新型機艙環氧漆在船舶涂裝方面的應用

張開帥, 劉 欣, 孫有君, 路 通, 孟祥軍

(大連船舶重工集團設計研究院，遼寧 大連 116005)

0 引 言

船舶制造業對我國經濟增長和人民生活水平提高起到重要的作用，但造船工藝面臨的能耗需求大和污染排放量大等問題，制約和延緩我國低碳環保等目標的實現。涂裝是船舶建造過程中的重要環節，其工時約占造船總工時的10%～20%。涂裝生產貫穿船舶建造的整個過程，包括從鋼板拋丸預處理、噴涂車間底漆到分段涂裝、總組涂裝、船臺/船塢涂裝、系泊涂裝和舾裝件上船前后的涂裝。船舶涂裝作業涉及范圍廣、持續時間長，是造船企業揮發性有機物(Volatile Organic Compounds，VOCs)排放的主要來源[1]。國家和地方的法規日漸完善，具體表現：①2015年1月1日，《中華人民共和國環境保護法》發布，對于沒有環境影響評價和污染物超標排放等行為提高違法成本[2]；②2018年1月1日，《環境保護稅法》正式實施；③2018年6月，《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》印發，VOCs排放綜合整治是工作重點，并研究將VOCs納入環境保護稅征收范圍[3]。

在船舶涂裝中，全方位優化油漆品種設計和應用工藝刻不容緩。針對在船舶總裝后進行涂裝的機/泵艙和上層建筑內表面區域，傳統的設計應用方案是醇酸漆配套，存在固體分體積分數低、VOCs質量濃度高、油漆消耗量大、施工周期長和綜合成本高等不足，對外場總裝綠色涂裝工藝推進產生嚴重的制約，滿足環保需求的船舶機艙區域新型油漆品種的設計和應用，成為綠色涂裝的課題之一[4]。

1 醇酸漆與新型機艙環氧漆技術工藝分析

自20世紀80年代至今，傳統的醇酸漆在漆膜平整度、外觀光澤度和良好的可刷涂施工便捷性等方面具有一系列優點，適用于人員的工作場所，使其在船舶機艙區域廣泛應用[5]。隨著國家VOCs環保法規的發布和船舶綠色涂裝與效率提升的需求，各家油漆公司陸續開展新型機艙環氧漆的開發研究工作。部分新型機艙環氧漆取得突破，陸續取得適用于船舶人員工作場所的認可證書，在部分實船產品中得到應用。

1.1 相關技術工藝參數對比

針對相關技術工藝問題，經系列深入研究，新型機艙環氧漆在VOCs指標合規性、施工便捷性和涂裝效率等方面均超越傳統醇酸漆，符合“綠色涂裝、綠色造船、節能減排”的新趨勢。醇酸漆與新型機艙環氧漆技術工藝參數對比如表1所示。由表1可知：新型機艙環氧漆的工藝性能大多優于醇酸漆。

表1 醇酸漆與新型機艙環氧漆技術工藝參數對比

1.2 配套方案對比

以超大型油船(Very Large Crude Carrier，VLCC)為例，新造船機/泵艙區面積為25 000 m2，油漆配套方案為1個度次×80 μm醇酸底漆+2個度次×40 μm醇酸面漆，擬采用的新造船機艙區域油漆配套方案為1個度次×100 μm新型機艙環氧漆。醇酸漆與新型機艙環氧漆配套方案對比如表2所示。由表2可知：在油漆用量、VOCs排放總量和環境保護稅參數方面，采用新型機艙環氧漆方案比采用醇酸漆方案分別降低46.2%、50.7%和50.7%。

表2 醇酸漆與新型機艙環氧漆配套方案對比

2 醇酸漆與新型機艙環氧漆涂裝施工周期分析

根據實船應用，通常情況下的施工工藝方案如下：①醇酸漆3個度次方案(1個度次×80 μm+2個度次×40 μm=160 μm)，即分段階段1個度次施工、合龍后的總裝階段1個度次局部修補+2個度次滿噴；②新型機艙環氧漆1個度次方案(1個度次×100 μm=100 μm)，即分段階段1個度次施工、合龍后的總裝階段1個度次局部修補或美觀滿噴。兩個方案涂裝施工周期對比如下：

(1)舾裝件和管系上船安裝前(1個批量)的涂裝施工周期對比如表3所示。由表3可知：按1個批量舾裝件和管系上船安裝前涂裝成品油漆配套測算，與醇酸漆3個度次方案相比，新型機艙環氧漆1個度次方案縮短涂裝施工周期8.0 d。

表3 舾裝件和管系上船安裝前(1個批量)的涂裝施工周期對比 d

(2)分段階段(1個分段)涂裝施工周期對比如表4所示。由表4可知：按1個分段計算，與醇酸漆3個度次方案相比，新型機艙環氧漆1個度次方案縮短涂裝施工周期2.0 d。

表4 分段階段(1個分段)涂裝施工周期對比 d

(3)合龍后的總裝階段(水下系泊)涂裝施工周期對比如表5所示。由表5可知：按機艙總裝涂裝測算，與醇酸漆3個度次方案相比，新型機艙環氧漆1個度次方案縮短涂裝施工周期6.0 d。

表5 合龍后的總裝階段(水下系泊)涂裝施工周期對比 d

3 醇酸漆與新型機艙環氧漆成本分析

成本對比如表6所示。

表6 成本對比 萬元

4 結 語

通過對新造船新型機艙環氧漆的各項技術研究和實船應用驗證，在機艙區域設計實施1個度次專用環氧漆技術方案，與傳統的醇酸漆方案相比，具有提高涂裝設計效率、提高涂裝生產效率、縮短造船周期、減少油漆消耗、降低VOCs排放和降低涂裝成本等諸多優勢，其技術工藝可行，可在未來設計建造的船舶中推廣應用。

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