YAMAL海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的涂裝施工

吳煒俊

（上海斐然機(jī)械設(shè)備有限公司，上海 200136）

【涂裝】

YAMAL海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的涂裝施工

吳煒俊

（上海斐然機(jī)械設(shè)備有限公司，上海 200136）

介紹了YAMAL海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)防火涂層配套方案和威華(WIWA)DUOMIX 333 PFP型防火涂料噴涂機(jī)的工作原理。詳細(xì)討論了噴漆前鋼結(jié)構(gòu)的表面處理工藝(包括噴砂前表面缺陷處理方法，油脂、污泥、記號(hào)和無(wú)機(jī)鹽的去除，打磨與噴砂處理等)以及底漆和防火涂料噴涂工藝，為海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂裝工程實(shí)踐提供參考。

海洋平臺(tái)；鋼結(jié)構(gòu)；防火涂料；噴涂；噴砂；前處理

Author’s address:Shanghai Feiran International Trade Ltd., Shanghai 200136, China

YAMAL項(xiàng)目為全球最大的天然氣液化和出口基地建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目目標(biāo)是將俄羅斯北極地區(qū)埋藏的天然氣通過(guò)液化、運(yùn)輸供應(yīng)給歐亞兩大洲，總液化規(guī)模為每年1 600萬(wàn)t。隨著海洋工程的發(fā)展，山東蓬萊巨濤公司承接了YAMAL海洋平臺(tái)的制造業(yè)務(wù)，其中包括鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的施工。經(jīng)過(guò)激烈競(jìng)爭(zhēng)，Akzo Nobel公司的IP1709防火涂料和德國(guó)威華(WIWA)DUOMIX 333 PFP雙組分防火涂料噴涂機(jī)一舉中標(biāo)，并由新加坡畢巴泰恒公司承擔(dān)防火涂料的涂裝施工業(yè)務(wù)，目前該工程正在施工中。

1 YAMAL海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)防火涂層配套方案

YAMAL海洋平臺(tái)所處的腐蝕環(huán)境是高濕度加高鹽度的C5-M海洋腐蝕環(huán)境，業(yè)主要求防火鋼結(jié)構(gòu)的防火涂層厚度達(dá)10.75 mm時(shí)，耐火時(shí)間為2 h，即遇大火時(shí)2 h內(nèi)大火熱量無(wú)法穿透防火涂層。YAMAL海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)防火涂層配套采用Akzo Nobel公司的底、面漆配套方案，具體見(jiàn)表1。

表1 YAMAL海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)防火涂層配套方案Table 1 Fire-retardant coating system for steel structures of YAMAL ocean platform

Akzo Nobel IP2251為環(huán)氧磷酸鋅底漆，它是以環(huán)氧樹(shù)脂為主劑、含有磷酸鋅防銹顏料的底漆，具有優(yōu)異的防銹性能，既可作底漆，也可作中層漆，特別適用于鍍鋅件的防銹。經(jīng)科研結(jié)果和實(shí)踐論證，它是目前防火涂料中最好的底層漆，附著力十分優(yōu)異。顏料中不含Pb、Cr、Cd等重金屬成分，揮發(fā)性有機(jī)化合物VOC ＜150 g/L，是環(huán)保型涂料。

Akzo Nobel IP1709防火涂料為固含量100%、VOC約為零的無(wú)溶劑涂料，以環(huán)氧樹(shù)脂為主劑，含有預(yù)熱膨脹顏料以及纖維，安全、環(huán)保，在外部環(huán)境溫度持續(xù)升高時(shí)，其中的發(fā)泡材料受熱膨脹，從而在一定的時(shí)間內(nèi)將外部熱量與鋼結(jié)構(gòu)隔離。同時(shí)，由于防火涂料施工過(guò)程中鋪設(shè)的碳纖維網(wǎng)的作用，膨脹后的涂料被網(wǎng)牢牢牽扯住，使涂層無(wú)法脫落，從而為火災(zāi)救援和人員搶險(xiǎn)贏得時(shí)間。涂覆了防火涂層的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)發(fā)生前后的照片見(jiàn)圖1?？梢?jiàn)，防火涂料對(duì)鋼結(jié)構(gòu)起到了很好的保護(hù)作用。

圖1 涂覆了防火涂層的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)發(fā)生前后的照片F(xiàn)igure 1 Photos of steel structure with fire-retardant coating before and after fire breaking out

2 威華DUOMIX 333 PFP防火涂料噴涂機(jī)簡(jiǎn)介

WIWA(威華)DUOMIX 333 PFP防火涂料噴涂機(jī)是新穎的雙組分噴涂機(jī)，配有涂料加熱裝置，壓力比為61∶1，噴涂壓力范圍為60 ～ 427 bar，采用固定配比法，體積混合比為2.33∶1，A、B組分采用靜態(tài)混合管混合。其基本工作原理見(jiàn)圖2。

圖2 威化DUOMIX 333 PFP防火涂料噴涂機(jī)工作原理示意圖Figure 2 Schematic diagram of operation principle of WIWA DUOMIX 333 PFP fire protection coating spraying machine

3 涂裝工藝

3. 1 涂裝工藝流程

鋼材噴砂除銹→焊縫、切割邊打磨→預(yù)涂底漆→無(wú)氣噴涂底漆→無(wú)氣噴涂第一道防火涂料→平鋪碳纖維網(wǎng)并壓平補(bǔ)噴→噴第二道防火涂料→涂層修補(bǔ)→檢查質(zhì)量→交驗(yàn)。

3. 2 表面處理

表面處理對(duì)涂層質(zhì)量的影響程度達(dá)到50%，因此，在表面處理中要抓住以下工藝環(huán)節(jié)：

(1) 噴砂前表面缺陷處理。在美國(guó)ASTM A6標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了鋼材表面缺陷的種類及影響面積，同時(shí)規(guī)定了修復(fù)的要求，這是噴砂前必須進(jìn)行的工作。鋼結(jié)構(gòu)表面缺陷及其處理方法見(jiàn)表2[1]。

表2 鋼結(jié)構(gòu)表面缺陷及其處理方法Table 2 Surface defects of steel structure and their treatment methods

(2) 去油脂等清理工作。噴砂前應(yīng)按SSPC-SP1的要求對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行檢查，除去油脂、泥污、記號(hào)和無(wú)機(jī)鹽等。去油污的溶劑的選擇還應(yīng)經(jīng)過(guò)監(jiān)理和涂料商的同意。鋼材表面去油脂常用的有蒸汽、表面活性劑、堿液等。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)的特點(diǎn)，通常是用有機(jī)溶劑反復(fù)擦洗。

(3) 打磨。噴漆前對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的處理包括銳邊、不規(guī)則邊以及尖銳切割邊緣的打磨，粗糙電焊縫的打磨，飛濺、焊渣的去除等，要求達(dá)到ISO 8501-3：2006標(biāo)準(zhǔn)的P3級(jí)。

(4) 噴砂處理。噴砂要在專用噴砂房里進(jìn)行，采用壓送式噴砂機(jī)，一缸兩槍自動(dòng)加砂，磨料是鋼丸與棱角鋼砂的混合體，循環(huán)使用。金屬磨料必須清潔、干燥、無(wú)油、無(wú)雜物，符合SSPC AB-1和AB-3標(biāo)準(zhǔn)。噴砂的技術(shù)條件如表3所示。

表3 噴砂技術(shù)條件Table 3 Technological conditions of sand blasting

3. 3 底漆噴涂

(1) 對(duì)于電焊縫、切割邊等部位，必須先用刷涂方式預(yù)涂底漆。環(huán)氧磷酸鋅底漆的稀釋率為5% ～ 10%。(2) 底漆無(wú)氣噴涂的技術(shù)條件：噴漆壓力＞12.0 MPa，噴嘴孔徑0.38 ～ 0.48 mm，稀釋比例＜5%(體積分?jǐn)?shù))，一次噴漆達(dá)到50 ～ 75 μm。

(3) 干燥時(shí)間：指干2 h，半硬干12 h。最小涂裝間隔16 h，最大涂裝間隔7 d。

3. 4 防火涂料噴涂

(1) 混合配比：IP1709與固化劑的體積比為2.33∶1，質(zhì)量比為2.37∶1 ～ 2.62∶1(最佳值為2.48∶1 ～ 2.52∶1)。

(2) 噴槍與鋼結(jié)構(gòu)表面呈90°，距離300 ～ 350 mm。邊噴涂，邊用濕膜儀測(cè)膜厚，以達(dá)到規(guī)定的膜厚。一旦發(fā)現(xiàn)噴幅兩邊有線條，應(yīng)及時(shí)更換噴嘴。

(3) 第一道防火涂料施工完成后，應(yīng)及時(shí)將碳纖維網(wǎng)均勻地平鋪在其表面，并用滾筒將網(wǎng)壓平，使網(wǎng)嵌入涂料中。滾壓過(guò)程中，往滾筒上噴灑少量稀釋劑，防止涂料因滾壓而變粗糙。滾壓完成后，需要再噴涂一道薄薄的覆蓋漆，將網(wǎng)完全覆蓋即可。

(4) 第二道防火涂料必須在第一道防火涂料噴涂結(jié)束后最短4 h才可進(jìn)行噴涂。

(5) 涂層修補(bǔ)。對(duì)于噴涂時(shí)難以噴到的部位，采用抹涂并壓平的方法修補(bǔ)。所有棱角部位的涂膜需壓成圓角。

(6) 對(duì)于已完成噴涂和還未噴涂的表面搭接，搭接處用工具將防火涂層壓成與表面呈30° ～ 40°的斜坡。

3. 5 其他技術(shù)條件

(1) 為了保證涂料質(zhì)量，配套涂料應(yīng)該存儲(chǔ)在溫度為25 °C左右的庫(kù)房中，而且須干燥、遮陽(yáng)、遠(yuǎn)離火源。

(2) 噴涂底漆前必須對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面做除塵處理。

(3) 核對(duì)各種涂料和相應(yīng)的固化劑以及稀釋劑的型號(hào)、批號(hào)、顏色，做好記錄工作。

(4) 檢查施工環(huán)境條件，要求氣溫在5 ～ 40 °C之間，鋼板溫度高于露點(diǎn)溫度3 °C，相對(duì)濕度40% ～ 80%，室外施工風(fēng)速＜5 m/s，雨天停止施工。

3. 6 涂裝工藝質(zhì)量等級(jí)指標(biāo)

YAMAL海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)防火涂裝技術(shù)指標(biāo)[來(lái)自WIWA Duomix 333 PFP操作手冊(cè)(2015年)]見(jiàn)表4。從YAMAL整個(gè)涂裝工藝分析可知，Akzo Nobel的防火涂料適應(yīng)于威華Duomix 333 PFP雙組分噴涂機(jī)以及蓬萊巨濤公司涂裝工藝流水線。

表4 YAMAL海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)防火涂裝技術(shù)指標(biāo)Table 4 Technological indexes of fire-retardant coating for steel structures of YAMAL ocean platform

由于防火涂料固含量為100%，噴涂時(shí)必須邊攪拌邊噴涂。威華Duomix 333 PFP噴涂機(jī)自帶壓力罐攪拌，同時(shí)有涂料預(yù)熱、涂料循環(huán)加熱等功能，以滿足防火涂料施工時(shí)涂料必須達(dá)到的溫度范圍，改善了涂料的施工性能。噴涂機(jī)如能按準(zhǔn)備、預(yù)熱、循環(huán)加熱、噴涂、停槍清洗、循環(huán)冷卻的程序操作，將會(huì)延長(zhǎng)噴涂機(jī)的使用壽命，獲得良好的噴涂效果。

4 結(jié)語(yǔ)

蓬萊巨濤公司采用Akzo Nobel底漆和防火涂料配套，并采用威華Duomix 333 PFP新型噴涂機(jī)涂裝施工，順利完成了防火涂料的噴涂工作。實(shí)踐證明，該工程在表面處理，底、面漆噴涂工藝上實(shí)施的工藝環(huán)節(jié)是對(duì)頭的，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

[1]李敏風(fēng). 鋼結(jié)構(gòu)表面處理標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量評(píng)定[J]. 電鍍與涂飾, 2008, 27 (11)∶ 45-50.

[ 編輯：韋鳳仙 ]

Coating construction of fire-retardant coating for YAMAL offshore platform steel structure

WU Wei-jun

The fire-retardant coating system for steel structures of YAMAL offshore platform and the working principle of WIWA DUOMIX 333 PFP-type fireproof paint spraying machine were introduced. The surface treatment process of steel structure before paint spraying (including surface defect treatment method before sand blasting, removal of grease, sludge, mark, and inorganic salt, polishing, and sand blasting) and spraying processes for primer and fire-retardant coating were discussed. The article provides a reference for fire-retardant coating engineering practice of offshore platform steel structures.

offshore platform; steel structure; fire-retardant coating; spraying; sand blasting; pretreatment

TQ639

A

1004 - 227X (2015) 22 - 1299 - 04

2015-07-27

2015-09-05

吳煒俊（1983-），上海人，大學(xué)?？?，涂裝技術(shù)助理工程師，主要從事防火涂料涂裝工藝研究。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) 1078638094@qq.com。