港口滾裝橋涂裝工藝的應(yīng)用分析

江桂利+洪文淵

摘 要：考慮到港口滾裝橋長時間處于海洋鹽霧環(huán)境下作業(yè)使用，本文介紹了涂裝工藝在滾裝橋上的應(yīng)用，分析幾種涂裝材料的設(shè)計配方和性能特性，對實際施工和使用效果進行了分析。最后展望了涂裝工藝與滾裝橋結(jié)合的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：港口 涂裝工藝 滾裝橋

1.前言

港口滾裝橋是現(xiàn)代化港口實現(xiàn)高效便捷、穩(wěn)定可靠車客滾裝作業(yè)的重要港口裝卸設(shè)備，廣泛應(yīng)用于我國的沿江和沿海港口。滾裝橋處于江河或者海洋環(huán)境中，長期受到風浪的影響，惡劣天氣下還經(jīng)常遭受暴風雨、巨浪的襲擊，鋼結(jié)構(gòu)表面會產(chǎn)生嚴重的腐蝕反應(yīng)，使其使用年限、經(jīng)濟效益難以得到保證。

涂裝工藝是一種有效抑制金屬材質(zhì)腐蝕的方法，廣泛應(yīng)用于港口設(shè)備的建造和裝配中，根據(jù)各個港口所處的不同環(huán)境，其材料和工藝選擇也各有不同。海口港新海港區(qū)汽車客貨滾裝碼頭為中國國內(nèi)大型貨運及載客滾裝碼頭。本文結(jié)合該港口滾裝橋的制造過程，以及海南所處的特殊地理位置和環(huán)境，對其涂裝工藝的特點及其應(yīng)用特性進行分析與展望。

2.項目介紹

海口港新海港區(qū)汽車客貨滾裝碼頭位于海南省北部，一期、二期工程總投資24億元人民幣，于2012年8月起建，主體于2017年6月完工，建設(shè)有21個萬噸級滾裝泊位，設(shè)計年通過能力為旅客2160萬人次，汽車320萬輛次。表1為海南省2014年到2017年3月份的運輸量數(shù)據(jù)，其中海口秀英港和新海港車運量占77.5%，客運量占66.2%，承擔了全島大部分的車客運輸量。在新海港主體工程陸續(xù)完工后，將分擔秀英港的負載量，尤其是節(jié)假日期間大幅增長的車客運量。

3.涂裝材料選用

3.1 地理環(huán)境

海南地處熱帶地區(qū)，有著獨特的熱帶海洋氣候特色，全島年平均降雨量在1600毫米以上，且熱帶風暴和臺風出現(xiàn)頻繁。長期在這種惡劣的氣候下工作，港口設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)外表面會受到來自高鹽分海洋水汽、潮濕雨水及臺風侵襲等多種腐蝕方式的侵害，處于ISO 12944 C5-M的沿海腐蝕環(huán)境中。受此類客觀環(huán)境因素的制約，會直接影響到港口設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕進度，加速金屬的腐蝕速率，其中以局部區(qū)域的電化學(xué)腐蝕破壞性為最大。因此，為了使海口新海港客滾橋能夠在這樣的工作環(huán)境中更穩(wěn)定可靠的運行，其制造過程中涂裝工藝的選擇和防腐涂料的配套就顯得尤其重要。

3.2 設(shè)備規(guī)格參數(shù)

海口港新海港區(qū)汽車客貨滾裝碼頭二期工程設(shè)計有7臺液壓升降滾裝橋，2種橋體規(guī)格，分別如下：

（1）150t液壓滾裝橋，額定能力150t，長度20.3m，身長14.35m，身寬11.1m，頭長5.95m，頭寬18m，上升2m、下降2.5m（見圖3）

（2）200t液壓滾裝橋，額定能力200t，長度25m，身長15.3m，身寬14.4m，頭長9.7m，頭寬19.5m，上升2.5m，下降3m（見圖4）

滾裝橋的結(jié)構(gòu)形式為立柱吊掛、開式上承平臺結(jié)構(gòu)。主要由橋體結(jié)構(gòu)、立柱、拱門、安全鎖定裝置、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)及操作平臺組成。橋體結(jié)構(gòu)后固定軸座與港工基礎(chǔ)的橋臺基座軸孔連接，前部由兩根液壓缸懸吊于立柱的外伸懸臂上，與橋體結(jié)構(gòu)左、右對稱鉸接，立柱焊接于港工基礎(chǔ)的立柱預(yù)埋結(jié)構(gòu)件上表面。操作時通過電控及液壓系統(tǒng)驅(qū)動液壓缸帶動橋體實現(xiàn)上仰及下俯，使其可以克服港口不同設(shè)計船型結(jié)構(gòu)和潮汐變化等客觀因素的影響，滿足港口高效滾裝作業(yè)的要求。

3.3涂層系統(tǒng)選擇

（1）滾裝橋主體鋼結(jié)構(gòu)外表涂裝系統(tǒng)均使用中海油阿沃德牌油漆（見表2），鋼結(jié)構(gòu)表面沖砂至Sa2.5（等同SSPC-SP10），表面粗糙度為45-75μm。

本項目采用的環(huán)氧富鋅底漆是一種以環(huán)氧樹脂、硅酸乙酯、鋅粉為主要基料的雙組份防銹底漆，具有陰極保護作用，在金屬表面有優(yōu)異的附著力，干燥速度快，防腐蝕能力強，主要應(yīng)用于重防腐場合，提供長效保護。

環(huán)氧漆作為中間漆使用，一方面用來增加漆膜厚度，提高油漆涂層的耐久性，加強防腐性，另一方面提升底漆與面漆之間的附著力和漆膜內(nèi)部連接強度。本項目采用的中漆為含云母氧化鐵的雙組分厚漿型環(huán)氧漆，具備以上環(huán)氧漆優(yōu)點的同時，其屏蔽性能更好，特別適用于潮濕的環(huán)境下的防腐配套使用。

面漆采用由氟碳樹脂、耐候性顏填料、有機溶劑、助劑及耐候性固化劑組成的雙組份氟碳面漆，由于氟樹脂涂料由于引入的氟元素電負性大，碳氟鍵能強，具有出色的防腐各項性能。在JT/T733-2008中提到了將氟碳涂料引入港口設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)表面防護體系，明確規(guī)定氟碳面漆作為C5腐蝕環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)長效防腐用面漆，與另一種港口設(shè)備涂裝工藝常用的脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆相比，該面漆具有更好的耐候性、耐熱性、耐腐蝕性以及獨特的自潔能力和低摩擦性，更加適用于本項目滾裝橋所處的工作環(huán)境。

（2）封閉結(jié)構(gòu)件內(nèi)表面涂層系統(tǒng)采用特奈麥克無機物雜化水性環(huán)氧漆（見表3），焊縫區(qū)域及涂層損壞區(qū)域打磨至St3級或SSPC‐SP3，并按規(guī)定進行底漆修補。

在主結(jié)構(gòu)件內(nèi)部的涂裝材料上嘗試采用了以水作為溶劑的水性漆，無毒環(huán)保，一方面突出改善了施工作業(yè)的環(huán)境，提高了封閉結(jié)構(gòu)件內(nèi)部涂裝施工過程的安全性，另一方面，水性漆對材質(zhì)表面適應(yīng)性好，涂層表面附著力強，在防腐性能上可以達到油性漆的標準。endprint

4.工藝流程及效果分析

4.1工藝流程

海口港新海港區(qū)汽車客貨滾裝碼頭在所使用的滾裝橋在涂裝工藝的選擇上采用港機設(shè)備的涂裝標準。

涂裝方案使用阿沃德無鉛涂料，涂層在ISO 12944定義的C5-M環(huán)境下涂層設(shè)計防腐耐久年限為15年，主體鋼結(jié)構(gòu)銹蝕程度不超過Re-3。

（1）鋼材表面在涂底漆前采用專用設(shè)備噴丸除銹處理，處理效果應(yīng)達到中國除銹標準的Sa2 1/2以上；

（2）高強度螺栓連接法蘭面沖砂至Sa2.5，表面粗糙度達到40-75μm，涂裝無機富鋅底漆，干膜厚度50μm（GB/T 16823，1～3，1997）；

（3）涂裝施工應(yīng)在清潔、干燥通風、相對濕度85%以下、基材表面溫度高于露點3℃的條件下進行；

（4）對于需涂裝的機加工表面，可以進行沖砂處理至Sa 2.5的機加工表面，確保粗糙度達到35μm以上，其涂層系統(tǒng)與主結(jié)構(gòu)件保持一致，無法進行沖砂處理的機加工表面，按照SSPC SP1的標準進行除油，并用電動工具或粗砂皮紙（小于80目）進行表面拉毛，清理灰塵后，采用容忍性較高的 MC-EP-6 作為底漆，膜厚為 60μm，中漆膜厚為 100 μm，面漆與主結(jié)構(gòu)件保持一致；

（5）底漆采用環(huán)氧富鋅底漆， 要求其固體含量按體積計超過50%，按重量計應(yīng)超過80%，采用無氣噴涂設(shè)備進行涂裝施工；

（6）中間漆采用環(huán)氧厚漿中層漆，要求其固體含量按體積計超過80%，采用無氣噴涂設(shè)備進行涂裝施工；

（7）面漆采用氟碳面漆， 固體含量以體積計應(yīng)超過50%， 采用無氣噴涂設(shè)備進行涂裝施工；

（8）涂裝質(zhì)量控制，涂層外觀無明顯缺陷，涂層膜厚按80-20原則（ISO19840）檢驗，附著力不低于3MPa（ISO4624）。

4.2效果分析

該涂裝方案于2016年9月確定，其中前五臺客滾橋于2016年11月完成制作及涂裝工作并于次年1月投產(chǎn)使用，后兩臺于客滾橋2017年1月完成制作及涂裝工作并于2017年4月投入使用，經(jīng)過一段時間的空氣和水下使用檢驗，橋體各部件油漆漆膜超過5000小時以上無粉化、無龜裂，超過2000小時以上漆膜沒有起泡及漆皮剝落，鋼結(jié)構(gòu)表面僅有少量腐蝕，主要存在于主體鋼結(jié)構(gòu)焊縫及邊角位處，且橋體外觀無明顯退色，滿足油漆耐人工加速老化試驗技術(shù)指標及耐鹽霧技術(shù)指標要求，橋體鋼結(jié)構(gòu)整體防銹蝕情況處于優(yōu)良狀態(tài)。

5.展望

海口港新海港區(qū)滾裝橋的安裝和使用均在沿海港口區(qū)域，腐蝕環(huán)境惡劣，承受著強烈變化的海洋氣候的影響，因此，滾裝橋鋼結(jié)構(gòu)的涂裝工藝對其的使用壽命起到至關(guān)重要的作用。環(huán)氧富鋅底漆/環(huán)氧厚漿中層漆/氟碳面漆防腐涂層配套在港口設(shè)備涂裝工藝上正在逐漸被廣泛認可和使用，而在港口車客滾裝橋鋼結(jié)構(gòu)上大規(guī)模的嘗試和使用在國內(nèi)尚屬首次。近年來氟碳面漆已成為一種愈發(fā)受到重視與青睞的戶外高耐候性耐腐蝕性油漆品種，在橋梁、火車、飛機、船舶、汽車和大型港口設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)的防腐涂裝領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。結(jié)合本項目使用的涂裝工藝方案，預(yù)期可將客滾橋鋼結(jié)構(gòu)的維護周期延長20-30%，為其長期安全有效使用提供了保障，有效地節(jié)約了維護和人力成本，減少環(huán)境污染，延長客滾橋鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，提升設(shè)備使用率。根據(jù)環(huán)境相似條件，未來可將該涂裝工藝方案推廣在海南其它港口或者內(nèi)陸、沿海港口的港口客滾橋進行生產(chǎn)推廣和使用。

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