船舶防腐和涂層國際標(biāo)準(zhǔn)動向

中船重工集團(tuán)第七一四研究所 李睿男

近年來，船舶防腐和涂層問題受到國際海事界的關(guān)注，國際海事組織(IMO)就船舶防腐和涂層制訂了一系列標(biāo)準(zhǔn)和指南，國際船級社協(xié)會(IACS)基于相關(guān)海事法規(guī)，圍繞壓載艙防腐涂料、散貨船貨艙防腐涂料、高強(qiáng)度耐腐蝕鋼材制定一系列統(tǒng)一要求。未來隨著新材料、新技術(shù)的發(fā)展，船舶防腐與涂層這一傳統(tǒng)領(lǐng)域仍將持續(xù)成為熱點議題。

船舶防腐與涂層領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)分布現(xiàn)狀

一、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)中涉及船舶領(lǐng)域防腐和涂層標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)委員會主要包括：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織緊固件技術(shù)委員會(ISO/TC2)、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織船舶與海洋技術(shù)委員會(ISO/TC8)、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織色漆和清漆技術(shù)委員會(ISO/TC35)、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織金屬及其他無機(jī)覆蓋層技術(shù)委員會(ISO/TC107)、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織金屬和合金腐蝕技術(shù)委員會(ISO/TC156)。

1、 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織緊固件技術(shù)委員會(ISO/TC2)

船舶與海洋領(lǐng)域，緊固件是最常用的機(jī)械連接方式，其可靠性直接關(guān)系到系統(tǒng)或者設(shè)備的可靠性，也關(guān)系到總體安全性。長期運(yùn)行的海洋平臺、船舶系統(tǒng)，緊固件的腐蝕影響了設(shè)備的安全性。ISO/TC2緊固件技術(shù)委員會由德國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(DIN)承擔(dān)秘書處，主要從事緊固件的尺寸、公差，相關(guān)試驗方法和驗收程序的標(biāo)準(zhǔn)化。ISO/TC2/SC14涉及緊固件表面噴涂標(biāo)準(zhǔn)，作為剛成立的分技術(shù)委員會，正在研制標(biāo)準(zhǔn)1項，發(fā)布國際標(biāo)準(zhǔn)5項。

2、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織船舶與海洋技術(shù)委員會(ISO/TC8)

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織船舶與海洋技術(shù)委員會(ISO/TC8)成立于1947年，由我國承擔(dān)秘書處和主席，共發(fā)布船舶與海洋領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)326項，在研標(biāo)準(zhǔn)129項。ISO/TC8主要從事與大型船舶的設(shè)計、建造、舾裝，以及海洋環(huán)境保護(hù)、海事航運(yùn)等領(lǐng)域有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的制定(不包括海洋平臺結(jié)構(gòu)物、船長24米以下的小艇、船舶與海洋結(jié)構(gòu)物上的電氣和電子設(shè)備)。由ISO/TC8制定的船舶與海洋領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量較多，其中與船舶防腐和涂層相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

3、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織色漆與清漆技術(shù)委員會(ISO/TC35)

截至2019年1月，ISO/TC35色漆與清漆技術(shù)委員會共發(fā)布了247項國際標(biāo)準(zhǔn)，在研標(biāo)準(zhǔn)72項，由荷蘭標(biāo)準(zhǔn)化研究所(NEN)承擔(dān)秘書處。ISO/TC35的主要領(lǐng)域為色漆、清漆和相關(guān)產(chǎn)品(包括原材料)的標(biāo)準(zhǔn)化。針對船舶防腐和涂層領(lǐng)域，ISO/TC35積極保持 與ISO/TC8/SC8、ISO/TC8/SC12和ISO/TC8/SC2的 聯(lián) 絡(luò) 關(guān)系，共同研制船舶與海洋領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)。ISO/TC35秘書處有4個與船舶防腐與涂層國際標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的工作組，分別為WG1揮發(fā)性有機(jī)物、WG2術(shù)語、WG4色漆和清漆粘合劑、WG5船用涂料。另外，ISO/TC35還設(shè)有3個與船舶防腐和涂層有關(guān)的分技術(shù)委員會，分別為：ISO/TC35/SC9色漆與清漆通用測試方法分技術(shù)委員會、ISO/TC35/SC12涂覆涂料前鋼材表面處理分技術(shù)委員會、ISO/TC35/SC14鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)漆體系分技術(shù)委員會。

4、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織金屬及其他無機(jī)物涂層技術(shù)委員會(ISO/TC107)

ISO/TC107金屬及其他無機(jī)物涂層技術(shù)委員會，由韓國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)局(KATS)承擔(dān)秘書處。截至2019年1月共發(fā)布國際標(biāo)準(zhǔn)148項，在研19項。在船舶防腐時，采用電鍍、熔融、真空和化學(xué)方法等手段，在鋼材表面涂覆具有保護(hù)效果的金屬或非金屬涂層，以實現(xiàn)防腐效果。ISO/TC107秘書處下設(shè)2個與船舶防腐和涂層有關(guān)的工作組，分別是WG1熱噴涂和JWG4涂層、色漆和清漆的厚度測量方法。其中JWG4是ISO/TC107與ISO/TC35/SC9共同成立的聯(lián)合工作組。ISO/TC107有3個與船舶防腐和涂層標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的分技術(shù)委員會，分別為ISO/TC107/SC3電鍍及相關(guān)精飾分技術(shù)委員會、ISO/TC107/SC熱浸鍍層分技術(shù)委員會和ISO/TC107/SC7腐蝕試驗分技術(shù)委員會。其中，ISO/TC107/SC4還下設(shè)有WG2鍍鋅工作組。另外，ISO/TC107還在研制與海上風(fēng)電有關(guān)的防腐標(biāo)準(zhǔn)。

表2 ISO/TC8有關(guān)船舶防腐和涂層的標(biāo)準(zhǔn)情況

5、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織金屬與合金腐蝕技術(shù)委員會(ISO/TC156)

ISO/TC156金屬與合金腐蝕技術(shù)委員會，由中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(SAC)將秘書處設(shè)在中國防腐蝕技術(shù)協(xié)會，截至2019年1月共發(fā)布99項國際標(biāo)準(zhǔn)，在研標(biāo)準(zhǔn)22項。ISO/TC156的主要領(lǐng)域包括腐蝕試驗方法、腐蝕預(yù)防方法和腐蝕控制工程生命周期的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，下設(shè)多個與船舶防腐和涂層相關(guān)的工作組。另外，ISO/TC156還設(shè)有ISO/TC156/SC1腐蝕控制工程生命周期分技術(shù)委員會，涉及腐蝕控制工程壽命周期的標(biāo)準(zhǔn)化，涉及術(shù)語和定義、一般要求和腐蝕控制工程壽命周期的評估，該分技術(shù)委員會成立時間為2016年，目前在研3項國際標(biāo)準(zhǔn)。

二、美國材料與試驗協(xié)會(American Society of Testing Materials， 簡稱ASTM)

美國材料與試驗協(xié)會主要是制定材料、產(chǎn)品、系統(tǒng)和服務(wù)等領(lǐng)域的特性以及性能標(biāo)準(zhǔn)、試驗方法和程序標(biāo)準(zhǔn)。ASTM標(biāo)準(zhǔn)中G類涉及材料的腐蝕，變質(zhì)與降級，共下設(shè)了四個技術(shù)委員會。ASTM還派出技術(shù)咨詢小組積極參與ISO/TC35/SC9和ISO/TC35/SC10相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研制工作，并與NACE成立了J01腐蝕聯(lián)合委員會。

三、美國腐蝕工程師協(xié)會(National Association of Corrosion Engineer， 簡稱NACE)

美國腐蝕工程師協(xié)會成立于1943年，涉及的主要領(lǐng)域包括航空航天、公共衛(wèi)生、交通運(yùn)輸、電力設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施、化學(xué)品、工業(yè)用水和飲用水、石油與天然氣、軍事、船舶與海事。截至2019年1月，NACE共制定標(biāo)準(zhǔn)1635項，其中船舶與海洋工程領(lǐng)域186項。NACE高度關(guān)注各行業(yè)防腐需求和發(fā)展，派出有關(guān)專家參與各行業(yè)的相關(guān)活動，如參與亞洲活躍造船專家聯(lián)盟(ASEF) 工作組SWG1的相關(guān)工作，涉及船舶涂層檢查和防污底研究。

四、美國防腐涂層協(xié)會(Society of Protective Coatings，簡稱SSPC)

美國防護(hù)涂料協(xié)會成立于1950年，前身為鋼結(jié)構(gòu)油漆委員會(Steel Structure Painting Council)，該協(xié)會主要負(fù)責(zé)鋼結(jié)構(gòu)的涂層保護(hù)，如橋梁，船舶，水箱和水壩等。截至2012年年底，美國防護(hù)涂料協(xié)會在全球擁有大約9700會員。此外，它還有約863名團(tuán)體會員。另外，美國防護(hù)涂料協(xié)會還參與制定表面處理，涂裝選擇，油漆相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

五、國際油漆與印刷油墨委員會(International Paint & Printing Ink Council， 簡稱IPPIC)

國際油漆和印刷油墨委員會成立于1992年，該組織于2007年獲得了IMO的咨詢地位。IPPIC積極參與國際海事組織關(guān)于船舶防污底、保護(hù)涂層性能(PSPC)的議題。IPPIC曾向IMO提出有關(guān)船舶防腐涂料中含有TBT對海洋環(huán)境造成污染的提議，并針對當(dāng)前的涂層性能檢測方法進(jìn)行了對比分析。另外，IPPIC積極保持與NACE的合作，針對船舶壓載艙涂層設(shè)計了相應(yīng)的檢測方法。

六、挪威表面處理質(zhì)檢員培訓(xùn)發(fā)證專業(yè)委員會( The Norwegian Professional Council Fore-Education and Certification of Inspectors for Surface Treatment， 簡稱FROSIO)

挪威表面處理質(zhì)檢員培訓(xùn)發(fā)證專業(yè)委員會成立于1986年，旨在針對防腐和表面處理工作的管理、生產(chǎn)和檢查，對相關(guān)人員的資質(zhì)進(jìn)行認(rèn)證。2012年，該組織建立了人員培訓(xùn)和認(rèn)證體系，并積極參與國內(nèi)和國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。

船舶防腐與涂層領(lǐng)域發(fā)展趨勢及標(biāo)準(zhǔn)

近年來，防腐領(lǐng)域新材料、新技術(shù)逐漸被廣泛應(yīng)用于船舶領(lǐng)域，其中也不乏有尚在研究階段且未普遍推廣、未形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的防腐措施。船舶防腐與涂層領(lǐng)域發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在：

一、注重高性能、多用途防腐涂層的研發(fā)

目前，國際上逐漸傾向于采用多用途、高性能防腐涂層。多用途涂層能夠在防腐的同時滿足耐磨性、防火性、抗沖擊性等要求，以便在相對復(fù)雜、嚴(yán)苛的海洋腐蝕環(huán)境下實現(xiàn)長效的船舶防腐。與此同時，重防腐涂層廣泛應(yīng)用于船舶與海洋工程領(lǐng)域，相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)如：ISO12944防護(hù)涂料體系對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)； NORSO KM501表面處理和保護(hù)涂料； ISO20340近海及相關(guān)結(jié)構(gòu)防護(hù)涂層體系的性能要求； NACE SPO108防護(hù)涂層對近海結(jié)構(gòu)的腐蝕控制； IMO船舶壓載艙保護(hù)涂層性能標(biāo)準(zhǔn)(PSPC)。

二、綠色環(huán)保防腐涂層的推廣使用

國際海事領(lǐng)域加大了對綠色環(huán)保防腐涂層研發(fā)的重視，在保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境的同時，有效保護(hù)了船員的健康。研發(fā)了諸如降解型防腐涂層、水性防腐涂料、無溶劑涂料等產(chǎn)品，在滿足低毒、無毒、無鉛鉻等條件的同時，易于人員維護(hù)和使用。

三、新技術(shù)、新工藝顯著提升防腐質(zhì)量

隨著新技術(shù)、新工藝逐步應(yīng)用于船舶防腐領(lǐng)域，顯著提高了船舶防腐質(zhì)量和效率。新技術(shù)方面，國際上已提出了采用納米技術(shù)研制石墨烯涂料等，相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)尚在術(shù)語階段，但已有船舶領(lǐng)域的實踐經(jīng)驗，如澳大利亞國立大學(xué)基于納米技術(shù)研制船體腐蝕疏水性能的涂料。另外，美國海軍開發(fā)了一種新的冷噴涂技術(shù)，縮短了維修時間、降低了成本、延長了部件使用壽命，未來或?qū)⒗霉ぷ鳈C(jī)器人進(jìn)行冷噴涂維修。另外，借助3D打印技術(shù)優(yōu)化LNG船舶建造施工過程，同樣有效地起到了防腐效果，目前3D打印相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要由ISO/TC261和ASTM F42共同研制。

新工藝方面，高性能船舶用鋼的使用顯著降低了船舶腐蝕程度，國際海事組織MSC.289(87)《原油油船貨油艙防腐保護(hù)替代措施性能標(biāo)準(zhǔn)》中認(rèn)可了耐蝕鋼作為保護(hù)涂層替代方法；與此同時，現(xiàn)場防腐施工過程中，借助新一代噴涂設(shè)備、低表面處理工藝，顯著降低了預(yù)處理和噴涂過程對環(huán)境的污染。

當(dāng)前船舶防腐與涂層領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)化工作主要問題

一、船舶防腐與涂層標(biāo)準(zhǔn)選用上的不便利性

當(dāng)前船舶與海洋領(lǐng)域，專為防腐與涂層工作制定的國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量相對較少。以國際標(biāo)準(zhǔn)化組織船舶與海洋技術(shù)委員會(ISO/TC8)為例，在研和已發(fā)布的國際標(biāo)準(zhǔn)主要側(cè)重于以下幾個方面：

1、船舶防護(hù)涂層檢驗方法—圍繞海水壓載艙、貨油艙、空隙處等易腐蝕區(qū)域，展開涂層檢驗，分析可溶性鹽含量，評估涂層損傷程度，如ISO 16145系列。

2、特定船舶—如大型游艇涂層檢驗，如ISO 11347和ISO 19494。

3、涂層性能試驗方法—如ISO/AWI 22987、ISO 15402：2000和ISO/NP21716系列等。

4、防腐涂料的管控、廢棄等—如ISO30005：2012、ISO13073-3：2016、ISO16304：2018。

5、電化學(xué)防腐—船舶陰極保護(hù)法，如ISO 20313：2018。

ISO/TC8在研和已發(fā)布的船舶防腐與涂層國際標(biāo)準(zhǔn)中僅有一小部分由船舶行業(yè)本身或者與涂層行業(yè)共同研制，而大多數(shù)的防腐標(biāo)準(zhǔn)則分布在非船領(lǐng)域的多個技術(shù)委員會，往往容易給現(xiàn)場人員在標(biāo)準(zhǔn)選取上帶來一定的困難，海洋工程領(lǐng)域也遇到了類似的問題。其次，相關(guān)人員選用國際標(biāo)準(zhǔn)時，由于國際標(biāo)準(zhǔn)處在不斷更新之中，現(xiàn)場人員需要甄別和比對新舊標(biāo)準(zhǔn)的差異性。另外，一部分國際標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)題中并未明確體現(xiàn)其與船舶防腐相關(guān)，但是其正文中卻包含船舶防腐的內(nèi)容，如表2中ISO 15402：2000。

二、船舶防腐與涂層標(biāo)準(zhǔn)的指向性不夠明確

船舶防腐與涂層標(biāo)準(zhǔn)貫穿船舶全壽命周期，如在設(shè)計選材、施工建造、維護(hù)保養(yǎng)、檢查和最終拆解等環(huán)節(jié)均需要考慮船舶防腐工作。目前已發(fā)布的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，很少提及該標(biāo)準(zhǔn)由哪個用戶使用，是由造船企業(yè)、船東公司或是船舶檢驗機(jī)構(gòu)。另外，部分船舶防腐與涂層標(biāo)準(zhǔn)未明確該標(biāo)準(zhǔn)適用于船舶設(shè)計、建造、檢驗或是拆解之中的哪個階段。

三、對防腐與涂層新技術(shù)的關(guān)注度不夠充分

由于船舶防腐與涂層涉及多個學(xué)科領(lǐng)域，在制定國際標(biāo)準(zhǔn)時需要跨領(lǐng)域?qū)＜夜餐懻?。船舶領(lǐng)域的專家對于化工、材料領(lǐng)域的新技術(shù)和新產(chǎn)品關(guān)注度不夠充分，對于腐蝕機(jī)理、涂層試驗方法的了解程度相對薄弱，還需要同涂層和防腐領(lǐng)域?qū)＜覝贤ǎ私饽男┬录夹g(shù)和新產(chǎn)品能夠應(yīng)用于船舶與海洋工程領(lǐng)域。目前，防腐和涂層相關(guān)國際組織，如NACE、IPPIC等，每年積極派出專家跟蹤船舶防腐領(lǐng)域的動向；與此同時，船舶領(lǐng)域?qū)＜疫€需要積極跟蹤防腐與涂層領(lǐng)域新技術(shù)，向防腐和涂層組織反饋海事界的需求，并就標(biāo)準(zhǔn)研制工作加強(qiáng)合作。

四、船舶防腐與涂層領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)化工作建議

1、建立跨領(lǐng)域溝通機(jī)制，共同完善船舶防腐與涂層國際標(biāo)準(zhǔn)體系

圍繞船舶防腐與涂層建立跨領(lǐng)域溝通機(jī)制，相關(guān)技術(shù)委員會之間定期召開研討會，建立并保持長期聯(lián)絡(luò)關(guān)系(Liaison)，增進(jìn)雙方在船舶防腐與涂層領(lǐng)域的關(guān)注度，加強(qiáng)雙方在業(yè)務(wù)上的相互了解程度。針對船舶防腐全生命周期(設(shè)計、建造、維護(hù)、拆解)，基于現(xiàn)有和在研的國際標(biāo)準(zhǔn)，共同完善船舶防腐與涂層國際標(biāo)準(zhǔn)體系，明確相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的指向性(適用法規(guī)、適用范圍、適用階段)，為相關(guān)方(造船企業(yè)、船舶檢驗、船東、涂料生產(chǎn)商等)采用標(biāo)準(zhǔn)提供便利。

2、聚焦船舶防腐與涂層領(lǐng)域新技術(shù)，開展國際標(biāo)準(zhǔn)實用性分析和預(yù)研

緊密結(jié)合國際海事立法與工業(yè)界需求，積極引進(jìn)防腐新技術(shù)、新材料、新工藝應(yīng)用于船舶領(lǐng)域，開展國際標(biāo)準(zhǔn)實用性分析和相關(guān)預(yù)研工作。系統(tǒng)回顧當(dāng)前船舶防腐與涂層領(lǐng)域相關(guān)方在工作流程安排上的不完善之處，形成相應(yīng)規(guī)范和國際標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化人員培訓(xùn)、管理，以規(guī)避潛在的海洋環(huán)境污染。分析原有船舶防腐技術(shù)中的缺陷，探討新技術(shù)、新材料、新工藝的實用性，推廣實用的船舶防腐新技術(shù)并形成相應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)船舶高效防腐、綠色防腐。

3、關(guān)注“非船”領(lǐng)域及特種船舶防腐與涂層國際標(biāo)準(zhǔn)

船舶、海洋工程、防腐涂層等領(lǐng)域加強(qiáng)關(guān)注“非船”領(lǐng)域(如海上風(fēng)電場、海上光伏、海洋漁場等)及用于特殊海況的船舶(如破冰船、為極地航運(yùn)設(shè)計的船舶等)的防腐與涂層國際標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)，并跟蹤特殊海況環(huán)境下高性能鋼鐵材料、復(fù)合材料的研制狀況，必要時共同制定相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，以國際標(biāo)準(zhǔn)保障特種船舶及“非船”設(shè)施的可靠性和人員的生命安全。