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船舶涂裝中的幾個(gè)重要問題，淄博魯寶金屬磨料來(lái)給您解答。全球每年腐蝕帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)7000億美元,占各國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值(GDP)的2%～4%,為世界上地震、臺(tái)風(fēng)、水災(zāi)等自然災(zāi)害綜合損失的6倍[1]。金屬腐蝕及保護(hù)問題的研究已經(jīng)過幾個(gè)世紀(jì)了,成千上萬(wàn)的化學(xué)家,特別是電化學(xué)專家,一代又一代堅(jiān)持不懈地探究著腐蝕機(jī)理、測(cè)定方法、防腐材料、涂裝技術(shù)等。但是,時(shí)代和科學(xué)前進(jìn)的步伐,仍然阻擋不了腐蝕這個(gè)科學(xué)的難題給人類帶來(lái)的災(zāi)難和損失。
科學(xué)家雖然無(wú)法使腐蝕消失,但所研究的成果,從某種程度上可以阻止腐蝕的發(fā)生,例如使金屬表面不能同時(shí)與水和氧相遇,可以減緩腐蝕反應(yīng)的速率,可以預(yù)測(cè)腐蝕的速度進(jìn)而預(yù)報(bào)物體(橋梁、建筑、武器、船艦、飛機(jī)等一切使用金屬的物件)可安全使用的時(shí)間,提供維護(hù)的方法、材料。
本文將船舶涂裝技術(shù)中的幾個(gè)重要問題歸結(jié)到一點(diǎn),就是想提出一個(gè)“嚴(yán)格”的概念,即涂料技術(shù)的道理人人皆知,但施工從嚴(yán)的觀念,在國(guó)內(nèi)的各種防腐問題中仍需要長(zhǎng)期地貫徹執(zhí)行下去,直到我國(guó)的施工技術(shù)嚴(yán)格程度能與國(guó)際先進(jìn)國(guó)家接軌為止。
1船舶涂裝的主要流程
船舶涂裝工藝需符合造船工藝的特定要求,一般分5個(gè)步驟進(jìn)行:(1)銅材及相關(guān)合金的預(yù)處理,底漆保護(hù)及部分表面防腐加工;(2)分段涂裝及在預(yù)舾裝后的涂裝處理;(3)船臺(tái)涂裝;(4)碼頭涂裝;(5)舾裝件涂裝。
(1)步主要是機(jī)械性工作,校平→預(yù)熱→拋丸→自動(dòng)涂漆→后加熱→運(yùn)輸。鋼材的校平是保證船體線型及后續(xù)加工精度的步,一般是在七星輥或九星輥校平機(jī)上進(jìn)行。預(yù)熱的目的是除去鋼板表面水分、油污及其他細(xì)小的易揮發(fā)有機(jī)物,并保持一定的溫度后使噴涂的涂料(主要是底漆)可快速干燥。預(yù)熱方法有熱水噴淋法、液化氣加熱法、中頻感應(yīng)加熱法等,這三種方法分別屬于水、火、電三種方法。中頻感應(yīng)加熱能耗低,但不利除去灰塵及油污;液化氣加熱干凈但受氣源限制遙遠(yuǎn)地方難以實(shí)現(xiàn);熱水法除油及除垃圾效果良好,但設(shè)備較復(fù)雜,占地面積大,因此各種方法各有利弊,但都要求達(dá)到40℃左右。
拋丸是預(yù)處理中重要的一步,不管是用鐵丸、鋼丸還是鋼絞、鋼砂處理,都希望能獲得一個(gè)盡量光潔又平整(粗糙度小)的鋼材表面,為后面的每一道工序及整個(gè)船體的使用壽命打下良好的基礎(chǔ)。拋丸完成的同時(shí)立即進(jìn)行底漆噴涂,從拋丸到噴底漆的過程中要特別注意環(huán)境(除塵要盡量完善,室內(nèi)空氣的濕度要求盡量低,二步之間時(shí)間間隔盡量短),目前一般均采用自動(dòng)高壓無(wú)氣噴涂技術(shù),并配有通風(fēng)和去霧設(shè)備。噴涂完成后立即進(jìn)入烘干系統(tǒng),一般采用遠(yuǎn)紅外輻射或蒸汽(不用明火)。
(2)第二步分為平面分段和立體分段2大類。分段涂裝前的工作主要有確認(rèn)船體構(gòu)件的完整性,焊接火工的校正,焊縫清理、分艙標(biāo)記、水線水尺標(biāo)記、機(jī)電管網(wǎng)、預(yù)舾件裝、大接縫及不該涂漆的部件和構(gòu)件的保護(hù)遮蔽,準(zhǔn)備工作應(yīng)細(xì)致、周密,然后按要求進(jìn)行涂裝,分段涂裝后到開始運(yùn)輸期間要先做完全檢查,特別是揮發(fā)溶劑的濃度要符合國(guó)家相關(guān)安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)后才能搬動(dòng)涂裝件,涂裝件在靠船臺(tái)上的木墩前要用薄膜墊好以避免在與木墩撞碰時(shí)損壞涂層。
(3)第三步是分段在船臺(tái)上進(jìn)行合攏直至船體下水這段時(shí)間中要進(jìn)行的工序,其中大接縫的修補(bǔ)涂裝,分段涂裝后的被損部位的修補(bǔ),舾裝件的完整性再涂裝。由于這個(gè)工序是在露天、海邊進(jìn)行,因此受環(huán)境、溫度、風(fēng)向、風(fēng)力和濕度的影響較大,修補(bǔ)部分的涂裝終效果要盡量與本體部位的涂裝效果一致。選加處要注意平滑,不能形成明顯的梯度及涂膜的厚薄不均,對(duì)水線以下部位應(yīng)確保全部完成并達(dá)到質(zhì)量要求,因?yàn)橄滤蟠w不再進(jìn)塢。
(4)第四步是船舶下水到交船前這段時(shí)間內(nèi)的涂裝工作,這時(shí)必須對(duì)全船做完整性涂裝,對(duì)不同涂層的交界處(水線和干舷區(qū))要注意滲色、咬底,相互反應(yīng)等現(xiàn)象。
船舶下水到進(jìn)塢,水線以下區(qū)域開始受到海水、生物、化學(xué)(SO2等)等各種污染,致使船底的防污涂層變壞變質(zhì),因此必須對(duì)其表面加以清洗,但又不能損壞涂層。一些容易被錨鏈擦傷的部位必須從頭補(bǔ)涂,而這些地方常常是一條新船首先出現(xiàn)銹蝕的地方。
(5)第五步是舾裝件涂裝,對(duì)桅桿、艙口蓋、起貨桿、管系附件、電纜導(dǎo)架、挾手、欄桿各種裝飾品等經(jīng)預(yù)處理,涂底漆才能上船,舾裝件上船安裝時(shí),發(fā)生涂層破損,應(yīng)用同類設(shè)計(jì)涂料按相同工藝要求修補(bǔ)。
2船舶涂裝中的幾個(gè)重要問題
根據(jù)世界各國(guó)船舶及重防腐工程事故分析的情況來(lái)看,首要問題是表面處理。對(duì)于涂層防腐失效進(jìn)行分析時(shí),底材的處理常占50%的因素,其余50%是由于涂料達(dá)不到要求,涂層施工不符合要求。
2.1表面處理問題
表面處理按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行后,消除了金屬材料由內(nèi)向外的腐蝕,適當(dāng)?shù)拇植诙瓤梢允雇繉优c金屬間的附著力提高,而不同的涂料對(duì)金屬基體的滲透力不同,因此金屬基體在處理時(shí)的粗糙程度也應(yīng)隨不同的涂料成膜物質(zhì)不同,油性涂料滲透性強(qiáng),表面應(yīng)細(xì)膩些,而高黏度樹脂作為成膜物質(zhì)時(shí),基體的表面應(yīng)適當(dāng)粗糙些。
不管是用化學(xué)磷化處理,還是用機(jī)械處理,其中重要的是不能處理不勻,更不能有點(diǎn)狀或短線性的處理空缺。這對(duì)于一個(gè)大型船體鋼件要做到這一點(diǎn)是困難的,但在檢查時(shí)必須十分嚴(yán)格,任何一個(gè)沒有處理的小點(diǎn),均有可能與其周邊的無(wú)數(shù)個(gè)被處理的小點(diǎn)形成雙電層,當(dāng)這些被遺漏處理的地方被面涂覆蓋后,表面上難以發(fā)現(xiàn)但電化學(xué)轉(zhuǎn)移仍然會(huì)發(fā)生。實(shí)際工作中常常會(huì)疏忽一些細(xì)小的部位,但這種疏忽恰恰是導(dǎo)致重大事故的原因所在。
表面處理好之后涂料的選擇也重要,由于全球污染日益嚴(yán)重,海洋污染問題提到了國(guó)際公害的高度,因此選涂料問題既要考慮到防腐、防污質(zhì)量,又要考慮環(huán)境影響,下面給出美國(guó)Ameron公司的3種涂料作為我國(guó)選用涂料時(shí)的參考。(1)Ameron180,是單組分合成樹脂涂料,低VOC,快干型的面漆及防生物污染涂料。
(2)Ameron148,是一種低氣味、具有極好的鋼鐵防腐性能的水性酸底漆。
(3)Ameron5105,是一種醇酸底漆,主要特點(diǎn)是快干,使用不含鉛和鉻的顏填料,防腐性強(qiáng)及良好的噴涂性。
列出上述3種涂料的目的是和國(guó)產(chǎn)的防腐蝕涂料進(jìn)行比較。國(guó)內(nèi)曾一度大力推廣酸涂料,忽略了醇酸類涂料,實(shí)際上國(guó)際上醇酸漆的用量還是大的,作為以植物油為原料的樹脂,今后可能比以石油為原料的合成樹脂的價(jià)格和產(chǎn)量更穩(wěn)定,因此我們不要偏廢。
2.2值得注意的問題
由于一個(gè)萬(wàn)噸級(jí)的船體涂刷面積大,而且許多角落的地方極易被遺忘,但是銹蝕無(wú)處不在,好的施工必須突出一個(gè)“細(xì)”字,圖1為涂裝中易出現(xiàn)的幾個(gè)問題。
圖1為涂裝中易出現(xiàn)的幾個(gè)問題
由圖1可見,(1)顯示了管道機(jī)件處的遺漏;(2)顯示底漆已涂,但油污沒除盡;(3)顯示的是一種環(huán)氧焦油底漆,但涂層厚度達(dá)900μm,由于過厚造成皺紋及凸起、起皮等現(xiàn)象;(4)顯示吊架移動(dòng)時(shí),將已涂好的底漆擦損的情況,等吊架放下后再補(bǔ)涂就十分麻煩,如馬馬虎虎將面漆涂上去,結(jié)果后患無(wú)窮;(5)顯示在鋼板上做的凹凸不平的鋼焊記號(hào),沒有打磨處理就涂上了底漆,現(xiàn)在要涂面漆了,再來(lái)處理,就麻煩了,必須再打磨平整后補(bǔ)涂底漆,影響工時(shí)、進(jìn)度,浪費(fèi)人力物力。
2.3嚴(yán)格問題
以前提起船舶涂裝給人們感覺就是大型的、粗糙的、涂料質(zhì)量問題,但是真正出問題的是嚴(yán)格問題。要做到嚴(yán)格施工,首先要有一絲不茍的科學(xué)態(tài)度。
3結(jié)語(yǔ)
1999年4月中國(guó)工程院?jiǎn)?dòng)了“中國(guó)工業(yè)與自然環(huán)境腐蝕問題對(duì)策”[4]的咨詢項(xiàng)目,在4位院士,30多位腐蝕專家及上千名研究人員的辛勤工作下,歷時(shí)3年得以完成。2003年7月,國(guó)務(wù)委員陳至立批示由科技部牽頭,會(huì)同國(guó)家發(fā)改委、國(guó)防科工委、國(guó)家自然科學(xué)基金委及國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,組成了一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)小組,制定國(guó)家腐蝕與防護(hù)科技發(fā)展規(guī)劃,對(duì)全國(guó)的腐蝕和防護(hù)工作領(lǐng)導(dǎo),并促進(jìn)材料腐蝕與保護(hù)科技向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。
作為2020年的一項(xiàng)中長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)、國(guó)防和科技發(fā)展規(guī)劃中的重大問題---腐蝕和防護(hù)是一個(gè)國(guó)際性的課題,是一個(gè)國(guó)際化科技綜合實(shí)力和創(chuàng)新能力的大競(jìng)爭(zhēng),它的意義比國(guó)防經(jīng)費(fèi)的提升、國(guó)防實(shí)力的提升意義更大,誰(shuí)在這個(gè)問題上領(lǐng)先,誰(shuí)就會(huì)成為世界軍事強(qiáng)國(guó)。
由于金屬的化學(xué)腐蝕機(jī)理在電化學(xué)及電化學(xué)動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)中都已研究得清楚了,對(duì)于腐蝕和防護(hù)的問題,目前需要的是引進(jìn)其他學(xué)科的基礎(chǔ)理論研究成果。例如,光學(xué)、聲學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生學(xué)、人類學(xué)等以及其他科學(xué)的新成果。以邊緣科學(xué)為動(dòng)力去進(jìn)行創(chuàng)新,另一個(gè)大的方面就是要從細(xì)小的施工起步,從思想上從嚴(yán)出發(fā),培養(yǎng)出一支有理論基礎(chǔ)的施工專家團(tuán)隊(duì),總結(jié)出一整套的腐蝕處理工藝原則。
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