中國新型涂料網訊：

船舶涂料檢測方法探討

陶乃旺，江水旺，許春生，吳兆敏（中國船舶重工集團公司第七二五研究所廈門分部，福建廈門 361101）

       船舶在海上行駛，受到各種腐蝕環境的影響。在水線以上，甲板及上層建筑受到海洋大氣的高鹽度、高濕度、高輻照等影響；在水線以下，船體不僅受到海水腐蝕，還受到各種海生物（如藤壺、牡蠣、海藻等）附著，這不僅極大增加航行阻力、降低航行速度，也造成了更多的燃油消耗，甚至引起海難事故；裝載各種腐蝕介質的液艙，如海水壓載艙、原油油船貨油艙、化學品艙等，由于長期處于海水、原油、強腐蝕性化學品等環境中，其腐蝕及防護問題也歷來為造船及航運部門所關注。對于液壓天然氣船，防火材料的防火性能是首先要考慮的，但防止液壓天然氣泄漏造成的極端低溫（低至-198℃）沖擊也至關重要。

       目前，涂裝涂料是船舶進行防腐、防污、特種防護等的最主要措施之一。隨著科學技術不斷發展，船舶涂料性能也得到了很大提高，如高耐候性面漆、高固體分通用型環氧防銹漆已廣泛用于船殼、船體等部位。另外，隨著環保法規的不斷完善，船舶涂料也越來越注重環境保護。2015 年國稅總局出臺了關于征收涂料消費稅的規定，全國涂料標準化技術委員會也正在編制《船舶涂料中有害物質限量》的國家標準，降低揮發性有機化合物（VOCs）含量、減少有毒有害防污劑的使用已成為船舶涂料發展的重要趨勢。

       船舶涂料的發展離不開檢測技術的支撐，同時先進的檢測技術對提高船舶涂料產品的研發效率、質量等具有重要作用。各種國際法規、公約中都提出了在實驗室模擬加速檢測船舶涂料性能的方法。如國際海事組織IMO MSC.215（82）及IMO MSC.288（87）決議規定，所有類型船舶壓載艙及散貨船雙舷側處保護涂層需通過模擬壓載艙試驗、原油油船貨油艙涂層需通過模擬原油艙氣密柜及浸沒試驗；《2001 年國際控制船舶有害防污底系統公約》（ASF 公約）要求防污漆提供無有機錫報告；《2009 年香港國際安全與環境無害化拆船公約》（香港公約）將石棉、重金屬含量等納入檢測要求等等。另外，目前船舶涂料正在向長效化發展，防腐期限往往達到十幾年甚至更長。因此，如何快速評定船舶涂層的使用性能，為涂裝設計獲得數據支撐便顯得十分重要。目前船舶涂料的性能測試分別為自然環境暴露試驗及室內加速模擬試驗。自然環境暴露試驗數據可靠，但試驗周期太長；而室內加速模擬試驗通過設置適當的試驗條件、確定加速因子，可大大縮短試驗周期，且能很好地反映涂層實際的使用性能。根據船舶涂料特點，以下介紹了現行各類船舶涂料的檢測方法，重點探討了船體防銹漆耐陰極剝離性、防污漆性能測試、壓載艙及貨油艙保護涂層性能標準（PSPC）等檢測方法。

       根據船舶部位的不同，國家標準對船舶涂料進行了分類，對使用用途進行了說明，并制定了相應的產品標準，目前我國船舶涂料相關標準規范見表1。

我國船舶涂料相關標準規范

       船體防污防銹漆體系，是指船體設計水線以下部位外表面的船體防污漆及防銹漆體系，產品標準為GB/T 6822—2014《船體防污防銹漆體系》。與2007 版相比，2014 版取消了防銹漆體系分類的使用期效和類別，增加了連接漆分類。對船體防銹漆而言，除閃點、黏度、體積分數、揮發性有機化合物含量等常規指標外，主要考察漆膜的抗起泡性、耐浸泡性、耐陰極剝離性等功能指標，其中，耐陰極剝離性是船體防銹漆的關鍵指標之一。船舶服役期間，由于涂層損壞使底材暴露于海水等腐蝕介質中，陰極保護技術可有效保護金屬底材延緩腐蝕，但涂層會因陰極作用失去附著力與底材剝離，從而喪失保護金屬的能力。因此，提高涂層耐陰極剝離性至關重要。耐陰極剝離性檢測方法為GB/T 7790—2008《色漆和清漆暴露在海水中的涂層耐陰極剝離性能的測定》（ISO 15711—2003），采用外加電流法或犧牲陽極法，試樣與飽和甘汞參比電極間的電位為-1 050 mV，耐陰極剝離性試驗時間長達6 個月，要求試驗后被剝離涂層距離人工漏涂孔外緣的平均距離不超過8 mm。

       只有試驗結束后對涂層進行剝離才能得到試驗結果，但試驗后樣板不可恢復，試驗過程中涂層鼓脹或與底材剝離等現象不明顯，也很難發現涂層在哪個周期發生老化或發生變化的量。耐陰極剝離性的試驗條件苛刻、試驗周期長，通過率不高，且往往需要多次試驗才能通過。為此，開發涂層陰極剝離的原位無損檢測方法已成為目前行業的一個研究熱點。其中，電化學交流阻抗譜法（EIS）因所施加的擾動信號很小，不會對樣品體系的性質造成不可逆的影響，可原位測定涂層電容、涂層電阻、涂層/ 金屬界面雙電層電容、反應電阻等與涂層體系性能及涂層失效過程有關的電化學參數，成為研究金屬體系有機涂層的最主要的方法之一，可用于預測防銹漆陰極剝離的發展程度。通過電化學阻抗法（EIS 法）測得的某防銹漆陰極剝離不同試驗周期、距離人工漏涂孔外緣不同位置的涂層電化學阻抗譜圖見圖1 和圖2。

某防銹漆陰極剝離不同試驗周期涂層的EIS 圖

某防銹漆距離漏涂孔外緣不同位置涂層的EIS 圖

       由圖1、圖2 可見：在不同試驗周期及人工漏涂孔外緣不同位置，涂層的阻抗模值顯著不同，這也為陰極剝離的無損檢測提供了技術依據。