趙曉明
(中國船級社青島分社,山東 青島 266071)
現代船舶以鋼鐵為主要結構材料,海洋是船舶營運的主要環境之一。海水中含有大量鹽類物質,海水對鋼制船舶具有較強的強腐性。船舶在航行時,海浪、海流、潮汐都會對船體產生沖擊和低頻往復應力,加之附著生物、微生物等對腐蝕過程產生的加速作用,船舶在海洋環境下極容易發生腐蝕破壞。腐蝕破壞一方面使船體結構壁厚減薄,使得局部區域出現深坑甚至穿孔,極大降低船舶結構的強度準備;另一方面,腐蝕還會與交變外力聯合作用,造成腐蝕疲勞,引發構件斷裂,導致事故發生。考慮到腐蝕對船舶帶來的巨大危害,為了減輕或防止船舶發生嚴重腐蝕,保障其正常航行和工作,延長進塢維修周期,因此對船舶涂裝的常見損壞與維護的研究,具有重要的工程價值。
在涂裝過程中,船舶船體材料在溫度升高情況下,將因涂料粘稠度和附著力下降等原因,而出現涂料流掛問題。這里的流掛從定義上而言,主要是指涂料因重力作用垂直船體表表出現向下流淌的現象,該類問題多出現船舶涂裝期間。如該船體流掛程度嚴重,且流掛面積分布較廣,將嚴重影響船體外觀及其涂裝功能。
一般解決途徑:實際應用和維修中主要選定相對應孔徑霧幅的噴嘴,通過調整泵壓參數,并對稀釋劑進行定量控制來解決;然后借助濕膜儀控制濕膜噴涂厚度;當船舶船體完成涂裝工藝后,經干燥和固化處理,通過充分換氣和溫度控制提供穩定噴涂工藝環境。
針孔損傷是指漆膜在涂裝中出現的針尖型孔,其主要的形成途徑在于漆膜尚未完全干燥和固化期間,因混入氣泡且而無法流平形成。針孔損傷的表現形式多見于船體部分空白無漆,損傷初期銹蝕通過針孔逐漸在涂層漆膜中蔓延腐蝕,最終使得漆膜整體出現失效。
一般解決途徑:在攪拌和制備涂料初期,應控制空氣混入比例,如檢測到有少量空氣混入,則通過靜置排出空氣后正常使用;如環境溫度超出正常標準范圍,則不可加大涂抹厚度,且應控制稀釋劑添加量;另外當早期出現輕微半針孔損傷時,可通過砂皮紙將其磨去,并利用原有配好的涂料通過稀釋處理,對該層涂料加以修補,達到填沒針孔的修復效果。
縮孔涂料是指噴涂完成后,在船體漆膜表面所形成的各類碗狀凹坑,其中凹坑中心處常出現部分條狀物或水狀物,有時還會出現不同程度的邊緣隆起問題。
一般解決途徑:在未涂覆前,應當對船舶船體設備表面進行清潔,對涂層成膜干燥處的清潔情況進行查看,同時對被涂設備較硬和平滑部分進行磨砂處理,防止出現縮孔問題。
涂層開裂主要分為3 類,分別包括涂層的龜裂、泥裂以及細裂損傷,按照開裂程度而言,涂層表面細裂損傷最小,多不會涉及底材處。而龜裂則相對更為嚴重,多會穿透并開裂至底材外。泥裂代表涂層損傷程度最為嚴重,如涂層泥裂則在失去附著力后會直接出現脫落問題。
一般解決途徑:為防止涂層有大面積裂紋出現,應對濕膜膜厚進行嚴格控制和管理,防止涂層過厚,并在每一涂層干燥后再行涂覆,通常將噴霧霧幅的重疊精度控制在30%~50%之間。如膜厚操作工藝要求較高,則可通過二次完成涂覆施工作業。另外在涂層配套設計中,應避免將硬性涂料加入到軟性涂層中。
船舶船體涂裝期間,有時會因為外界溫差以及涂料質量等非可控原因而出現涂層局部發白問題,此類問題對船體涂裝整體效果影響不大,但會降低船體本身美觀,因此需要涂裝作業人員在涂覆時額外注意。如某輪船在甲板上完成涂裝作業后,若發現約有1/3 的涂層表面有局部發白問題,可對涂料發白原因作出分析,得知甲板涂裝作業為晚上完成,因此會受到夜晚溫差和濕度影響,出現隔天涂料發白問題。
一般解決途徑:避免稀釋劑因揮發過快,在溫差和濕度影響下導致涂料涂層凝結有發白問題;同時控制噴洗環境溫度,避免涂料表明出現結露問題;控制油水分離器,對漆料水分進行隔離。
在船舶涂裝施工作業中,基體的處理是影響其涂裝作業質量的核心環節,在該處理工作中,其主要通過船體除銹和除塵保證船舶船體和各設備表面的粗糙度,以實現對涂料的牢固吸附。具體處理工序分為如下幾步:
第一步,先對船體表面進行初步檢查,通過必要的清潔程序排除其油污的存在,然后通過深入細致的檢查進一步排除船體表面部分銹蝕和氧化痕跡;在此期間應保證涂裝表面的粗糙度在40 ~80μm 精度范圍,以免影響后續涂料的防流掛工序,在上述檢查中,主要的檢查指標包括涂抹質量的粗糙度、鐵氧化物、氯化物、灰塵等參數。
涂料質量本身,將會影響到船舶船體涂覆效果,因此需要在準備涂料時尤其對該其質量的檢驗。首先當采購人員對其采購時,應結合船體涂料規格、種類和船體顏色完成對涂料的選擇,然后根據所出示的產品合格證檢驗涂料可靠性。同時應當避免過分注重價格而忽視廠商品牌。另外當對涂料進行貯藏保存時,因該結合環境適宜條件進行嚴格管理,如控制倉庫溫度在10 ~40℃間,并保證倉庫周邊環境清潔程度。而在涂料啟封期間,則需要借助目測和抽樣檢查等流程完成對涂料和油漆產品的質量檢驗,若涂料本身存在干化或結皮等問題,則應當盡快聯系廠家對其予以更換。
施工環境本身對涂料進行涂覆時的實際性能也存在影響,如船舶涂裝周期相對較差,則應當對涂裝環境采取部分預防方案,消除涂裝環境中溫濕度和海上風沙等外界影響。如防止溫度偏高時涂料揮發過快的問題;防止涂層因溫度下降而導致慢干或不干等問題。
針對涂裝實施工藝流程,應本著高效與優質、環保與安全的工藝原則進行實施方案的設計和設備的選擇,如首先在基體表面通過首道防銹底漆的涂刷,避免基體出現返銹問題,并控制該處理工序在4h 以內;接著控制涂層后的暴露時間,保證涂層同船體表面的附著力;每一道涂層和后一倒涂層間的涂漆工序應控制時間間隔,保證涂漆充分干透;同時對于涂裝底漆的選用,如使用環氧富鋅,將易出現針孔損傷以及二次腐蝕等問題,因而在使用環氧富鋅或同類底漆時,應當確保在表層實干前,通過環氧云母鐵紅底漆對針孔進行封閉覆蓋處理。而對于現場技術人員而言,其應當充分規定和限制涂刷施工間隔,保證基體的防腐性能,避免如流掛、起皺、刷痕所帶來的外觀缺陷。
開發海洋海洋資源需要大量先進海洋工程裝備,它們需要長期在惡劣的海洋環境下工作,因此它們在壽命期內的安全性非常重要。船舶在整個壽命期內都會面臨腐蝕問題,因此對船舶涂裝的損壞進行維護,對船舶的安全運行具有重要意義。本文最后提出了船舶涂裝后期保養處理的幾項措施,對于解決當前船舶涂裝存在的問題有很好的借鑒意義,對于提升船舶整體質量也有積極幫助。