表面粘涂技術(shù)論文(2)
表面粘涂技術(shù)論文篇二
淺析船舶涂裝技術(shù)
【摘要】船舶工業(yè)在我國(guó)起步的時(shí)間比較晚，進(jìn)些年在經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)下，有了一定的發(fā)展，但是相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家，還存在一定的差距，船舶涂裝技術(shù)作為造船的三個(gè)工藝支柱之一，其中也暴露出了很多問(wèn)題，需要予以重視。
【關(guān)鍵詞】船舶工業(yè);涂裝技術(shù);工藝支柱;問(wèn)題
中圖分類號(hào)：F407.474 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
前言
文章詳細(xì)介紹了船舶涂裝技術(shù)中存在的主要問(wèn)題。通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的分析，并結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)知識(shí)，提出了一些解決的辦法。
二、船舶涂裝技術(shù)國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀
由于腐蝕對(duì)船舶安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅,國(guó)際海事組織( IMO )已在第 82 屆海上安全委員會(huì)會(huì)議上以 MSC215 (82)決議正式通過(guò)了《所有船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側(cè)處所保護(hù)涂層性能標(biāo)準(zhǔn)》(PSPC) ,并且同時(shí)以 MSC216 (82)決議通過(guò)了 SOLAS 公約第II -1 /3 -2 條修正案,從而使該標(biāo)準(zhǔn)成為國(guó)際公約框架內(nèi)的強(qiáng)制性要求。IMO 的《涂層性能標(biāo)準(zhǔn)》的制訂和實(shí)施對(duì)我國(guó)造船業(yè)將是一場(chǎng)考驗(yàn)和挑戰(zhàn),但也將對(duì)我國(guó)船廠提高管理和工藝水平,促進(jìn)造船技術(shù)的發(fā)展起到推動(dòng)作用。我國(guó)造船界對(duì)此應(yīng)予以充分重視,盡早研究實(shí)施對(duì)策。為了使有關(guān)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員深刻了解該標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容和實(shí)施難點(diǎn),為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施作好技術(shù)準(zhǔn)備,必須立即在全行業(yè)全面、深入地開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)宣貫工作。
1.涂裝技術(shù)、管理人員現(xiàn)狀
船舶涂裝是一項(xiàng)集化工、機(jī)械、電器、流體動(dòng)力、熱工技術(shù)于一體的技術(shù)工種，因而它對(duì)從事涂裝的技術(shù)和管理人員提出了多方位的要求，單一的化工專業(yè)或機(jī)械專業(yè)的技術(shù)人員，并不能擔(dān)當(dāng)起整個(gè)涂裝過(guò)程的技術(shù)責(zé)任，還必須具備相關(guān)專業(yè)的知識(shí)才能勝任。盡管他們?cè)趯?shí)踐中積累不少經(jīng)驗(yàn)，又掌握相關(guān)涂裝知識(shí)，但就知識(shí)結(jié)構(gòu)而言，缺乏全面性。
2.涂裝設(shè)備的現(xiàn)狀
作為船舶涂裝的主要設(shè)施鋼材預(yù)處理流水線和噴丸涂裝房，許多中、小造船企業(yè)中無(wú)法建立，只能依靠大船廠，委托大船廠對(duì)需使用的鋼材進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理的質(zhì)量好壞，取決于加工企業(yè)，作為造船企業(yè)本身卻無(wú)法保證，從而增加了船舶二次除銹的工作量。大多數(shù)造船企業(yè)在噴丸涂裝低于國(guó)外壓縮空氣壓力水平，造成噴丸效率低，磨料損耗大。甚至有的小型企業(yè)根本沒(méi)有配置R孔除銹磨光機(jī)，對(duì)于眾多的R孔除銹只能手工用鋼絲刷來(lái)除銹，這種除銹方式無(wú)法保證涂裝表面預(yù)處理的質(zhì)量，就更談不上涂裝的高質(zhì)量。
三、船舶涂裝技術(shù)中的主要問(wèn)題
對(duì)近兩年建造出口船舶時(shí)暴露出的涂裝技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行初步剖析和歸納,大致有以下幾方面:
1.生產(chǎn)組織和技術(shù)管理問(wèn)題
由于“漆糊涂”的傳統(tǒng)概念,使涂裝工作一直得不到應(yīng)有的重視,在船舶設(shè)計(jì)、總建造進(jìn)度計(jì)劃和施工程序上,涂裝工作往往是被忽視的,不僅施工環(huán)境和條件惡劣,而且只能“見(jiàn)縫插針”、“打游擊式地進(jìn)行作業(yè),與各工種混雜一起。剛涂裝完畢的涂膜,會(huì)立刻被焊接、氣割或踩踏所破壞,因而修補(bǔ)工作量大,工作效率低,涂裝質(zhì)量差,容易出事故。
2.基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝規(guī)程問(wèn)題
鋼材的表面預(yù)處理質(zhì)量是確保涂裝質(zhì)量的基礎(chǔ)。鋼材表面防腐涂層的有效壽命,在很大程度上取決于鋼材表面的除銹質(zhì)量。鋼材表面的原始狀態(tài)又是選擇預(yù)處理措施的主要判據(jù)。為了正確而方便地判斷鋼材表面的除銹質(zhì)量,若干國(guó)家制訂了鋼材除銹質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)外船廠還編制有成套的涂裝工藝技術(shù)文件。通過(guò)這一整套基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝規(guī)程等的指導(dǎo)和制約,從而對(duì)涂裝質(zhì)量和工效起到可靠的保證和促進(jìn)作用。我國(guó)一些船廠近幾年著手建造出口船舶,才開(kāi)始了解國(guó)外的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程等,面臨外國(guó)船東和油漆廠商的較高質(zhì)量要求,就顯得很不適應(yīng)。
3.工藝裝備和磨料問(wèn)題
除銹涂裝工藝裝備方面的更新、改進(jìn)是緩慢的,不少設(shè)備陳舊落后,承造出口船舶以后,矛盾比較突出。沿用了多年的酸洗工藝,因清理后的鋼材表面粗糙度過(guò)小,不能使用。拋丸預(yù)處理流水線出丸量少,工效低,當(dāng)表面清潔度要求為Sa2.5級(jí)時(shí),對(duì)A級(jí)鋼板的處理速度也只有1米/分左右,約為國(guó)外的1/3。有些船廠作了改進(jìn),略有提高。而一般只能處理板材,不能處理型材。有的船廠只能用噴丸處理型材,生產(chǎn)能力不足。二次除銹工裝,品種規(guī)格不全,有的比較笨重,有的數(shù)量不夠,有的質(zhì)量較差。高壓噴漆機(jī)尚未形成較完整的系列,高壓泵能量小,噴嘴品種規(guī)格少,質(zhì)量不穩(wěn)定,影響涂裝工效和質(zhì)量,增加涂料損耗,因而一艘2.7萬(wàn)噸級(jí)散貨船要多用5、6萬(wàn)美元的進(jìn)口涂料。
例如我司正在建造的某大型駁船，船東對(duì)PSPC有非常嚴(yán)格的要求，尤其是對(duì)相關(guān)的壓載艙分段，例如艙室較小，狹窄區(qū)域，如果采用沖砂工藝處理，國(guó)外先進(jìn)船廠通常會(huì)采用便攜式?jīng)_砂設(shè)備進(jìn)行工藝處理，而按照我們現(xiàn)在的工藝標(biāo)準(zhǔn)，只能通過(guò)人工打磨進(jìn)行。盡管最終的結(jié)果都可以滿足國(guó)際海事組織PSPC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但是其缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的。首先，打磨相比于沖砂工藝來(lái)粗糙度會(huì)比較低，油漆的粘附力相對(duì)較弱;其次，打磨處理的效率與沖砂相比低很多，大大增船廠的涂裝工藝周期，拖延了整船的生產(chǎn)進(jìn)度，致使船廠在交船時(shí)經(jīng)常處于不利的談判地位。不少船廠都是通過(guò)簡(jiǎn)單的增加打磨工的數(shù)量來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。但實(shí)際上，隨著用工成本的不斷增加，這種粗放型的管理模式只能被淘汰，而且打磨工的打磨質(zhì)量也無(wú)法與沖砂相比。甚至不少船廠缺乏分段涂裝工場(chǎng)和相應(yīng)的設(shè)施,更加難以保證質(zhì)量和進(jìn)度。由于磨料問(wèn)題,不僅影響拋丸預(yù)處理流水線和分段噴丸的工效和清理質(zhì)量,而且磨料耗量過(guò)大。一艘2.7萬(wàn)噸級(jí)散貨船的飲水艙和淡水艙部分的清理,要耗用價(jià)值一萬(wàn)余元的磨料。如按我們目前的單位面積耗量計(jì)算,一艘3萬(wàn)噸級(jí)成品油船的成品油艙將耗用銅礦渣磨料30萬(wàn)元以上。此外,在除銹涂裝過(guò)程中需用的環(huán)保和勞保用具及裝備方面還存在較多問(wèn)題。
另外，PSPC在本項(xiàng)目中還突出體現(xiàn)在艙室合攏后壓載艙破損率的控制上。國(guó)外先進(jìn)船廠，由于其預(yù)舾裝率相對(duì)較高(如管系，電氣支架，鐵舾裝件等舾裝件的焊接安裝)，而且他們對(duì)壓在水艙的保護(hù)級(jí)重視程度也較高，所以國(guó)外船廠對(duì)壓載艙的破損率控制相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較容易，通常都是在可控范圍內(nèi)。但是國(guó)內(nèi)的船廠對(duì)涂裝的破損率重視度不夠，設(shè)計(jì)水平有限導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖紙不完善，預(yù)舾裝率很低，導(dǎo)致艙室破損率居高不下。為了解決此問(wèn)題，我們?cè)诒卷?xiàng)目上，采取了一下措施：1. 盡力控制壓載水艙的動(dòng)火作業(yè)，在合攏區(qū)域，合攏縫200mm意外做保護(hù)措施，防止合攏縫的焊接對(duì)油漆的破壞。2. 在分段制造中，如果部分大型設(shè)備由于到貨較晚，會(huì)事先按照?qǐng)D紙完成設(shè)備底座的焊接工作，以便使后續(xù)涂裝工作得以順利進(jìn)行，而不必等待設(shè)備到貨后引起的燒焊等破壞已有涂裝的作業(yè)。3. 移除壓載水艙的馬板，吊耳等結(jié)構(gòu)件，通常采用機(jī)械磨具進(jìn)行處理，而不是用割到去割除，這樣可以很大程度上減少對(duì)壓載水艙的破壞。
如果破損率在2%之內(nèi)，破損區(qū)域我們選擇用動(dòng)力打磨至ST3，然后修噴2度油漆，膜厚至320µm;如果破損率超過(guò)2%，破損區(qū)域可以選擇沖砂處理至SA2.5。但由于工藝水平及設(shè)備限制，我們通常是控制在2%以內(nèi)，采用動(dòng)力打磨方式進(jìn)行破損處理。
4.科研技術(shù)隊(duì)伍問(wèn)題
船舶除銹涂裝工藝技術(shù)研究,屬于為生產(chǎn)服務(wù)的開(kāi)發(fā)研究和應(yīng)用研究,綜合性比較強(qiáng),在研究過(guò)程中需要運(yùn)用金屬腐蝕、電化學(xué)、金屬學(xué)、機(jī)械制造、有機(jī)和無(wú)機(jī)化學(xué)、自動(dòng)控制及造船工藝等各種不同學(xué)科的知識(shí),往往需要組織各有關(guān)部門(mén)的各種專業(yè)的科研技術(shù)人員共同協(xié)作,長(zhǎng)期努力,才能逐步解決所研究的問(wèn)題。我國(guó)船廠對(duì)除銹涂裝工人的培訓(xùn)大多不夠重視,經(jīng)過(guò)專業(yè)訓(xùn)練并具備豐富經(jīng)驗(yàn)的涂裝技術(shù)人員為數(shù)甚少,專業(yè)工藝研究單位中,從事涂裝技術(shù)科研工作的力量也不足,專業(yè)不配套,人員結(jié)構(gòu)不成比例。
四、船舶涂裝技術(shù)中相關(guān)問(wèn)題的解決措施
1.合理的施工工藝規(guī)范
合理的油漆配套既應(yīng)該達(dá)到對(duì)全船所有部位有良好的防腐及美化的作用, 又要便于船廠施工, 同時(shí)還應(yīng)具備較為經(jīng)濟(jì)的成本, 因?yàn)樵谝粭l船整個(gè)壽命期內(nèi)的維護(hù)保養(yǎng)中, 油漆的使用量是非常大的, 盡可能減少在油漆上的修備費(fèi)用支出是每個(gè)船東都追求的目標(biāo)。由于新型油漆性能不斷提高, 通用性增加和涂布率的提高, 使變更舊有的油漆配套有了技術(shù)保證。新的油漆配套不但能保證好的防腐性能, 而且可以減少涂裝次數(shù)和總膜厚, 從而有利于控制成本、縮短造船周期。
2.適當(dāng)?shù)耐垦b工裝和設(shè)備
常規(guī)的工裝設(shè)備包括高空作業(yè)車(chē)、腳手架、通風(fēng)機(jī)、照明燈及工業(yè)用空調(diào)等。一個(gè)有實(shí)力的船廠都會(huì)為涂裝施工配備足夠的作業(yè)車(chē),以便施工人員能夠到達(dá)所需的工作處所, 并取得最佳的施工位置展開(kāi)施工, 從而大大提高施工效率。在密閉艙室進(jìn)行施工一直是涂裝施工中的難點(diǎn), 因此, 提供足夠的照明、通風(fēng)甚至空調(diào)設(shè)備對(duì)改善施工環(huán)境、保證施工質(zhì)量和人身安全是非常有益的。
不可否認(rèn)，國(guó)外船廠在工藝及設(shè)備方面，是走在了國(guó)內(nèi)大多數(shù)船廠的前面，隨著國(guó)外訂單的逐漸增加，PSPC的強(qiáng)制執(zhí)行，國(guó)內(nèi)很多船廠也在進(jìn)行相應(yīng)改革，包括添置更新設(shè)備或聘請(qǐng)具有相關(guān)特種噴涂作業(yè)的經(jīng)驗(yàn)的廠家進(jìn)行工程分包，以解決現(xiàn)階段的燃眉之急。
選擇適合的涂裝條件
絕大部分船體鋼板的表面需噴涂2 至5 度油漆, 正確的涂裝順序?qū)τ诿恳欢扔推醽?lái)說(shuō)都尤為重要。在對(duì)鋼板表面噴涂油漆之前, 需對(duì)鋼板的表面狀況進(jìn)行確認(rèn), 并對(duì)當(dāng)時(shí)的溫度、濕度進(jìn)行一定的檢測(cè)。在冬季或夏季進(jìn)行油漆施工時(shí), 應(yīng)特別注意鋼板的表面溫度是否過(guò)高或過(guò)低。過(guò)高的鋼板溫度容易使噴涂到鋼板上的油漆產(chǎn)生流掛, 并且干燥過(guò)快的油漆表面易產(chǎn)生橘皮皺折或黏附漆霧, 使漆膜表面成形受影響。而過(guò)低的鋼板溫度不利于油漆的干燥, 漆膜硬化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。此時(shí),如果一味地追求進(jìn)度而不顧底層油漆是否充分干燥, 將會(huì)使底漆與鋼板間的附著力降低, 最終造成脫漆現(xiàn)象。
五、結(jié)束語(yǔ)
要加速我國(guó)船舶工業(yè)的發(fā)展，船舶涂料技術(shù)中的相關(guān)問(wèn)題必須得到快速解決，緊跟國(guó)際水平，否則制約著我國(guó)船舶事業(yè)的發(fā)展，不利于我國(guó)海工裝備業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，更不利于我國(guó)海上軍事力量的發(fā)展。
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