现代涂装技术标准在造船企业中的应用研究
宋艳媛 齐祥安
序言
“一流企业出标准、二流企业出技术、三流企业出产品”。“技术专利化、专利标准化、标准产业化”。“没有标准,就没有世界”。这些说法,都强调了标准的重要性,说明了标准在社会经济生活中的巨大作用,它不仅关系到国内外市场的开拓和国际利益的争夺,而且影响到人类生活的方方面面。标准的作用主要体现在:为生产活动提供规范,为科技与产业化搭建桥梁,为产业升级和结构优化提供支撑,为促进贸易和统一市场创造条件,为国际竞争提供手段,为实践以人为本提供支持,为全球环保及节能减排提供统一理解和操作平台。目前,全世界已有各种标准1000多种,75万多项,连同有关标准化方面的会议资料和技术报告,其总数可达120万件之多。
在浩繁的各类标准文件中,涂装技术标准是各类技术标准体系大家族中的成员之一,标准数量大约有上万件之多,其中,我国造船企业涉及的涂装技术标准大约有两百多项,虽然标准文件不是很多,然而由于涂装技术专业的特殊性,使得我们在涂装技术的实施过程中,在造船企业标准化的工作中不得不倍加重视。
1 企业应用涂装技术标准的重要性
由于历史的原因,涂装技术标准在国内造船企业的标准体系中,目前只是其中的很小的一部分,有的中小造船企业甚至还没有。随着市场竞争的加剧,船舶腐蚀防护要求的日渐高涨,国际海事组织(IMO)保护涂层性能标准的强制实施,以及绿色造船和安全环保的要求,使船舶涂装技术标准的地位和作用有了显著的提高。
1.1 涂装技术标准是企业经营合同中不可缺少的技术条款
在计划经济时代的造船企业经营合同中,涂装技术标准的条款体现较少,在改革开放初期,造船企业在经营生产过程中,经常发生由于未提出船舶涂装(腐蚀防护)技术标准或未进行任何涂装(腐蚀防护)技术参数的约定,结果腐蚀事故常常出现,给造船企业带来很大损失和惨痛教训。
在市场经济蓬勃发展的现代,涂装技术标准已经成为船舶建造标准的一部分,并以此作为供需双方检验船舶涂装质量的依据之一。特别是国际项目和国内重大项目的招投标,对于船舶的涂装(腐蚀防护),都有要求和相应的条款。
例如,对于产品涂层老化的评定,国际项目合同的涂装技术标准,一般采用ISO 4628-1~5:2003《色漆和清漆 涂层老化的评定 表面缺陷数量和大小以及均衡变化程度的评定》标准,国内合同项目的涂装技术标准一般采用GB/T 1766-2008《色漆和清漆 涂层老化的评级方法》。对于船舶钢结构产品的涂装,国际标准化组织研究了钢结构不同部位的涂装系统和涂层以及实现足够腐蚀防护中重要的所有特征,形成了ISO 12944-1~8《色漆和清漆——防护漆体系对钢结构的腐蚀防护》标准,美国保护涂层协会SSPC(The Society for Protective Coatings)的腐蚀防护标准,即SSPC SP《表面处理规范》,也是国际上最具权威性和采用最多的钢结构涂装标准之一,这些标准均不同程度的在船舶建造合同中有所体现。
此外,尤其是2006年12月8日国际海事组织(IMO)第82届海上安全委员会一致通过的船舶压载舱涂层新标准,将强制适用于2008年7月1日以后签订建造合同的所有500t以上船舶的专用海水压载舱和150m以上散货船的双舷侧处所。该涂层标准不仅涉及到涂料和涂层本身的要求,还涉及到造船硬件设施、造船模式和造船工艺流程、涂料及涂装工艺、试验测试设备、涂料和涂层检验及认可、验证及检查机构、检查人员资质及其认可机构等诸方面的要求。也就是说,IMO标准是集船舶设计、建造、交验全过程于一体的综合性管理性标准,是船舶入级和营运必须满足的技术条件之一,是船舶压载舱涂装交付检验的重要依据。
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今后再签订船舶建造合同时,该涂层性能标准将作为必备条款之一。 1.2 涂装技术标准是船舶设计建造中的重要技术依据
现在,造船企业在船舶开发和设计过程中,强调标准化的基础和前提地位作用,强调船舶总体设计要符合系列化要求、部件设计要考虑通用化要求、零件设计要考虑标准化要求等。这很好,但是,在进行这些“强调”的过程中,往往并未包括涂装(腐蚀防护)的标准化问题。
腐蚀专家说:“腐蚀是从绘图板上开始的”。即“腐蚀是从设计开始的。”在设计时就采取技术措施避免腐蚀的发生,就是实行“预防为主”的原则。在进行船舶开发设计时,最经常接触的金属腐蚀防护方式就是利用表面工程技术的各种方法,对金属表面进行处理,获得腐蚀防护的效果,涂装技术是应用得最广泛的表面工程技术之一。同时,腐蚀防护的程度(使用何种腐蚀防护技术以及使用何种涂装体系)需要相应标准的界定。产品的设计过程中,必然伴随着涂装标准的选用,如果标准选用得过高、过低,都会不同程度地增加船舶建造成本和费用。“过保护”和“欠保护”,对于企业都是不利的。因此,在船舶开发设计时,就应该加以明确相应的涂装技术标准,作为船舶腐蚀防护寿命设计的依据。 1.3 涂装技术标准是造船企业外构件涂装生产的重要技术支撑
为了获得更好的经济效益,现在相当多企业在“虚拟制造”概念的指导下,进行大量的外协制造,利用社会资源进行生产能力的拓展。这种以产品为纽带的联合,需要更严密的组织和更严格的质量管理,标准化的管理变得更为重要,涂装技术标准也变得极为重要。
船舶外协制造厂往往中小企业比较多,他们在涂装的硬件方面比较弱,在涂装的软件方面差得较远,对于相关的涂装技术标准常常“不知道,不理解,不会用”。落后的标准不可能生产出一流的产品,要想让外协制造工厂生产出好的产品,必须进行涂装技术标准的教育和培训。对外协企业按照涂装工艺标准的要求认真组织生产,使外协件的每一道工序也都有相应的标准作为技术依据,这是非常重要的。
1.4 涂装技术标准是质量控制和验收判定的技术依据
质量控制部门是企业的重要部门,对于产品质量的把关起着非常重要的作用。但对于涂装质量的控制,有着与其他专业不同的特点。船舶涂装是否合格,仅仅凭交收时检验的几个指标是不能决定的。涂装的每一道工序都具有被后一道工序遮蔽的特点(最后的面漆除外),不合格的工序不容易被发现。而船舶交付船东时,不能检查船舶涂装的耐腐蚀性、耐老化、耐湿热等长期指标,一般是检查涂层外观、厚度、附着力等便于检查的指标,无法立即判定是否真正符合涂层技术标准的要求。船舶航行使用时,要经过一段时间(3个月或半年以上)才会发现问题。结果造成返修及费用浪费的事例屡见不鲜。“过程决定质量,细节决定成败”,涂装技术标准所定的腐蚀防护期限,是靠每一道工序、每一个操作的动作建立起来的。因此,在船舶建造涂装过程中,及时跟踪进行涂装质量检验和控制是极其重要的,我们要将船舶涂装质量检验的工作重点放在涂装的过程当中,重点控制每道工序的工作质量。 1.5 涂装技术标准是企业抓好安全、卫生、环保、消防工作的技术依据
当前,我国涂装引发的危害虽然有所遏制,但职业危害依然严峻,火灾事故频发,环境污染严重。涂装实施过程中大量使用挥发性溶剂、助剂、漆料,燃、爆危险性普遍存在;作业过程中还容易造成从业人员的急、慢性苯中毒和粉尘侵害等等,职业卫生问题比较明显。因此,船舶行业既是火灾事故易发行业,又是危险因素、有害因素俱有的行业。解决这些问题的重要技术依据就是现已颁布的涂装安全标准。国家方面的标准主要有GB 7691《劳动安全和劳动卫生管理》、GB 7692《涂漆前处理工艺安全及其通风净化》、GB 6514《涂漆工艺安全及其通风净化》、GB 12367《静电喷漆工艺安全》、GB12942《有限空间作业安全技术要求》、GB 14443《涂层烘干室安全技术规定》、GB 14444《喷漆室安全技术规定》等11项,船舶行业主要为CB 3381《船舶涂装作业安全规程》。这些标准均为强制性标准,属于国家
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或行业的法规范畴,各造船企业应强制执行。 2 涂装技术标准现状
为更好地促进造船企业涂装技术工作的开展,了解掌握相关的涂装技术标准现状是非常必要的,具有事半功倍的作用。
在标准化工作中,通常把标准分为技术标准、管理标准和工作标准三大类。技术标准包括基础技术标准、产品标准、工艺标准、检测试验方法标准以及安全、卫生、环保等方面的技术标准等。我国涂装技术国家标准和行业标准中,一般包括涂装名词术语等基础标准、涂装设计标准、涂装原材料(涂料)标准、涂装设备标准、涂装施工工艺标准、涂装质量检验和控制等管理标准以及涂装作业安全环保标准等。具体涂装技术标准分类见表1。
表1 涂装技术标准分类一览表 序号 标准类别 国际标准(含相关先进国家标准) 国家标准 行业标准 企业标准 备 注 1 2 3 4 5 6 7 涂装基础 涂装设计 涂装原材料 涂装设备 涂装施工工艺 涂装管理 涂装环保安全卫生 包括涂装专业领域术语、代码、分类等国家、行业及企业标准 包括涂装施工设计等国家、行业及企业标准 包括涂装原材料(如涂料)产品及其性能检测试验方法标准等 包括涂装施工设备标准等 包括涂装前处理、涂装施工标准等 包括涂装质量控制及检验标准等,含外购件的涂装质量验收检验等 包括涂装专业领域涉及的各种环保、安全、卫生标准等 术语、代号、标志等 与涂装相关的设计 主要是指涂料等化工材料的标准 各类涂装设备 各类工艺方法,含涂装表面处理标准 含涂装外购件的标准 环保、劳保、安全卫生、消防等 2.1 我国现有标准情况
目前,我国国家标准中有关涂装技术方面的标准大致有200多项,其中,有关涂料及其性能测定或试验方法方面的标准有170多项,有关涂装前表面处理标准28项,涂装作业安全规程标准11项,涂装技术名词术语等基础标准2项,涂装施工工艺标准2项。
涉及涂装技术方面的我国船舶行业标准共计有16项,其中,有关涂装设计方面的行业标准有4项,涂装施工工艺方面的行业标准有8项,涂装质量标准2项,涂装检验和安全标准各1项。
由上述统计可以看出,涂装技术标准的国际和国家标准中以涂料(涂层)方面的产品标准居多,占据主要部分,而行业标准方面则以实际施工标准为主,强调行业涂装技术的实际使用效果。
与国家或行业标准不同,造船企业涂装技术标准的编制应以实用为主,根据企业实际使用要求和各方面的因素综合考虑,制定相应的船舶涂装技术标准。目前,我国大中型造船企业在涂装技术方面制定了不少标准,包括“船舶涂装合同设计技术要求”、“船舶涂装设计图样格式”、“船舶涂装设计图样和技术文件编号”、“船舶涂装面积计算方法”、“涂装明细表编制要求”、“船舶涂装设计图样设绘要领”、“船舶涂装详细设计要求”、“船舶涂装生产设计要求”、“船舶涂料用量估算”、“涂装代码”、“船体建造涂装合同设计规格书”、“船舶建造涂装质量要求”、“船舶除锈质量控制程序”、“抛丸流水线除锈与涂装工艺”、“管材、型材清洗通
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用工艺”、“钢材预处理质量控制指导书”、“钢质舾装件涂装技术要求”、“喷涂质量控制指导书”、“船舶涂装施工检验程序”、“船舶涂装各类管理人员的质量职责”、“涂装高新产品质量保证措施”、“船舶除锈涂装搭架作业规程”等等。 2.2 国际标准化组织(ISO)标准现状
目前,国际标准化组织有关涂装技术方面的ISO标准,有550多项,这些标准大部分为涂料(包括产品及其性能测定或试验方法)和涂层标准,分别有近200项和300项,有关涂装前表面处理标准大致有50多项,涂装设备方面的标准很少,只有1~2项。
在这些ISO标准中,有关涂装前表面处理的大部分标准已经转化制定为我国的国家标准,另外,有关涂料产品的性能测定或试验方法标准,也基本上转化制定为我国的国家标准。也就是说,ISO有关涂装技术方面的标准中,除去涂料及涂层产品标准,其余标准在我国的转化率是相当高的,反过来也可以说,我国的涂装技术标准(不包括涂料及涂层产品标准)采标率很高,包括目前正在转化制定的标准在内,采标率达70%以上。 2.3 国际海事组织(IMO)标准情况
船舶腐蚀不仅缩短了船舶的服役寿命,降低在航率,增加维护费用,直接影响船舶的技术、经济性能的发挥,而且对船舶的使用安全造成严重的威胁。特别是海水压载舱的腐蚀成为影响船舶安全的重要因素之一,日益受到国际海事界的关注。
由于腐蚀对船舶安全带来极大的威胁,IMO对船舶压载舱涂层的性能和质量越来越重视。经过多年讨论,IMO旨在保护环境、提高船舶安全性而筹备制定的“船舶舱室涂层性能标准”一事基本落定,其中备受国际造船界、航运界及相关工业界广泛关注的《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》于2006年5月10日~19日在英国伦敦召开的IMO/MSC 81届会议批准,并于2006年12月8日在土耳其伊斯坦布尔召开的IMO/MSC 82届会议最终通过。
另外,派生出的“空舱”和“油舱”两个涂层性能标准IMO组织也在加紧制定,其中,《散货船和油船空舱涂层性能标准》于2007年5月召开的IMO/MSC 83届会议上通过;《油船货油舱的防腐措施》工作计划完成日期为2009年,预计在DE 52(2009.03)次会议上定稿。
IMO涂层性能标准要求涉及涂料产品、涂装前表面处理、涂装施工、涂装检验等各个环节,为积极应对IMO保护涂层性能标准的颁布实施,目前我国已经制定或正在准备制定相关的标准。船舶行业已有标准中有8项是有关船舶涂装方面的设计、施工、检验等标准,多年来为船舶涂装不断提高水平和质量提供了有利的保障。由于IMO保护涂层性能标准是有关压载舱、空舱和油舱的涂装标准,涉及这些领域的涂装全过程,而我国目前已有的8项船舶行业标准中,均不同程度地涉及船舶压载舱、空舱和油舱的涂装要求,还没有制定这些部位相应的独立船舶行业标准;另外,有2项有关压载舱和油舱用的涂料产品国家标准,目前已经修订完成。
目前,ISO国际标准化组织已经制定了一系列的有关钢材表面涂覆涂料前的表面处理标准,包括涂覆涂料前钢材表面清洁度的评定(ISO 8501和ISO 8502系列)、表面粗糙度的评定(ISO 8503系列)、表面处理方法(ISO 8504系列)以及钢材表面喷射清理用金属和非金属磨料的技术要求和试验方法等。这些标准中的表面处理后清洁度和粗糙度以及处理方法标准,与IMO保护涂层性能标准紧密相关。目前,我们已经根据ISO标准制定情况,及时转化制定了我国的国家标准,其中,对ISO 8501《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定》系列中的4项,已等同或等效采用制定为我国国家标准的有3项(包括正在制定中的1项);对ISO 8502《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的评定试验》系列中的10项,均已等同或等效采用制定为我国的国家标准(包括正在制定或修订中的2项);对ISO 8503《涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理过的钢材表面粗糙度特性》系列中的5项,已等
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同或参考制定为我国的国家标准有4项(包括正在制定中的2项);对ISO8504《涂覆涂料前钢材表面处理 表面处理方法》系列中的3项,已全部等效采用制定为我国的国家标准。
具体与IMO涂层标准相关的我国已有标准项目清单见表2。
表2 与IMO涂层标准相关的我国已有标准项目清单 序号 标准号 船舶涂装技术要求 船舶涂装设计技术要求 标准名称 备注 (对应国际标准号) ISO 8501-1:1988 (ISO 8501-1:2007) 国家标准准备修订 1 CB/T 231-1998 2 CB/Z 235-1987 船体二次除锈评定等级 3 CB*3230-1985 4 CB/T 3367-1992 成品油轮货油舱涂装工艺技术要求 5 CB/T 3513-1993 船舶除锈涂装质量验收技术要求 6 CB/T 3718-1995 船舶涂装膜厚检测要求 7 CB/T 3798-1997 船舶舾装件涂装技术要求 8 CB/T 3971-2005 船舶涂装质量保证及缺陷分级 9 GB/T 6746-2008 船用油舱漆 10 GB/T 6747-2008 船用车间底漆 11 GB/T 6823-2008 船舶压载舱漆 12 GB/T 8923-1988 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 GB/T 8923.2-2008 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第2部分:已涂覆过的钢材表面局部清除原有涂层后ISO 8501-2:1994 13 的处理等级 GB/T 13288.1-20087 涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理过的钢材表面粗糙度特性 第1部分:用于评定喷射清理后钢材表ISO 8503-1:1988 14 面粗糙度的ISO表面粗糙度比较样块的定义和技术要求 15 GB/T 13288-1991 涂装前钢材表面粗糙度等级的评定(比较样块法) ISO 8503:1985 ISO 8502-2:1992 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的评定试验 (ISO 8502-2:2005) 16 GB/T 18570.2-2001 第2部分:清理过的表面上氯化物的实验室测定 国家标准正在修订 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的评定试验 17 GB/T 18570.3-2005 第3部分:涂覆涂料前钢材表面的灰尘评定(压敏粘ISO 8502-3:1992 带法) 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的评定试验 ISO 8502-4:1993 18 GB/T 18570.4-2001 第4部分:涂覆涂料前凝露可能性的评定导则 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的评定试验 19 GB/T 18570.5-2005 第5部分:涂覆涂料前钢材表面的氯化物测定(离子ISO 8502-5:1998 探测管法) ISO 8502-6:1995 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的评定试验 (ISO 8502-6:2006) 20 GB/T 18570.6-2005 第6部分:可溶性杂质的取样 Bresle法 国家标准准备修订 5