海洋工程裝備涂裝工藝要素淺析

孫善乾

摘 要：涂裝上漆是海洋工程裝備過程中最重要的工藝之一，涂裝質(zhì)量直接影響海工裝備的整體質(zhì)量。本文討論了海洋工程裝備涂裝噴漆工藝工程，并提出了相應(yīng)的解決方案。

關(guān)鍵詞：海洋工程;防腐涂裝;工藝技術(shù)

中圖分類號(hào)：TQ639 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

眾所周知，海洋自然環(huán)境惡劣，具有很強(qiáng)的腐蝕性，因此各種海洋工程裝備作業(yè)環(huán)境面對(duì)各種挑戰(zhàn)，尤其是要對(duì)天然的腐蝕環(huán)境，未來保證海洋工程裝備構(gòu)件不受腐蝕，延長海工設(shè)備設(shè)計(jì)壽命，減少發(fā)生與海上安全有關(guān)的事故的可能性，所以采取有效措施解決腐蝕問題是海工裝備制造工廠首要問題。海工裝備噴涂防腐耐磨涂層主要由基料、填料和其它輔助劑構(gòu)成。防腐層必須要做到耐腐蝕性能好、透氣性和滲水性要小和良好的附著力、一定的機(jī)械強(qiáng)度。

1 海工裝備涂裝工藝簡述

各種海工裝備產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)不僅具有保護(hù)性和裝飾性，也是其設(shè)計(jì)使用壽命價(jià)值的重要組成部分。海工裝備表面涂層工藝設(shè)計(jì)包括海工裝備表面處理工藝、表面涂層預(yù)干燥以及高效經(jīng)濟(jì)工藝流程技術(shù)。海工裝備涂裝其包括三個(gè)功能：

（1）海工裝備保護(hù)：保護(hù)各種金屬、木材、塑料和其他材料免受風(fēng)吹日曬和各種腐蝕。用涂層油漆涂覆對(duì)象是保護(hù)工作對(duì)象并延長其使用壽命的可靠又簡單的方法。

（2）海工裝備美化裝飾：海工裝備表面涂層油漆后，有光澤、光滑的美麗表層，增加內(nèi)在經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（3）其他特殊功能：在海工裝備表面涂上其他特殊涂料后，海工裝備表面可以防火、防水、防污、保暖，甚至還有透明、導(dǎo)電、殺蟲、殺菌、發(fā)光和反射等特殊的功能。

2 海工裝備涂層防腐發(fā)展歷程和現(xiàn)狀

經(jīng)過近三十年的改革開放，噴涂工業(yè)通過不斷的改革和技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，隨著自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備的更新?lián)Q代，防腐噴涂對(duì)象質(zhì)量、數(shù)量和水平得到極大提高。目前，國內(nèi)涂料行業(yè)可以主要滿足家用電器、機(jī)床、機(jī)械設(shè)備的尤其是船舶、海工等領(lǐng)域戰(zhàn)略需求，在技術(shù)創(chuàng)新上投入了大量精力，取得了豐碩的成果。和國外先進(jìn)涂層材料比，還有差距，涂料行業(yè)的未來發(fā)展方向和目標(biāo)主要是減少污染、綠色環(huán)保、提高使用壽命。

海工裝備各構(gòu)件防腐性能表現(xiàn)在：

（1）屏蔽作用。海工鋼結(jié)構(gòu)金屬表面噴涂后把金屬表面和外部環(huán)境隔開，阻斷空氣或水中的鹽分、電學(xué)離子體侵入到母體鋼構(gòu)件，從而保護(hù)鋼材，阻隔鋼材和空氣、水中一些具有腐蝕性的侵入。

（2）涂層金屬的鈍化防腐。一般涂層還保護(hù)各種各樣的顏料，起到美化產(chǎn)品作用，提升產(chǎn)品品質(zhì)，顏料防腐的同時(shí)還可以作用于金屬表面，使母材產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象，化學(xué)反應(yīng)生成保護(hù)性化學(xué)成分，保護(hù)金屬母材。一般在海工構(gòu)件底漆中加上對(duì)金屬有一定鈍化作用同時(shí)又有較大活性的紅丹和鉻酸鹽等防腐蝕顏料，所以顏料的緩蝕作用彌補(bǔ)屏蔽作用的不足的同時(shí)，屏蔽作用又預(yù)防了緩蝕離子的隨時(shí)間的丟失，使緩慢防腐蝕作用經(jīng)久。

（3）電化學(xué)陰極保護(hù)性能。在防腐涂料中加入比鋼鐵更活潑、電極電位更低的金屬鋅粉或鋁粉，可以實(shí)現(xiàn)形成對(duì)海工構(gòu)件母材犧牲陽極的陰極保護(hù)，從而使母材減少或者降低腐蝕作用，類似于平時(shí)生活鍍鋅板材應(yīng)用。

3 海工裝備涂層防腐工藝

基本工藝：海工裝備表面預(yù)處理→底層噴涂→干燥或硬化→表面美化處理。

（1）海工裝備表面預(yù)處理。為了清除海工裝備產(chǎn)品表面的各種異物（油、鐵銹、灰塵、舊涂層等），要求在涂漆前對(duì)物體進(jìn)行表面預(yù)處理，稱為預(yù)涂層（表面）或預(yù)處理（表面）。一般要求防腐除銹標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到Sa2.5級(jí)。由于構(gòu)件的材質(zhì)、油污的種類不同，海工裝備構(gòu)件可以采用溶劑、堿液清洗金屬表面。常用的清洗方法有和蒸汽法、擦洗法、槽內(nèi)浸洗法等等。根據(jù)應(yīng)用場景不同，海工裝備構(gòu)件表面有手噴射、人工、機(jī)械、酸洗等除銹等方法。表面處理是海工產(chǎn)品施加抗腐蝕涂層時(shí)的重要工序。海工產(chǎn)品防腐涂層的質(zhì)量在很大程度上取決于表面處理的質(zhì)量。根據(jù)國外相關(guān)機(jī)構(gòu)研究和實(shí)踐證明，涂層表面光潔度占其使用壽命制約因素的60%。隨著自動(dòng)化程度的提高，大多數(shù)工廠利用自動(dòng)拋丸除銹機(jī)對(duì)海工裝備產(chǎn)品除銹防腐。其工作原理是利用內(nèi)在壓縮器強(qiáng)大壓動(dòng)力，使鋼丸劇烈的連續(xù)沖擊海工裝備零部件的外表面，清理干凈鋼材構(gòu)件表面的油污、焊接殘留、鐵銹等異物，使海工鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件光新如初。該自動(dòng)化工藝效率較高，表面除銹比較徹底，有力的提升了海工產(chǎn)品的表面處理效率，有效的解放了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）底層噴涂工藝。海工裝備構(gòu)件涂裝配套的底層直接與母材相連，所以必須有強(qiáng)大附著力，底漆附著力在防腐各涂層附著力中很關(guān)鍵，同時(shí)底漆在防腐涂層很容易掉落，所有底層涂層經(jīng)常用環(huán)氧類底漆作為基礎(chǔ)底漆，環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)有極性羥基和醚鍵分子結(jié)構(gòu)成分，可以與鄰近的物質(zhì)界面產(chǎn)生較強(qiáng)的吸附力，使得環(huán)氧漆擁有優(yōu)良的附著力。

由于海工產(chǎn)品規(guī)格和種類繁多，大部分是重型零件和特大型零件，通常使用噴霧劑進(jìn)行噴涂。噴涂工具包括氣動(dòng)噴槍、高壓無氣槍、壓縮空氣噴槍和便攜式靜電噴槍。對(duì)于中小型零件，也可以使用帶水幕的噴漆房或不帶泵的噴漆房。先用專用清洗劑清洗或干抹布將海工構(gòu)件外表面粉末、灰塵擦拭干凈，處理后的基材表面要求粗糙、干凈、干燥，再進(jìn)行底層噴涂?，F(xiàn)代工藝中一般用機(jī)高分子、陶瓷材料等當(dāng)表面防腐層的基料，將其它成份噴涂在海工產(chǎn)品各種構(gòu)件外表面從而形成一層薄膜，有效提高海工產(chǎn)品的防腐和耐磨性能，減輕了產(chǎn)品表面的磨損、大大提升了產(chǎn)品使用壽命。涂層粘度色澤達(dá)到一致。

（3）海工裝備涂裝材料及施工要求。海工裝備涂裝材料：防腐蝕材料包含稀釋劑、各種面漆以及固化劑等。防腐蝕材料包含：高氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化橡膠、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、無機(jī)富鋅、油性酚醛和醇酸等防腐涂料。主要要求涂料對(duì)水、氧氣和腐蝕性介質(zhì)的滲透性非常低。對(duì)基材的牢固和持久的附著力、防腐和裝飾性極好。其他特殊性能，例如絕緣性，導(dǎo)電性和絕緣性。涂層還應(yīng)具有低溫、速干、環(huán)保和節(jié)能的特性。

海工裝備構(gòu)件涂裝施工條件環(huán)境：海工構(gòu)件特殊涂料要嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書要求。施工環(huán)境濕度閉相對(duì)濕度低于80%?？刂坪９?gòu)件鋼材表面和露點(diǎn)的溫度，表面溫度一般大于空氣中的露點(diǎn)溫度3℃以上再進(jìn)行防腐涂層。在灰塵大、雨雪惡劣天氣時(shí)間，施工人員要有必要的保護(hù)方案，防腐涂料啟用時(shí)要搖勻涂料。檢查確保內(nèi)容物不結(jié)皮、不凝結(jié)，攪拌均勻再施工。防腐施工時(shí)，涂料的稀度、粘度和稠度要適當(dāng)，同時(shí)要攪拌勻稱到色澤、粘度協(xié)調(diào)。用專用稀釋劑均勻粘度，按照設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范確定涂裝間隔時(shí)間、涂料層數(shù)和厚度，尤其是涂抹首次層底漆時(shí)，刷途方向保持一致、接搓整齊。

4 海工裝備產(chǎn)品防腐涂裝存在問題及整改措施

（1）防腐涂裝存在問題。如果在油漆存放期間油漆桶已滿，沒有泄漏或存放溫度過高，則可能在油漆表面或外殼上形成硬化的外殼，形成涂料結(jié)皮現(xiàn)象，油漆泄漏導(dǎo)致油漆揮發(fā)，涂料容器內(nèi)含有水分、存貯環(huán)境溫度過高、過低都會(huì)使粘稠度增大。涂料施工時(shí)候發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、運(yùn)輸存儲(chǔ)過程中與其他分子發(fā)生物理相互作用有可能會(huì)涂料結(jié)塊。

施工后經(jīng)常存在的情況：在噴涂時(shí)，涂料勾兌太稀不粘稠，或者涂料太光，或涂漆過程中溫度太高，會(huì)有流掛現(xiàn)象，嚴(yán)重影響著色效果。在涂布過程中，如果固化劑用量不足，未使用或使用不正確，或者在底漆干燥之前完成了涂層，施工環(huán)境濕度非常高或非常低會(huì)出現(xiàn)緩慢干燥或不干燥的現(xiàn)象。

（2）防腐涂裝整改措施。應(yīng)改善防腐涂料的儲(chǔ)存環(huán)境，注意涂裝過程的環(huán)境條件、提高涂裝人員的專業(yè)能力，強(qiáng)化涂裝施工質(zhì)量管理水平。海工裝備構(gòu)件噴涂完成后，用保護(hù)圍欄，阻隔外在因素破壞涂層材料。海工構(gòu)件涂裝完畢后，在較短時(shí)間范圍內(nèi)遇到風(fēng)霜雪雨等惡劣天氣環(huán)境時(shí)要蓋上保護(hù)設(shè)施，嚴(yán)謹(jǐn)灰塵水分等浸入防腐涂層，使防腐層有可能失去著附力從而材料失效。海工鋼構(gòu)件防腐涂裝工序完畢后嚴(yán)禁接觸有腐蝕性的化工材料，轉(zhuǎn)場或者長距離運(yùn)輸要注意覆蓋和加固。

防腐涂料生成車間或者施工現(xiàn)場，消防設(shè)施、器材齊全，水源有保障，絕對(duì)禁止煙火。不能對(duì)需要加熱的涂裝防腐涂料直接明火加熱，可以采用電感、載熱體等加熱方法。涂裝防腐施工用過的浸入溶劑、涂料的紗包棉布條要妥善保存，不能露天隨意丟放，統(tǒng)一集中實(shí)施處理銷毀，施工剩余的涂料溶劑不能隨意拋灑和傾倒。由于靜電或者撞擊火花的存在，大部分涂料或溶劑都是易燃易爆的化工材料，所以嚴(yán)禁用金屬棒材敲擊裝有溶劑涂料的桶裝物。溶劑涂料儲(chǔ)存?zhèn)}庫和施工保存現(xiàn)場應(yīng)備有防爆設(shè)施，施工現(xiàn)場用電時(shí)嚴(yán)禁要用三相插頭，嚴(yán)禁用閘刀開關(guān)等容易引起電火花的開發(fā)設(shè)備?，F(xiàn)場施工或者檢查人員進(jìn)入海工鋼構(gòu)件防腐涂裝現(xiàn)場時(shí)要安全工裝，必須佩戴防毒面具、口罩，戴好防護(hù)眼鏡，不直接接觸涂料和溶劑，現(xiàn)場要通風(fēng)排氣良好，使有毒有害氣體能有效排出。

5 結(jié)語

在國家海洋強(qiáng)國政策的時(shí)代背景下，海洋新能源新材料開發(fā)力度不斷發(fā)展壯大，海洋工程裝備產(chǎn)品種類數(shù)量不斷增大，由于海洋環(huán)境腐蝕介質(zhì)多，工況復(fù)雜，鋼構(gòu)件不同部位所處的環(huán)境、溫度差異很大，所以對(duì)海工構(gòu)件防腐涂層的和使用時(shí)效、應(yīng)用條件要求越來越高，特別是在工況環(huán)境較苛刻的條件下，對(duì)使用年限的延長、耐高低溫以及耐鹽霧性能等防腐性能有了更高的要求。海工裝備產(chǎn)品構(gòu)件防腐涂裝直接決定產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命，通過不斷研發(fā)科技含量高的新型涂裝材料，完善改進(jìn)防腐涂裝施工工藝，可以有效提升產(chǎn)品品質(zhì)，增強(qiáng)海工產(chǎn)品核心競爭力。

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