Undersøgelse af ISO 15181 til bestemmelse af udludningshastighed for kobber fra bundmaling

2. ISO 15181 metodens historie

2.1  Tidligere undersøgelser af ISO/ASTM metoderne
2.2 Interlaboratorie test


Det internationale standardiserings organisation (ISO) har med ISO 15181 metoden videreudviklet og tilpasset en amerikansk standardmetode for måling af udludningshastigheder for organotin, ASTM D5108-90, til måling af udludning generelt (ISO 15181-1) og kobber specielt (ISO 15181-2). Arbejdet med metoden blev sat igang omkring 1990 af ISO på foranledning af den internationale maritime organisation (IMO), og sidste udkast til metoden er udsendt juni 1999 til godkendelse i ISO samarbejdet.

Metode ASTM D5108-90 ISO 15181 1,2
Panel Polycarbonat/3 replikater Polycarbonat/2 replikater
Malet område 200 cm2 100 cm2
Reference cylinder 1 umalet 1 umalet+1 reference
Tørringsbetingelse 7 dage ved 23-27°C 7 dage (ISO 3270) 23±2°C
Test opstilling:
Materiale Polycarbonat Polycarbonat
Dimensioner D: 13.5cm; H: 19cm D: 12-15cm, H 17-21cm
Cylinder diameter 65 mm 65±5 mm
Havvand ASTM D 1141 ISO 15181-1 (7 salte)
temperatur 25°C (23-27°C) 23°C (22-24°C)
pH 8,0 (7,8-8,2) 8,0 (7,9-8,1)
Salinitet 33 PSU (30-35 PSU) 33 (32-34 PSU)
Cylinder rotering 1 time ved 60±5 rpm 1 time ved 60 rpm
Test frekvens (dag) 1,3,7,10,14,21,24,28,
31,35,38,42,45 (op til 73)
1,3,7,10,14,21,28,35,42 hver 7.dag til fastsat dag
Opbevarings tank:
Havvand ASTM D 1141 ISO 15181-1 (7 salte)
Temperatur 25°C (21-27°C) 23°C (22-24°C)
Salinitet 33 (30-35 PSU) 33 (32-34 PSU)
PH 8,0 (7.8-8.2) 8,0 (7.9-8.1)
Filtrering 2-8x pr. time, Carbon filter 6-8x pr. time, Carbon filter+ionbytter søjle
Max. Biocidniveau 100µg/l TBT 100 µg/l Cu
Rapport: Beregning af den kumulative udludningshastighed er forskellig for ASTM og ISO, ISO metoden beregningsmåde giver højere præcision.


Tabel 2.1:
Forskel på fysisk-kemiske parametre i ASTM og ISO metode til bestemmelse af udludningshastigheder for antibegroningsmalinger. Efter Arias (1999)

Metodens historie er beskrevet nærmere i forprojektet "Opsætning af og kontrol af kritiske parametre i ISO 15181" (Larsen (2000)). I tabel 2.1 ovenfor er målværdi og intervallerne for fysisk-kemiske parametre angivet for henholdsvis den amerikanske standardmetode ASTM D5108-90 (for måling af TBT udludning) og den europæiske ISO for måling af kobberudludning.

Udover en stramning af niveauet for mange af de fysisk-kemiske parametre foreskriver ISO også medtagelse af en cylinder malet med en reference maling, ligesom der ikke i metoden sættes nogen maksimal tid for hvornår testen senest skal stoppe. Der er i dette projekt ikke medtaget den angivne US-Navy reference maling, da den indeholder TBT, som ville kunne forurene DMUs laboratorier og dermed DMUs muligheder for at måle TBT på ultra-sporstof niveau. I stedet er anvendt en ren kobberbaseret maling som intern kontrol, og første halvdel af projektet anvendes til at etablere nogle målværdier for denne maling.

2.1 Tidligere undersøgelser af ISO/ASTM metoderne

Tidligere publicerede resultater og forprojektet indikerede, at der var stor indflydelse af pH (ca. 30% i forhold til yderpunkterne i ISO 15181 normen) på udludningshastigheden, og variationen findes at være lidt mindre for saliniteten og temperaturen (ca. 10% i forhold til yderpunkterne i ISO 15181 normen) i selve testopstillingen.

Samtidig tydede målingerne på, at det var muligt at opnå en usikkerhed indenfor laboratoriet ved 14 dages kumulativ udludning på 12% for tre malede cylindre.

Der blev ikke arbejdet med optimering af de fysisk-kemiske forhold i selve opbevaringstankene i forprojektet, men det blev vurderet, at det burde undersøges nærmere hvilken effekt pH, salinitet og temperaturen i opbevaringstankene havde på den målte udludning.

I en nyere undersøgelse (Thomas (1999)), som baserer sig på et andet princip end det, der anvendes i ISO15181 findes ikke samme påvirkning fra de fysisk-kemiske forhold, ligesom de alternative testmetoder giver lavere resultater end ISO/ASTM metoderne (12-25 µg/cm2/dag mod ASTM 25-40 µg/cm2/dag).

Princippet i Thomas’ metode er at foretage en udludning i havvand over en periode på 17 dage og derefter måle indholdet af kobber (og TBT) i havvandet. Selve forsøget foregår med 400-450 liter havvand enten i en "flume" tank eller i et rotationssystem hvor et 50 cm2 malet areal sidder i en vandstrøm, der påvirkes af strømmende vand eller roteres i en "rende". Der udtages prøver fra opstillingen i løbet af forsøget til bestemmelse af kobber (og TBT) koncentrationen, og herudfra beregnes udludningshastigheden ved lineær regression.

2.2 Interlaboratorie test

ISO metodens robusthed er testet i en interlaboratorietest af 4 malingstyper på 8 laboratorier. Resultaterne er offentliggjort i European Coatings Journal (Arias (1999)).

Interlaboratorietest viste, at de 8 deltagende laboratorier kunne måle den kumulative udludninge på dag 14 og 42 med en spredning på 15-34% for 14 dages udludning og 19-49 % for 42 dages udludning. De største spredninger fandtes for ablative tin fri malinger, de mindre for tinholdige malinger (som er forbudte til lystbåde). For middeludludningen fra dag 21-42, som er den sidste parameter der beregnes ved en ISO 15181 test, fandtes spredninger på 31-81%.

For en nærmere gennemgang af testen, se forprojektet (Larsen (2000))