實施新造船PSPC的應(yīng)用研究

牛起云

（中國船級社青島分社，山東青島 266071）

1 背景

由于海水壓載艙的腐蝕已經(jīng)嚴(yán)重威脅到船舶航行安全和結(jié)構(gòu)安全，國際海事組織（IMO）已于2006年第82屆海上安全委員會大會上以MSC215（82）決議正式通過了《所有類型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)》（Performance Standard For Protective Coatings，PSPC）， 并同時以MSC216（82）決議通過了SOLAS公約第Ⅱ-1/3-2條修正案，正式將其寫入了SOLAS公約并成為了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍和實施時間（圖1）：

1） 2008年7月1日及以后簽訂建造合同的500總噸以上國際航行的所有類型的新造船的壓載艙及150m以上散貨船雙舷側(cè)處所；或無建造合同，2009年1月1日以后安放龍骨或處于類似建造階段；以及在2012年7月1日以后交船的船舶。

圖1 適用PSPC時間軸

2）國際船級社聯(lián)合會(IACS PR34)的《共同結(jié)構(gòu)規(guī)范》（CSR）要求在2006年12月8日及以后簽訂建造合同的船長為150m以上油船和90m以上散貨船必須符合IMO的PSPC涂層標(biāo)準(zhǔn)[1]。

2 PSPC標(biāo)準(zhǔn)

作為涂層性能強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，PSPC提出的關(guān)鍵條款如表1所示[2]。

表1 PSPC要求

3 PSPC標(biāo)準(zhǔn)的實施與檢驗

PSPC標(biāo)準(zhǔn)的制定和執(zhí)行，大大提高了新造船的標(biāo)準(zhǔn)，給國內(nèi)的造船企業(yè)帶來了深遠(yuǎn)的影響，特別是對新造船的周期和成本帶來難以估量的巨大影響。不管是大型國有船廠還是中小型民營船廠，都面臨著新的挑戰(zhàn)。

隨著2012年7月1日這一最遲交船限制日期的日益臨近，適用PSPC標(biāo)準(zhǔn)的船舶逐漸增加，以中船重工在青島海西灣地區(qū)的兩家大型船廠為例，適用的情況如表2所示。

下面就結(jié)合上述兩家船廠實施PSPC的施工情況，從生產(chǎn)設(shè)計、現(xiàn)場管理和質(zhì)量控制的角度對PSPC實施過程中的重點及難點進(jìn)行分析。

3.1 粗糙度

PSPC標(biāo)準(zhǔn)要求鋼板經(jīng)表面預(yù)處理后，粗糙度為30μm～75μm，而船廠在實施PSPC前的實際情況是90μm～120μm。

通過分析研究，發(fā)現(xiàn)船廠在進(jìn)行鋼材表面預(yù)處理時使用的磨料一般為單一規(guī)格，而這就造成了在處理不同表面情況的鋼板時，效果差別很大，因而很難達(dá)到要求。解決這類問題的最好辦法是選用混合配比的磨料，具體措施如下[3]：

1）選擇類型和尺寸適當(dāng)配比的拋丸磨料，以確保粗糙度達(dá)標(biāo)；

2）根據(jù)工廠從鋼板下料到分段成型的實際周期選擇與之匹配的車間底漆類型；

3）加強(qiáng)鋼板的物流管理，避免鋼板的庫存期過長；

4）根據(jù)鋼板的腐蝕等級，選擇適當(dāng)?shù)匿摪孱A(yù)處理線走速；

5）優(yōu)化生產(chǎn)管理計劃，盡量縮短分段在涂裝前的擱置時間；

6）控制好一次表面處理和車間底漆的施工質(zhì)量，二次表面處理時的磨料規(guī)格以0.8mm～1.2mm為宜；

7）在更換磨料規(guī)格時，要同時調(diào)整設(shè)備的工作參數(shù)。

3.2 自由邊處理

PSPC標(biāo)準(zhǔn)要求所有自由邊應(yīng)處理成半徑至少為2mm的圓角。通過現(xiàn)場反饋，發(fā)現(xiàn)如果不使用專用工具，不僅會消耗大量的人力物力，而且質(zhì)量也難以得到保證。

目前，船廠通過配備T型材軋邊機(jī)，能夠較好的解決此類平直型材的自由邊R2圓角問題。而其他開孔的自由邊圓角則采用傳統(tǒng)的風(fēng)動工具配合打磨機(jī)進(jìn)行處理，具體措施如下：

1）在配備專用的軋邊機(jī)等專用設(shè)備、工具前，應(yīng)對操作工人進(jìn)行有關(guān)自由邊打磨相關(guān)方面的專門培訓(xùn)，以滿足質(zhì)量要求。

2）在配備T型材軋邊機(jī)和手動專用工具后，進(jìn)行模擬試驗和相應(yīng)培訓(xùn)，力爭高效快捷的完成工作。

3）應(yīng)對諸如人孔、流水孔、透氣孔、過焊孔等的自由邊打磨操作進(jìn)行說明指導(dǎo)，以保證打磨質(zhì)量和工作效率。

3.3 清潔度

PSPC標(biāo)準(zhǔn)要求鋼板表面在涂裝前的清潔度應(yīng)達(dá)到1級，如不用放大鏡，在待涂表面可見的更小顆粒也應(yīng)去除。目前船廠的一次表面處理情況是2～3級，因而二次表面處理必須全部去除車間底漆，通過實驗和總結(jié)，現(xiàn)場實施的具體措施如下：

1）對處理設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，增強(qiáng)除塵功能；除灰塵應(yīng)使用吸塵器；

2）對于鋼材表面油污的問題，盡可能從源頭著手，減少材料的被污染幾率；

3）按要求進(jìn)行磨料清理，分離器、除塵器等相關(guān)設(shè)備應(yīng)保持正常工作狀態(tài)；

4）使用高質(zhì)量的鋼砂是確保灰塵清潔度達(dá)標(biāo)的保證；

5）管系、鐵舾件的防護(hù)布是清潔重點，工作套裝、吸塵器本身應(yīng)保持清潔；

6）灰塵是鹽分的主要載體，清潔度與鹽分的關(guān)聯(lián)性非常大。

3.4 鹽分

PSPC標(biāo)準(zhǔn)要求涂裝前鋼板表面的鹽份應(yīng)不大于50mg/ m2。通過對船廠現(xiàn)狀的分析研究，青島海西灣地區(qū)船廠的鹽分主要受以下幾個方面影響：

1）海洋地區(qū)特有的環(huán)境影響，比如雨、霧、富含鹽分的海風(fēng)等，其中霧對鋼板表面的影響最大。據(jù)統(tǒng)計，海西灣地區(qū)影響露天施工的霧天年均達(dá)88天；

2）周邊其他工廠的排放物，尤其是電廠等工業(yè)污染源，其直線距離海西灣造船基地約10km；

3）鋼板在室外的堆放時間、分段建造周期、露天存放時間以及噴砂用磨料的鹽分含量。

由于外界環(huán)境本身是無法控制的，因此控制可溶性鹽含量的最好辦法是對可溶性鹽產(chǎn)生的源頭加以控制，其次才是在鹽分超標(biāo)時采取的補救措施（如淡水清洗），總體上講就是要求優(yōu)化建造流程。目前在施工現(xiàn)場的應(yīng)對措施如下：

1）實行船舶建造計劃精細(xì)化管理，減少鋼材在堆場的擱置時間；

2）提高構(gòu)件加工的精度和質(zhì)量，縮短船舶建造周期，減少分段露天存放時間；

3）建造流程模塊化，固化建造工藝，并為這些工藝提供專用的樣板、樣箱，加快建造速度；

4）加強(qiáng)磨料管理，降低二次污染；

5）印發(fā)施工手冊，規(guī)范施工、優(yōu)化設(shè)計，提高工人作業(yè)效率。

3.5 破損率

PSPC 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定分段合攏后的壓載

艙涂層破損面積不能超過總面積的2%或相鄰破損區(qū)域不超過25m2。目前北船重工在建的18萬噸散貨船的塢內(nèi)合攏涂層破損情況如表3[4]所示。

表3 合攏涂層破損表

通過對現(xiàn)場實際情況進(jìn)行分析研究，結(jié)合船廠現(xiàn)有的施工工藝、管理水平，造成合攏時涂層破損的原因如下：

1）合攏時，分段合攏縫處的焊接作業(yè)造成的過度燒損，這在很大程度上取決于焊工的作業(yè)水平和現(xiàn)場的施工管理；

2）分段的結(jié)構(gòu)完整性和預(yù)舾裝率偏低，造成已完工涂層反復(fù)破損；

3）合攏后，壓載艙相鄰區(qū)域的吊耳切除及腳手架的搭設(shè)擦碰；

4）對完工涂層的保護(hù)意識不強(qiáng)，普遍存在涂層的人為損壞情況。

針對上述因素，對破損面積的控制主要應(yīng)從船舶建造過程中的工藝流程入手：

1）優(yōu)化分段劃分，提高分段預(yù)舾裝率，實現(xiàn)殼、舾、涂一體化。

2）提高分段建造精度，特別是靠近艏、艉部線形變化較大的區(qū)域，從而避免水火彎及開刀調(diào)型。

3）優(yōu)化生產(chǎn)工藝，根據(jù)船體結(jié)構(gòu)、舾裝、涂裝各個專業(yè)的特點，選擇合理的結(jié)構(gòu)裝配順序，減少交叉作業(yè)引起的破損。

4）加強(qiáng)對分段測量數(shù)據(jù)的分析、研究，建立反饋機(jī)制。對精度測量數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，并長期積累相關(guān)數(shù)據(jù)，不斷改進(jìn)測量方式和控制手段。

4 結(jié)語

綜上分析可以看出，PSPC標(biāo)準(zhǔn)的實施，實際上是對船廠技術(shù)、工藝、生產(chǎn)管理水平和質(zhì)量控制水平的綜合性要求，船廠應(yīng)該結(jié)合自身實際，從上述方面進(jìn)行全方位的籌備工作，并積累相關(guān)經(jīng)驗，以便更快更好的滿足PSPC的相關(guān)要求。

[1] 洪棟煌.造船界實施IMO涂層新標(biāo)準(zhǔn)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[J].上海造船，2008(2):44-45.

[2] 李孝東.IMO PSP C簡介及實施注意事項[J]. 江蘇船舶，2009(12): 35-37.

[3] 陸信浩.PSPC對建造40萬噸礦砂船影響分析及應(yīng)用研究[J].船舶工程，2010(1):51-53.

[4] 王建定.IMO涂層性能標(biāo)準(zhǔn)實施的應(yīng)對措施[J].江蘇船舶，2011(2):6-8.