金曉鴻

    （ 中船重工第七二五所廈門分部，福建廈門 361002）

    0 引言

    進入21 世紀以來，世界性的能源危機和氣候的異常，使人們對保護海洋環(huán)境和節(jié)能減排的關(guān)注與日俱增，國際海事組織（IMO）和國際標準化組織（ISO）等國際組織相繼頒布和實施了一系列新的船舶涂料標準，包括IMO《控制船舶有害防污底系統(tǒng)國際公約》（簡稱AFS 公約）、《船舶專用海水壓載艙保護涂層性能標準》（簡稱PSPC）和《油船貨油艙保護涂料和防腐》等標準。為了更好地強制實施IMO 的這些新標準，ISO 等國際組織也正在制定一些相關(guān)的標準，如《船舶防污底系統(tǒng)的海洋環(huán)境風(fēng)險評估》、《船舶與海上技術(shù)——保護涂層》等系列標準。這些標準的制定和頒布實施會給船東、船舶設(shè)計、造船企業(yè)，以及船舶涂料的研究和生產(chǎn)單位帶來沖擊和影響。我國正在積極應(yīng)對這些船舶涂料和涂裝國際新標準的發(fā)展，已經(jīng)從以往的按照國際標準做、簡單被動地引進和原封不動地實施，發(fā)展到目前積極主動地提出和參與國際標準的制定的全過程。本文介紹幾個國際新標準的主要內(nèi)容和應(yīng)用，以及我國參與制定情況。

    1 IMO《控制船舶有害防污底系統(tǒng)國際公約2001》［1］

    在21 世紀初，國際海事組織單獨為船舶防污涂料頒布了一個《船舶防污底公約 2001》國際公約，說明了船舶防污涂料本身對海洋環(huán)境保護的重要性。從該國際標準的重要性和規(guī)格來講，《船舶防污底公約 2001》是國際性條約中最高級別的國際性文件，不僅公約本身的內(nèi)容是強制性的，而且與公約相關(guān)的附件也均是強制性的文件，是各國政府制定各自法規(guī)和政策的重要依據(jù)。雖然從該公約本身的內(nèi)容來看，在當時僅僅是禁止使用有機錫防污涂料，而當時我國絕大多數(shù)船舶涂料的生產(chǎn)、研究單位還正處于開發(fā)有機錫防污涂料的階段，該國際公約的頒布和即將禁止有機錫防污涂料在船舶上使用所帶來的沖擊還很小，因此對我國涂料行業(yè)引起的“震動”不大。當時我國船舶涂料的生產(chǎn)、研究和檢測人員沒有機會參與到制定該國際公約的過程中，被隔絕在這個國際性的“圓桌”之外，只是處于聽聽這種信息的狀態(tài)。當國際上幾家主要的船舶涂料生產(chǎn)廠家已經(jīng)開始研發(fā)取代有機錫防污涂料的新一代自拋光或磨蝕型防污涂料時，我國船舶涂料行業(yè)還只是根據(jù)這些技術(shù)信息進行新型船舶防污涂料的研發(fā)。

    國際海事組織在2001 年10 月通過了《國際控制船舶有害防污底系統(tǒng)公約，2001 年》，公約要求從2003 年1 月1 日起禁用含有機錫防污劑的防污涂料，2008 年1 月1 日起對現(xiàn)有船舶完全禁用含有機錫防污劑的防污涂料。一直到2007 年9 月17 日簽字國達到34 個，占世界商船總噸位的52.81%，才滿足公約實施的要求。經(jīng)過1 年后，于2008 年9 月該公約開始進入強制執(zhí)行階段，2010 年我國正式成為簽字國。我國不僅僅要求完全實施《船舶防污底公約 2001》，而且也特別重視在我國水域內(nèi)禁止使用有機錫防污涂料產(chǎn)品，交通運輸部于2012 年開始實施《國內(nèi)航行船舶控制有害防污底系統(tǒng)暫行規(guī)定》。

    該公約的禁用物質(zhì)清單為開放性清單，雖然目前僅禁用有機錫一種物質(zhì)，但未來可能進一步增加禁用物質(zhì)。《船舶防污底公約 2001》的附則2 和附則3 提出了防污涂料及其生物殺傷劑（即防污劑）的環(huán)境風(fēng)險評估的工作。公約的決議3《船舶防污底系統(tǒng)的認可和試驗方法》要求各國就含有防污活性物質(zhì)的防污底系統(tǒng)的試驗方法、評估方法和性能標準繼續(xù)開展工作。

    2 船舶防污涂料和防污劑的海洋環(huán)境風(fēng)險評估相關(guān)標準

    《船舶防污底公約 2001》要求對新增禁用防污活性物質(zhì)提供相應(yīng)的特征數(shù)據(jù)，其中包括防污活性物質(zhì)的成分名稱和化學(xué)文摘社（CAS）登記號、對環(huán)境和非目標生物、人類健康或水質(zhì)產(chǎn)生不利影響濃度的可能性的證明材料、對環(huán)境或生態(tài)的風(fēng)險數(shù)據(jù)、采用相關(guān)的數(shù)學(xué)模型對環(huán)境濃度的預(yù)測，以及相關(guān)的理化性能數(shù)據(jù)。國際標準化組織也在近十年內(nèi)相繼開展了船舶防污涂料和防污劑的海洋環(huán)境風(fēng)險評估相關(guān)標準的編制工作，其中主要是：ISO 13073 的系列標準《船舶和海洋技術(shù)——船舶防污底系統(tǒng)風(fēng)險評估》［2］。

    計劃編制的ISO 13073 系列標準有3 個：

    第一，ISO 13073-1 ：2012《船舶和海洋技術(shù)——船舶防污底系統(tǒng)風(fēng)險評估 第1 部分》，使用在防污底系統(tǒng)中的殺生物活性物質(zhì)的海洋環(huán)境風(fēng)險評估方法。

    第二，ISO 13073-2 ：2012《船舶和海洋技術(shù)——船舶防污底系統(tǒng)風(fēng)險評估 第2 部分》含有殺生物活性物質(zhì)的防污底系統(tǒng)的海洋環(huán)境風(fēng)險評估方法。

    第三，ISO 13073-3 ：2012《船舶和海洋技術(shù)——船舶防污底系統(tǒng)風(fēng)險評估 第3 部分》船舶在涂裝和去除含有殺生物活性物質(zhì)的防污涂料時對人類健康風(fēng)險評估方法。

    該系列標準中，-1 和-2 已經(jīng)在2102 年頒布實施，-3 目前正在編制過程中。我國沒有參與-1 和-2的編制工作，但是已經(jīng)參與了-3 的工作組工作。

    在防污涂料的防污劑環(huán)境風(fēng)險評估工作中，一個很重要的技術(shù)參數(shù)是防污活性物質(zhì)滲出率的測定方法，雖然ISO、ASTM（美國材料試驗學(xué)會）和中國的國標已經(jīng)制定了銅化合物、有機錫防污劑、DDT（滴滴涕）和其他殺生物劑活性物質(zhì)滲出率的實驗室測定方法，但是普遍認為實驗室方法測得的滲出率數(shù)據(jù)與實際情況相差較大，因此不建議作為防污劑環(huán)境風(fēng)險評估的計算數(shù)據(jù)。為此，ISO 編制了ISO10890—2010《利用質(zhì)量平衡方法計算防污漆中防污活性物質(zhì)的滲出率模型》標準［3］。該標準方法基于船舶的防污涂層參數(shù)，以更接近實際和最不利條件下的滲出模型為邊界條件來計算滲出率，可應(yīng)用于防污劑的環(huán)境風(fēng)險評估計算。

    中國船級社（CCS）在完成國家環(huán)境保護部與聯(lián)合國開發(fā)計劃署（UNDP）合作開發(fā)項目“中國用于防污漆生產(chǎn)的滴滴涕替代”中所承擔的“防污漆產(chǎn)品檢驗?zāi)芰ㄔO(shè)項目”的工作中，新制定了《防污漆防污活性物質(zhì)海洋環(huán)境風(fēng)險評估方法》，開展了對國內(nèi)外常見防污活性物質(zhì)的風(fēng)險評估工作，在評估的基礎(chǔ)上建立了《常用防污活性物質(zhì)清單》，編制完成的《防污漆產(chǎn)品檢驗指南》中引入了風(fēng)險評估方法（待批準頒布），明確禁止在防污涂料中使用有機錫化合物和DDT 作為防污劑，建立了防污涂料生產(chǎn)企業(yè)對所使用的防污活性物質(zhì)的申報制度，對于未列入《常用防污活性物質(zhì)清單》的防污活性物質(zhì)實施強制性的風(fēng)險評估要求。該指南是我國首個，也是國際海事界首個引入強制性風(fēng)險評估制度的防污涂料管理辦法［4］。

    上述一系列的標準、指南和方法向防污涂料的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用單位告示重視防污劑的應(yīng)用問題。目前最簡單和經(jīng)濟的方法是對照CCS 的《防污漆產(chǎn)品檢驗指南》中提出的《常用防污活性物質(zhì)清單》，對于不在清單中的防污劑盡量不用，因為畢竟作為防污涂料的研究和生產(chǎn)單位，要完成新的防污活性物質(zhì)的環(huán)境風(fēng)險評估的工作時間太長，投資太大，而且風(fēng)險也大。

    3 IMO《油船貨油艙保護涂料和防腐》

    2006 年IMO 正式批準《船舶專用海水壓載艙保護涂層性能標準》（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(jīng)過近3 a 的涂層標準聯(lián)合工作組的討論和幾輪實踐的試驗工作，IMO 于2010 年5 月19 日通過了《1974 年國際海上人命安全公約》（SOLAS公約）的第II-1/3-11 條規(guī)則的修正案《油船貨油艙的腐蝕防護》，作為第II-1/3-11 條規(guī)則的附件1《油船貨油艙保護涂料性能標準》和附件2《油船貨油艙腐蝕防護替代方法性能標準》也一起通過，并作為強制性標準實施。這是IMO 在2001 年通過《控制船舶有害防污底系統(tǒng)國際公約》和2006 年通過《船舶專用海水壓載艙保護涂層性能標準》（PSPC）后的第3 個與船舶涂料直接有關(guān)的強制性標準。從2013 年1 月1 日起簽訂建造合同的原油船要求強制按照該標準實施。

    該標準適用于5 000 載重噸以上的原油船，而各方認可的成品油船不必滿足［6］。由于壓載艙涂層性能標準（PSPC）的嚴格要求，已經(jīng)在造船界產(chǎn)生了很大的震動，引起了設(shè)計、造船、船東、油漆供應(yīng)商等的特別關(guān)注。貨油艙保護涂層性能標準（PSPC-COT）是在PSPC 的基礎(chǔ)上，根據(jù)原油船貨油艙的環(huán)境條件提出的，其基本內(nèi)容與PSPC 相同，但是仍有差別，見表1。

表1 壓載艙和貨油艙PSPC 比較

Table 1 The comparison of PSPC between ballast tank and cargo oil tank

    由表1 可見：貨油艙涂層性能要求與海水壓載艙涂層有明顯的差別，特別是前者涂層要求耐酸性介質(zhì)的性能。從該標準制定過程中的防腐涂料的驗證試驗結(jié)果和一些第三方的檢測報告分析，有一部分防腐涂料系統(tǒng)在酸性和氯離子環(huán)境中，容易發(fā)生涂層間的起泡和剝離、涂層膜厚減少等弊病。涂料生產(chǎn)商應(yīng)重視該類涂料產(chǎn)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(yīng)用標準》也開始正式實施，這2 項標準的比較見表2。

表2 貨油艙防腐涂層和耐蝕鋼比較

Table 2 The comparison between anticorrosion coating for cargo oil tank and corrosion resistant steel

    耐蝕鋼在原油船貨油艙的應(yīng)用還處于研發(fā)階段，日本是提出該標準的主導(dǎo)者，在2010 年該標準正式通過時，他們已有實驗室的試驗結(jié)果和5 a 的實船的部分艙室的應(yīng)用數(shù)據(jù)。目前我國、韓國等也正在開發(fā)原油船貨油艙專用耐蝕鋼和配套焊接材料。中國船舶工業(yè)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(shè)備，并已開始進行貨油艙涂層性能和耐蝕鋼的認可試驗工作［5］。

    4 ISO 16145《船舶與海上技術(shù)——保護涂層》

    系列標準ISO 16145 系列標準是國際標準化組織的船舶與海上技術(shù)委員會船舶設(shè)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和第5 部分：壓載艙涂層破損面積評估和計算。分別由中、韓和日三國主編。由于涂層質(zhì)量在很大程度上取決于表面處理和涂裝作業(yè)，因此，按照標準正確進行表面處理和涂裝作業(yè)，包括各階段的檢查至關(guān)重要。ISO16145 可為船東、船廠和涂料生產(chǎn)商在新船建造期間實施IMO-PSPC 提供技術(shù)支撐。與IMO-PSPC 比較，ISO16145 系列標準對一些涂裝施工的實施更加細化，舉例如下：

    （1） 合格涂層檢驗員的資質(zhì)比IMO-PSPC 規(guī)定的資格更加具有可操作性，增加了助理涂層檢查員和生產(chǎn)線質(zhì)量員，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。

    （2） ISO 16145 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(yīng)該說ISO 16145 的可操作性更好。

    （3） ISO 16145 標準中增加了涂料供應(yīng)商的話語權(quán)，在引言中強調(diào)了按涂料生產(chǎn)商的建議正確進行表面處理和涂裝作業(yè)，其中包括各階段的檢查。完成一次表面處理后，應(yīng)根據(jù)涂料生產(chǎn)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兼容的數(shù)據(jù)要求由涂料供應(yīng)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(yīng)商的建議。涂料供應(yīng)商應(yīng)在PSPC 實施過程中的每一個環(huán)節(jié)作好全程的技術(shù)服務(wù)。

    ISO 16145 系列標準經(jīng)過近3 a 的不斷修改，已從2013 年開始陸續(xù)進入到出版稿階段和頒布實施。我國直接參加了該系列標準制定的全過程，并是第5部分“壓載艙涂層破損面積評估和計算”的提出者。

    5 防污涂層和船體性能評估相關(guān)性標準

    與防污涂層的環(huán)境風(fēng)險評估同樣重要的另一個性能指標是防污涂層對降低船體表面摩擦阻力的作用的評估方法。ISO/TC8/SC2/WG7（國際標準化組織的船舶與海上技術(shù)委員會船舶設(shè)計分委會第7 工作組）正在組織編寫ISO 19030-1、-2 和-3 的系列標準。目前標準名稱是：《船體和螺旋槳性能測量》，內(nèi)容關(guān)于防污涂層對船體表面阻力性能的影響，以及采用主軸功率和船速的測定方法進行評定。我國正在參加該系列標準的制定工作。

    另外，我國也正在制定防污涂層的磨蝕率和摩擦阻力的測量標準——《船舶防污漆磨蝕率測定法》和《防污漆降阻性能試驗方法》，已進入報批稿階段。這也為中國標準轉(zhuǎn)為國際標準創(chuàng)造了條件。

    6 GB/T 6822—2007《船體防污防銹漆體系》（第 2 版）

    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(chǎn)廠家和船級社的廣泛關(guān)注，已有不少涂料生產(chǎn)廠家和涂料檢測站開始按照該標準進行認可工作，但在各單位按照該標準進行生產(chǎn)和認可過程中也發(fā)現(xiàn)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(tǒng)；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、長期效防污涂料型式檢驗的淺海浸泡性檢驗每4 a 進行1 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。

    從2011 年開始著手對其進行修訂，經(jīng)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，即將正式頒布實施。根據(jù)已完成的修訂情況，與GB/T 6822—2007 版的主要技術(shù)差異有：

    （1） 標準的第1 節(jié)在涂料體系中增加連接涂料品種，強調(diào)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(jié)“ 分類”改為“ 防污涂料類型和防污劑類型”。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（FoulRelease Coating 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(yīng)一些不含銅類防污劑的防污涂料的發(fā)展方向和市場動態(tài)。

    （3） 防污劑突出銅總量，分成銅總量和不含銅的生物殺傷劑2 欄；增加揮發(fā)性有機化合物（VOC）1 欄；對原毒性1 欄，明確為錫總量和滴滴涕（DDT），并明確規(guī)定“不得使用”；考慮到檢測儀器的檢測精度和參考相關(guān)標準的要求，列出相應(yīng)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 型防污漆。

    （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(tài)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(jié)試驗程序要求，即先以（18±2）kn 速度連續(xù)運轉(zhuǎn)，相當于航行（4 000±50）kn，再浮筏靜態(tài)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(tài)浸泡試驗10 d 到2 個月（根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求確定，并在檢驗結(jié)果中注明適用的最長的海港靜態(tài)浸泡時間），檢查試樣并拍照后，再以線速度為（18±2）kn 連續(xù)運轉(zhuǎn)，相當于航行（4 000±50）kn，檢查試樣表面留有的硬殼污損生物（藤壺、硬殼苔蘚蟲、盤管蟲等）的覆蓋面積并記錄拍照。以此作為動態(tài)試驗的1 個周期，其結(jié)果應(yīng)符合4.2.1.3 條的要求。

    （6） 標準的第4.3.4 節(jié)“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(jié)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(jié)“與陰極保護性”對結(jié)果評判的敘述有修改，明確了合格判定的數(shù)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(nèi)；同時防銹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(nèi)，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(nèi)，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 型防污涂料與陰極保護相容性應(yīng)符合產(chǎn)品的技術(shù)要求，應(yīng)由涂料生產(chǎn)商根據(jù)各自的產(chǎn)品技術(shù)要求來定。

    （8） 標準的第6.4.1 節(jié)“檢驗條件”型式檢驗的“a）”條款修改為：正常生產(chǎn)時，每4 a 應(yīng)進行1 次型式檢驗；中、長期效防污涂料的淺海浸泡性試驗每8a 進行1 次型式檢驗。

    （9） 取消了防銹涂料產(chǎn)品的常溫型和低溫型的分類劃分。

    7 結(jié)語

    從上述標準的制定過程可以歸納如下：

    （1） IMO《控制船舶有害防污底系統(tǒng)國際公約2001》是船舶涂料在國際海事組織頒布實施的公約和條例的最重要的文件之一。該公約不僅禁止使用有機錫防污劑，而且對新的防污活性物質(zhì)的環(huán)境風(fēng)險評估和準入提供了工作途徑和相關(guān)規(guī)定。國際標準化組織也在配合IMO 的船舶防污底公約實施中配套提出了一系列的環(huán)境風(fēng)險評估標準。

    （2） IMO《油船貨油艙保護涂料和防腐》是繼《船舶專用海水壓載艙保護涂層性能標準》（PSPC）后推出的又一項強制性標準，其中包括保護涂層和替代的耐蝕鋼材料2 個附錄。同時ISO 16145《船舶與海上技術(shù)——保護涂層》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(shù)的新開展的工作之一，為船東、船廠和涂料生產(chǎn)商在新船建造期間實施IMO-PSPC 提供技術(shù)支撐。

    （3） 與船舶節(jié)能減排相關(guān)的防污涂層的另一個性能指標是防污涂層對降低船體表面摩擦阻力作用的評估方法。ISO 正在進行這方面的標準編制工作，我國也正在編制與防污涂層的表面特性有關(guān)的標準。

    （4） GB/T 6822—2007《船體防污防銹漆體系》是船舶涂料一系列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(xiàn)了船舶防污涂料技術(shù)的發(fā)展趨勢。

    參考文獻

    1　International Convention on the Control Harmful Anti-fouling Systemson Ships［S］，2001（AFS 2001），IMO.

    2　ISO 13073 Ships and Marine Technology—Risk Assessmetn on AntifoulingSystem on Ships［S］。

    3　ISO 10890 Modelling of Biocide Release Rate from Anti-foulingPaints by Mass-Balance Calculation［S］。

    4　中國用于防污漆生產(chǎn)的滴滴涕替代之防污漆產(chǎn)品檢驗?zāi)芰ㄔO(shè)項目報告。 中國船級社，2013.

    5　船舶涂料新標準的解讀［J］。 船舶標準化工程師，2013，46（01）：2-5.

    6　黑明。 原油油船貨油艙保護涂層性能標準的執(zhí)行參考［J］。 船舶涂裝技術(shù)，2012 專刊。