修造船環保涂裝前處理工藝技術及應用

2018-10-09 06:08:18羅東浩王冠

廣東造船 2018年4期

羅東浩王冠

摘要：本文首先介紹了船舶傳統的涂裝前處理工藝技術，分析了其優缺點。根據環保要求，探索了符合環保要求的經濟、實用的處理技術及應用。

關鍵詞：涂裝；環境保護；前處理工藝

中圖分類號：U671.1 文獻標識碼：A

Abstract： This paper introduced the traditional ship painting pre-treatment technologies and analyzed their advantages and disadvantages. On the other hand， the paper explored the economical and practical treatment technology that met the environmental protection requirements. The application of the new technology was also briefly introduction combination with the actual ship project.

Key words： painting； environmental protection； pre-treatment process

1 前言

海洋環境對于金屬材料是強腐蝕環境，防腐工程是修造船中的一項非常重要的內容。涂料涂裝防腐蝕技術是船舶普遍采用的防腐蝕技術，而影響涂層防腐蝕性能的關鍵因素是涂裝前處理。對于涂裝前處理普遍要求達到Sa2.5級，即非常徹底的噴射清理。

目前涂裝前處理普遍采用干法噴砂工藝。這種工藝不僅造成較大粉塵污染環境并產生噪聲危害，而且會使操作施工人員受到塵肺病等的傷害。因此，修造船行業迫切期待改變這種傳統落后的表面噴砂除銹作業狀況。本研究以南沙區科技項目為依托，介紹我司在環保涂裝前處理方面的應用成果。

2 傳統修造船涂裝前處理工藝方法

2.1 手工除銹

用手工工具，如鏟刀、除銹錘、鋼絲刷、動力鋼絲刷等對鋼材表面進行除銹，其勞動強度大、除銹效率低、工作環境惡劣，且除銹效果不佳。這種方法主要用于狹小艙室、機械作業困難區域的局部修補。

2.2 機械打磨除銹

用風動/電動工具，如角向磨光機、風動鋼絲刷、風動敲銹錘、齒型旋轉除銹器、針槍等進行除銹。其特點是工具輕巧、機動性強、能較徹底去除銹、舊涂層等。與手工除銹相比，效率大大提高，但不能除去氧化皮，并表面粗糙度較小。

2.3 噴沙除銹

以壓縮空氣為動力，將磨料（砂粒、銅礦砂、鋼丸等）噴射到鋼材表面，利用顆粒噴射沖蝕的作用得到清潔表面和適宜的粗糙度，具有除銹效率高、機械程度高、除銹質量好等特點。這種方法使工件表面具有一定的粗糙度且有強化表面的作用，特別適合涂裝前處理的要求，因此被廣泛采用。但干法噴砂容易造成較大的粉塵及噪聲危害，對環境污染極大，同時會給施工操作人員帶來塵肺病等傷害。

2.4 化學除銹

主要利用酸與金屬氧化物發生化學反應，從而除掉金屬表面的銹蝕產物的一種除銹方法，即通常所說的酸洗除銹。該方法使用環境受限，往往只能在車間或專用場所內進行。

2.5 超高壓水除銹

超高壓水除銹是利用高壓水的沖擊作用加上磨料的磨削作用破壞銹蝕和涂層對鋼板的附著力[2]。其特點是無粉塵污染、不損傷鋼板、大大提高除銹效率、除銹質量好、減少了空氣粉塵污染。但存在成本高、對施工人員要求高、沖掉的油漆和廢水收集處理困難、除銹后的板材容易返銹等缺點。

鋼材表面的清潔度和粗糙度對涂層保護性能有著重要的影響，涂裝前處理作為修造船行業不可或缺的一道工序，直接影響著后續涂裝的質量及船體結構的防護水平。

傳統的各種涂裝前處理方法（人工處理、機械除銹、噴砂除銹、化學除銹及超高壓水除銹）有各自的適用范圍和優缺點，但都存在一定的環境污染問題[3]。隨著我國國民經濟的快速發展和人民生活質量的不斷提高，遵循可持續發展和以人為本的原則，必須對造成較大污染及嚴重危害人身健康的傳統前涂裝技術采取轉型升級的措施。

3 環保修造船涂裝前處理工藝技術

目前修造船行業還處于調整期[4]，企業盈利壓力較大，直接引進國外先進設備，固定資產投資較高、原有設備造成閑置浪費，且新設備需要相應的配套設施，總體投資較大。經綜合評估，以改造現有設備模式開展技術研發工作。

針對干式噴砂方式容易產生粉塵污染的問題，我司積極學習國外先進技術，如水噴砂、環保高壓水技術，在消化吸收的基礎上，通過廠校合作，從抑制粉塵角度出發研制環保濕法噴砂除銹專用設備，使水和砂子分別進入噴嘴并在出口處匯合，在高壓空氣作用下水和砂子高速噴出，水在砂子外圍形成嚴密水罩，防止粉塵飛揚。其結構原理如下：在原有噴砂機（如圖1）的基礎上加入高壓水泵，即在噴砂機的噴砂出口位置由水泵的高壓水注入快速接頭的管道內部與噴砂管的礦砂混合在一起，使管道內的水和礦砂經過壓縮空氣的壓力同時噴出，以抑制粉塵飛揚，如圖2所示。

此環保涂裝設備（如圖3）具有如下特點：

（1）環保型噴砂設備由磨料噴砂罐、高壓水泵分開獨立設置，可針對不同情況進行互相組合、相互調節，達到相關的技術要求及降低粉塵效果；

（2）能適用于小型、大面積的各種涂裝作業，每臺設備能提供三支槍的噴砂能力，相對于國外設備只能提供一支噴槍，生產效率高、速度快；

（3）噴砂設備由于是獨立的設備，所以體積大、噴砂時間長、工作效率高；

（4）可使用60～80目銅礦砂，成本費用較低。

針對濕式噴砂除銹以后，金屬表面與水反應容易生成二次氧化物的缺點[5]，通過與廣州粵暉金屬機械防護技術有限公司合作研發出水溶性高效復合防銹劑，并將此防銹劑添加至高壓水中，以防止二次氧化過程的出現。

4 環保修造船涂裝前處理技術應用

環保型涂裝前處理裝置經過內部反復測試，最終確認了良好的噴砂壓力及供水壓力配比。經過第三方檢驗機構的測試，除銹過程空氣中粉塵污染物含量減少95%以上；通過添加水溶性防銹劑，鋼件表面可實現2天時間無返修，整體達到預定的效果。

本涂裝前處理技術在多艘海工船舶上推廣應用，實船除銹過程中的粉塵大幅減少，并通過水溶性高效復合防銹劑的使用降低了除銹后表面的返銹，如船殼外板返銹現象明顯降低。

5 結論

通過研發并應用新的環保涂裝前處理設備及技術，粉塵大幅減少、作業環境大為改觀、船殼除銹效果較好，取得了非常好的經濟和社會效益，該技術具有廣闊的推廣前景。

參考文獻