時間改為182 d,結果的合格評判也作了修改。明確與配套的防污涂料一同進行耐陰極保護性試驗的防銹涂料體系,不再單獨做防銹涂料的耐陰極剝離性試驗。
      (7)標準的第4.2.2節“與陰極保護性”對結果評判的敘述有修改,明確了合格判定的數值:防污涂層與防銹涂層之間(包括連接涂層)的剝離在人造漏涂孔外緣起10 mm范圍內;同時防銹涂料涂層從鋼基體表面的剝離在人造漏涂孔外緣起8 mm范圍內,即在整個人造漏涂孔周圍被剝離涂層的計算等效圓直徑為19 mm范圍內,以便于試驗和檢定。該試驗方法僅適用于鋼基材的防污涂料體系。Ⅲ型防污涂料的與陰極保護相容性應符合產品的技術要求,表示由涂料生產商根據各自的產品技術要求來定。
      (8)標準的第6.4.1節“檢驗條件”型式檢驗的a) 修改為:正常生產時,每4 a應進行一次型式檢驗;中、長期效防污涂料的淺海浸泡性試驗每8 a進行一次型式檢驗。
      (9)取消了防銹涂料產品的常溫型和低溫型的分類劃分。
       
      4 結語
      從上面標準的制定過程可以看到:
      (1)IMO的《油船貨油艙保護涂料和防腐標準》是繼《船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側處所保護涂層性能標準》(PSPC)后又一項強制性標準,它包括保護涂層和替代的耐蝕鋼材料2個附錄。目前涂料和耐蝕鋼的認可工作正在開始。
      (2)ISO 16145《船舶與海上技術——防護涂料和檢驗方法》系列標準是國際標準化組織積極參與船舶涂料和涂裝技術的新發展的工作之一,為船東、船廠和涂料生產商在新船建造期間實施IMO PSPC提供技術支撐。
      (3)GB/T 6822—2007《船體防污防銹漆體系》是船舶涂料一系列的國家標準中最為重要和難度最大的標準之一,它的修訂也體現了船舶防污涂料技術的進步和發展。
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