有害物质清单对船用冷库壁板设计的影响

喻正昌 刘 辉

（中远海运重工有限公司 大连116600）

引 言

面对环境问题日益严峻的今天，船上有害物质的污染问题也引起国际社会的重视，《香港公约》和《欧盟拆船法案》的相继出台，标志着国际社会将这一关注点改进愿望落实在了行动上。《香港公约》和《欧盟拆船法案》均要求船上配备有害物质清单（IHM），有害物质清单包括禁止使用的物质和限制使用的物质两部分内容。其中，消耗臭氧物质属于禁止使用的物质。然而由于世界各国经济和工业化水平不均衡，某些含有消耗臭氧层物质的材料在现阶段还是可以使用的。例如，市场上含有氢化氯氟烃（HCFC） 的船用冷库壁板。冷库壁板加入HCFC可以使其具有较好的塑性和良好的平整性，同时产生气泡；而不加入HCFC的冷库壁板不仅原料成本上升，塑形方面也相对较差。随着《香港公约》和《欧盟拆船法案》生效临近，HCFC材料在船上禁止使用是必然趋势。为了避免公约或法案执行对新造船舶交付造成影响，分析含有HCFC船用冷库壁板可使用的时间期限，并研究相关替代品及其性能是很有必要的。

1 《香港公约》的相关要求

2009年国际海事组织在香港举行的会议上，以决议方式通过了《2009年香港国际安全与环境无害化拆船公约》（下文简称《香港公约》）。其核心理念是对船舶上有害物质进行全程的控制与跟踪。就造船业而言，在船舶设计和建造过程中，有效地控制有害物质材料的使用尤为重要。

目前，《香港公约》尚未正式生效，原则上新造船舶是不必满足《香港公约》中有害物质清单的要求。但随着国际社会对船舶无害化回收再利用的重视程度越来越高，各船级社也顺应形势，为船东提供了满足《香港公约》中有害物质清单的“绿色护照”船级符号，例如CCS （GPR），ABS （IHM），BV （GREEN PASSPORT）等，在新造船舶项目上，越来越多的船东也愿意选择 “绿色护照”的船级符号。因此，满足有害物质清单要求的设计方案，越来越成为常态化的设计方案。

对于消耗臭氧的物质，在有害物质清单中属于禁止使用的物质。然而对于HCFC的使用，在《香港公约》中允许其使用至2020年1月1日之前，见表1。就目前而言，对于要获取“绿色护照”船级符号的新造船舶，含有HCFC-141b的冷库壁板还是允许使用的，同时也应当注意其使用的最终期限，避免因此造成设计失误民致重大损失。

2 《欧盟拆船法案》的相关要求

由于《香港公约》迟迟不能生效，欧盟组织在《香港公约》基础上制定了《欧盟拆船法案》EU1257/2013，针对所有悬挂欧盟成员国国旗的船舶。与《香港公约》相比，《欧盟拆船法案》中所列有害物质清单的要求更为严格，范围更加广泛。对于消耗臭氧物质的使用上没有豁免期，所有新造船舶上都禁止使用。

《欧盟拆船法案》虽已通过，但是尚未执行。对于不同类型船舶的执行时间如下：

（1）欧盟新造船要求在2018年12月31日前持有有害物质清单（IHM）；

（2）欧盟运营船要求在2020年12月31日前持有有害物质清单（IHM）；

（3）自2020年12月31日起，非欧盟成员国船旗的现有船，在靠泊欧盟港口或锚地时，应持有有害物质清单（IHM）。

图1 欧盟拆船法案执行时间

从《欧盟拆船法案》执行的时间节点来看，对于挂欧盟成员国国旗的新造船舶，在2018年12月31日以后交付的船舶就应该禁止使用含有HCFC材料的冷库壁板。

3 H C F C-141 b冷库壁板的市场调研

在市场上船用冷库壁板普遍采用聚氨酯发泡作为保温材料。聚氨酯发泡是由异氰酸酯和多元醇为主要材料，在发泡剂、匀泡剂、催化剂等助剂作用下，经过进行混合，发泡，塑形，最后形成冷库壁板。在生产过程中，消耗臭氧物质HCFC-141b是作为发泡剂加入到冷库壁板中的。HCFC-141b会包裹在泡孔中，少量吸附在孔壁上，随之时间的增加，不能够完全释放而残留在产品中。通过实验的方法测得发泡剂在产品中的残留量不到10%，仍不合符有害物质清单的要求。

图2 聚氨酯发泡流程

从HCFC-141b作为发泡剂的生产厂家了解到，目前面临的问题有如下几点：

（1）生产成本的问题。不加入HCFC-141b比加入HCFC-141b制作的冷库壁板，原材料价格高，民致生产成本上升。

（2）生产技术的问题。加入HCFC-141b可以使冷库壁板具有较好的塑性和良好的平整性，同时能较少的产生气泡，不加入HCFC-141b的冷库壁板在塑形方面就差了许多。

（3）原材料污染问题。因上一批次原材料在生产过程中加入了HCFC-141b，后续生产线对于要求不加入HCFC-141b系列的原料造成了污染，民致生产出来的产品虽未加入却仍含有HCFC-141b。

由此可以看出，在设计和采购冷库壁板的过程中，不仅要关注生产厂家是否使用了HCFC-141b作为发泡剂，同时也应当注意是否存在原材料污染的问题。

4 H C F C-141 b的代替物

环保型发泡剂或发泡技术在相关行业内早已得到实践。其中常见的有HFC-245fa、HFC-365mfc和环戊烷等。下页表2列举了这几种物质部分的物理性能。

HFC-245fa不可燃烧，使用安全。由于其本身沸点低，在发泡过程中能够迅速汽化，并且泡沫尺寸的稳定性相比HCFC-141b更好。目前HFC-245fa已不再具有垄断价格，在提高能效的背景下，HFC-245fa不失为一种好的解决方案。但同时也应当注意其温室效应指数（GWP）偏高，从长远来看也只能作为一种过渡产品。

表2 几种常用发泡剂的物理性能比较

HFC-365mfc毒性低，绿色环保，其沸点与HCFC-141b接近，气体民热系数较低，可以使泡沫的绝热性能更好，并且泡沫具有优异的耐老化性能。但是HFC-365mfc具有一定的易燃性，单独使用的成本较高，并且温室效应指数（GWP）偏高。

环戊烷作为聚氨酯的发泡剂，环境性能极好、温室效应指数（GWP）较低，是一种非常好的替代品。然而环戊烷存在易燃易爆性，在设备选择和生产过程中需要克服这个问题。目前环戊烷作发泡剂的技术已成熟，在冰箱冷柜行业得到了广泛的应用。

以上简单介绍了几种常见的HCFC-141b替代品，相关技术的研发和应用早已在聚氨酯泡沫行业开展，就目前而言，船用冷库壁板满足有害物质清单要求在技术上已经成熟。同时也应当注意，目前高GWP值的材料并未限制，但美国已经开始打算限制高GWP值材料的使用了，可以预见低ODP值和低GWP值的环保材料才是最佳的解决方案。

5 结 语

从目前来看，挂旗国为欧盟成员国的新造船舶，在设计和采购时，应避免使用含有HCFC-141b的冷库壁板。挂旗国为非欧盟成员国的新造船舶，含有HCFC-141b的冷库壁板可以使用，但对于要获取“绿色护照”船级符号的新造船舶，在设计时就需要根据交船时间考量，避免对船舶交付造成负面影响。

总而言之，在设计时应尽可能避免使用消耗臭氧物质的材料，这不仅是为了满足公约和规范的要求，也与人类未来生存与发展密切相关。