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，涂裝質量直接影響海工裝備的整體質量。本文討論了海洋工程裝備涂裝噴漆工藝工程，并提出了相應的解決方案。

關鍵詞：海洋工程;防腐涂裝;工藝技術

中圖分類號：TQ639 文獻標識碼：A

0 引言

眾所周知，海洋自然環境惡劣，具有很強的腐蝕性，因此各種海洋工程裝備作業環境面對各種挑戰，尤其是要對天然的腐蝕環境，未來保證海洋工程裝備構件不受腐蝕，延長海工設備設計壽命，減少發生與海上安全有關的事故的可能性，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、一定的機械強度。

1 海工裝備涂裝工藝簡述

各種海工裝備產品的外觀設計不僅具有保護性和裝飾性，也是其設計使用壽命價值的重要組成部分。海工裝備表面涂層工藝設計包括海工裝備表面處理工藝、表面涂層預干燥以及高效經濟工藝流程技術。海工裝備涂裝其包括三個功能：

（1）海工裝備保護：保護各種金屬、木材、塑料和其他材料免受風吹日曬和各種腐蝕。用涂層油漆涂覆對象是保護工作對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，增加內在經濟價值。

（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、導電、殺蟲、殺菌、發光和反射等特殊的功能。

2 海工裝備涂層防腐發展歷程和現狀

經過近三十年的改革開放，噴涂工業通過不斷的改革和技術創新，實現了快速發展，隨著自動化技術設備的更新換代，防腐噴涂對象質量、數量和水平得到極大提高。目前，國內涂料行業可以主要滿足家用電器、機床、機械設備的尤其是船舶、海工等領域戰略需求，在技術創新上投入了大量精力，取得了豐碩的成果。和國外先進涂層材料比，還有差距，涂料行業的未來發展方向和目標主要是減少污染、綠色環保、提高使用壽命。

海工裝備各構件防腐性能表現在：

（1）屏蔽作用。海工鋼結構金屬表面噴涂后把金屬表面和外部環境隔開，阻斷空氣或水中的鹽分、電學離子體侵入到母體鋼構件，從而保護鋼材，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。一般涂層還保護各種各樣的顏料，起到美化產品作用，提升產品品質，顏料防腐的同時還可以作用于金屬表面，使母材產生鈍化現象，化學反應生成保護性化學成分，保護金屬母材。一般在海工構件底漆中加上對金屬有一定鈍化作用同時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屏蔽作用的不足的同時，屏蔽作用又預防了緩蝕離子的隨時間的丟失，使緩慢防腐蝕作用經久。

（3）電化學陰極保護性能。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，可以實現形成對海工構件母材犧牲陽極的陰極保護，從而使母材減少或者降低腐蝕作用，類似于平時生活鍍鋅板材應用。

3 海工裝備涂層防腐工藝

基本工藝：海工裝備表面預處理→底層噴涂→干燥或硬化→表面美化處理。

（1）海工裝備表面預處理。為了清除海工裝備產品表面的各種異物（油、鐵銹、灰塵、舊涂層等），要求在涂漆前對物體進行表面預處理，稱為預涂層（表面）或預處理（表面）。一般要求防腐除銹標準達到Sa2.5級。由于構件的材質、油污的種類不同，海工裝備構件可以采用溶劑、堿液清洗金屬表面。常用的清洗方法有和蒸汽法、擦洗法、槽內浸洗法等等。根據應用場景不同，海工裝備構件表面有手噴射、人工、機械、酸洗等除銹等方法。表面處理是海工產品施加抗腐蝕涂層時的重要工序。海工產品防腐涂層的質量在很大程度上取決于表面處理的質量。根據國外相關機構研究和實踐證明，涂層表面光潔度占其使用壽命制約因素的60%。隨著自動化程度的提高，大多數工廠利用自動拋丸除銹機對海工裝備產品除銹防腐。其工作原理是利用內在壓縮器強大壓動力，使鋼丸劇烈的連續沖擊海工裝備零部件的外表面，清理干凈鋼材構件表面的油污、焊接殘留、鐵銹等異物，使海工鋼結構構件光新如初。該自動化工藝效率較高，表面除銹比較徹底，有力的提升了海工產品的表面處理效率，有效的解放了工人勞動強度。

（2）底層噴涂工藝。海工裝備構件涂裝配套的底層直接與母材相連，所以必須有強大附著力，底漆附著力在防腐各涂層附著力中很關鍵，同時底漆在防腐涂層很容易掉落，所有底層涂層經常用環氧類底漆作為基礎底漆，環氧樹脂結構有極性羥基和醚鍵分子結構成分，可以與鄰近的物質界面產生較強的吸附力，使得環氧漆擁有優良的附著力。

由于海工產品規格和種類繁多，大部分是重型零件和特大型零件，通常使用噴霧劑進行噴涂。噴涂工具包括氣動噴槍、高壓無氣槍、壓縮空氣噴槍和便攜式靜電噴槍。對于中小型零件，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，再進行底層噴涂。現代工藝中一般用機高分子、陶瓷材料等當表面防腐層的基料，將其它成份噴涂在海工產品各種構件外表面從而形成一層薄膜，有效提高海工產品的防腐和耐磨性能，減輕了產品表面的磨損、大大提升了產品使用壽命。涂層粘度色澤達到一致。

（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、環氧樹脂、聚氨酯、無機富鋅、油性酚醛和醇酸等防腐涂料。主要要求涂料對水、氧氣和腐蝕性介質的滲透性非常低。對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，導電性和絕緣性。涂層還應具有低溫、速干、環保和節能的特性。

海工裝備構件涂裝施工條件環境：海工構件特殊涂料要嚴格按照產品說明書要求。施工環境濕度閉相對濕度低于80%。控制海工構件鋼材表面和露點的溫度，表面溫度一般大于空氣中的露點溫度3℃以上再進行防腐涂層。在灰塵大、雨雪惡劣天氣時間，施工人員要有必要的保護方案，防腐涂料啟用時要搖勻涂料。檢查確保內容物不結皮、不凝結，攪拌均勻再施工。防腐施工時，涂料的稀度、粘度和稠度要適當，同時要攪拌勻稱到色澤、粘度協調。用專用稀釋劑均勻粘度，按照設計技術規范確定涂裝間隔時間、涂料層數和厚度，尤其是涂抹首次層底漆時，刷途方向保持一致、接搓整齊。

4 海工裝備產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，形成涂料結皮現象，油漆泄漏導致油漆揮發，涂料容器內含有水分、存貯環境溫度過高、過低都會使粘稠度增大。涂料施工時候發生化學反應、運輸存儲過程中與其他分子發生物理相互作用有可能會涂料結塊。

施工后經常存在的情況：在噴涂時，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，會有流掛現象，嚴重影響著色效果。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，施工環境濕度非常高或非常低會出現緩慢干燥或不干燥的現象。

（2）防腐涂裝整改措施。應改善防腐涂料的儲存環境，注意涂裝過程的環境條件、提高涂裝人員的專業能力，強化涂裝施工質量管理水平。海工裝備構件噴涂完成后，用保護圍欄，阻隔外在因素破壞涂層材料。海工構件涂裝完畢后，在較短時間范圍內遇到風霜雪雨等惡劣天氣環境時要蓋上保護設施，嚴謹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。海工鋼構件防腐涂裝工序完畢后嚴禁接觸有腐蝕性的化工材料，轉場或者長距離運輸要注意覆蓋和加固。

防腐涂料生成車間或者施工現場，消防設施、器材齊全，水源有保障，絕對禁止煙火。不能對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，統一集中實施處理銷毀，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，所以嚴禁用金屬棒材敲擊裝有溶劑涂料的桶裝物。溶劑涂料儲存倉庫和施工保存現場應備有防爆設施，施工現場用電時嚴禁要用三相插頭，嚴禁用閘刀開關等容易引起電火花的開發設備。現場施工或者檢查人員進入海工鋼構件防腐涂裝現場時要安全工裝，必須佩戴防毒面具、口罩，戴好防護眼鏡，不直接接觸涂料和溶劑，現場要通風排氣良好，使有毒有害氣體能有效排出。

5 結語

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

參考文獻：

[1]張春梅.防腐蝕涂裝施工的常見問題及解決方法[J].煉油與化工，2004（3）：36-38.

[2]王士猛，賀忠臣.對現代船舶涂裝技術問題的分析[J].山東工業技術，2017（12）：243.

[3]劉晶晶.船舶涂裝工藝的發展方向探析[J].中國機械，2014（6）：223-224.

[4]張東平.船舶涂裝工藝及涂層質量分析[J].軍民兩用技術與產品，2017（24）：94-95.

[5]馬瑞，王岳，蔣志勇.全托盤化的船舶生產管理技術[J].造船技術，2018（2）：81-87.