冰區(qū)耐磨低阻力油漆的應(yīng)用

黃漢金 邢炳亮

(廣船國(guó)際涂裝部)

0 前言

我司為ZPMC-REDBOX振華重工建造的極地重載甲板運(yùn)輸船的（以下簡(jiǎn)稱極地船）要求全天候極地航行，滿足俄羅斯規(guī)范中的最高冰區(qū)等級(jí)Arc7條件，并且在冰厚1.5米下能保持2節(jié)的航速。對(duì)外板涂層性能要求體現(xiàn)為耐碰撞、耐磨、低阻力，同時(shí)在極端低溫條件下凃?qū)硬皇?，通常是?yīng)用“耐冰摩擦低阻力破冰型冰區(qū)漆（以下簡(jiǎn)稱冰區(qū)漆）。

極地船冰區(qū)漆與常規(guī)船舶外板涂料相比，其施工難度明顯提高。主要是施工條件嚴(yán)格、一次成膜涂層厚、固化快、施工難度大。極地船外板冰區(qū)漆在選型上既要滿足極地冰區(qū)、寒區(qū)的特殊要求，也要適合我司現(xiàn)有設(shè)備的施工能力。

1 極地船冰區(qū)漆技術(shù)要求

極地船規(guī)格書要求外板平底、直底和海底門僅做一度500微米的耐磨低摩擦破冰涂料。

1.1 冰區(qū)漆涂料的性能要求

冰區(qū)漆作為一種極地區(qū)域的破冰型涂料，要求：

（1）固化后有光滑的表面助于冰塊滑走，防止冰塊粘附于涂層表面；

（2）降低摩擦阻力，有利于節(jié)省燃料和提高營(yíng)運(yùn)效率；

（3）耐磨、抗沖擊和耐腐性能比普通環(huán)氧涂料高，可降低機(jī)械磨損和船體粗糙度，減少未來的維修和保養(yǎng)成本；允許在零下50攝氏度的惡劣條件下使用。

1.2 冰區(qū)漆涂料配套

從冰區(qū)漆技術(shù)協(xié)議談判開始，我們對(duì)廠商表內(nèi)各個(gè)廠家提供的冰區(qū)漆性能、設(shè)備要求、施工工藝進(jìn)行了多輪研討，結(jié)合我司的實(shí)際情況、施工能力、施工習(xí)慣，并與船東進(jìn)行充分溝通后選定相應(yīng)的涂料配套。極地船冰區(qū)漆選用了單度500微米的冰區(qū)漆，該冰區(qū)漆取得LR船級(jí)社的abrasionresistantice coating證書及獨(dú)立第三方Aker公司測(cè)試認(rèn)證為耐磨、低摩擦冰區(qū)漆。

1.3 冰區(qū)漆施工范圍

按照本船入級(jí)船級(jí)社DNV規(guī)范的描述，冰帶的范圍較為復(fù)雜，見圖1。因其線型復(fù)雜，施工與管理難度增加，經(jīng)與船東協(xié)商后將冰區(qū)漆的適用范圍從平底、直底升高至主甲板以下外板。

1.4 冰區(qū)漆施工工藝

（1）鋼材結(jié)構(gòu)性處理

①涂裝前鋼材表面應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性處理，去除毛邊、焊接飛濺物和其他任何的表面污染物，并對(duì)焊縫等進(jìn)行打磨處理，處理后表面應(yīng)達(dá)到GB/T8923.3規(guī)定的P2級(jí)。

②涂裝前鋼材自由邊緣應(yīng)處理成半徑至少為2mm的圓角，或經(jīng)過三次打磨，或經(jīng)過等效處理。

（2）二次表面處理

涂裝前二次表面處理應(yīng)按GB/T8923.2規(guī)定的Sa221級(jí)，表面粗糙度50～100微米。

（3）表面清理

二次表面處理后涂裝作業(yè)前，為確保涂料與被涂表面之間的附著力，需要對(duì)被涂表面進(jìn)行清理。涂裝前表面清理的主要工作內(nèi)容為：除水、除鹽、除油、除塵及以除去其他污染物。

①水分：采用布團(tuán)、棉紗擦去，或用經(jīng)過除去油分和水分的壓縮空氣吹干；

②鹽分：采用清水沖洗，然后除去水分，使表面完全干燥；

③灰塵采用吸塵器吸去，局部少量的灰塵可用毛刷刷去；

④油污：采用去污劑清除，然后用淡水清潔，少量油污或用蘸有清潔溶劑的布團(tuán)、棉紗擦去；

⑤其他表面污染物視情況采用相應(yīng)的措施除去；

⑥鋼材表面可溶性鹽含量低于96mg/m2。

2 冰區(qū)漆涂裝作業(yè)

2.1 整體原則

圖2 隔熱保溫/發(fā)熱軟管

考慮到外板平底在船塢階段的墩木位置難于移墩進(jìn)行噴砂/涂裝作業(yè)，結(jié)合冰區(qū)漆的施工要求及船塢布墩情況，外板基線至500mm高度范圍作為平底在分段階段施工完畢，其大合攏焊縫在塢內(nèi)噴砂修補(bǔ)涂層；直底在分段階段不涂裝，在塢內(nèi)整體噴砂涂裝。

2.2 控制要點(diǎn)

（1）在分段涂裝階段，平底分段合攏口300mm范圍內(nèi)不涂裝。根據(jù)平底分段的重量，在不影響精度的前提下，盡可能將支撐布置在分段合攏口內(nèi)，減少分段支撐對(duì)冰區(qū)漆的影響及修補(bǔ)的面積。對(duì)于特殊分段，如超重分段、重心不正分段，可在分段底增加可拆支撐，以防分段變形及傾斜；

（2）根據(jù)冰區(qū)漆的物理性能，噴涂設(shè)備最低為60：1型的大功率單進(jìn)料無氣噴涂設(shè)備。建議采用雙組份噴漆泵，以達(dá)到更好的噴涂效果；

（3）為防止涂料施工時(shí)外板冰區(qū)漆與其它部位由漆交叉污染，在分段端口用寬約500mm的薄膜進(jìn)行屏蔽。在風(fēng)力較大的環(huán)境中應(yīng)對(duì)薄膜加以固定，以防薄膜被風(fēng)吹起，粘到涂層表面；

（4）涂料混合后使用時(shí)間。涂料混合使用時(shí)間較短，混合后油漆比較容易出現(xiàn)自放熱固化現(xiàn)象，要求有專職攪拌工專門負(fù)責(zé)外板涂料的混合、攪拌，根據(jù)噴涂的施工進(jìn)度控制涂料的混合量；

（5）涂料施工時(shí)，噴漆管不宜過長(zhǎng)，建議不大于50米，并推薦使用新的噴漆管。噴涂時(shí)，基料和固化劑混合溫度控制在25攝氏度有利于涂料霧化。在冬季或低溫天氣條件下施工時(shí)，為避免噴漆管內(nèi)的油漆溫度太低，需在噴漆管外用隔熱保溫材料包扎或使用發(fā)熱軟管以保持噴漆管內(nèi)油漆溫度。見圖2。

（6）為了確保漆膜厚度，在施工過程中應(yīng)經(jīng)常使用濕膜測(cè)厚儀，測(cè)量濕膜厚度。對(duì)于分段合攏口，應(yīng)預(yù)留不小于100mm的端口不涂裝。如端口太窄，在后續(xù)合攏過程中，會(huì)燒壞涂層，造成不必要的油漆浪費(fèi)，同時(shí)也增加后續(xù)合攏口涂裝打磨工作量；如端口太寬，增加了合攏口涂裝工作量和施工難度。

（7）為使涂料適當(dāng)?shù)馗稍锖凸袒瑧?yīng)予以充足的通風(fēng)。在整個(gè)涂裝過程中和涂裝完成后的一段時(shí)間內(nèi)保護(hù)通風(fēng)。

2.3 冰區(qū)漆涂層修補(bǔ)

漆膜厚度未達(dá)到規(guī)定要求或原涂層受損壞的區(qū)域都應(yīng)進(jìn)行涂層修補(bǔ)。

（1）修補(bǔ)時(shí)，小面積涂層破損至見鋼材的部位。表面應(yīng)噴砂至Sa221，周圍完好涂層需適當(dāng)保護(hù)，避免磨料過噴損壞之前完好的涂層。噴砂與涂層相鄰部位，要充分粗化處理并打磨出坡口。涂層漆膜厚度不足部位也應(yīng)掃砂后處理，見圖3、4。

（2）修補(bǔ)時(shí)，新舊涂層搭接處，要打磨出斜坡，斜坡的長(zhǎng)度大約300mm為宜。修補(bǔ)區(qū)域與周圍區(qū)域涂層的交界迭加部位應(yīng)注意平滑，以免產(chǎn)生明顯的高低不平；

（3）涂層修補(bǔ)時(shí)，所用涂料的品種、度數(shù)、每度漆膜厚度都應(yīng)與原涂料配套一致，按原涂裝順序涂裝；

（4）涂層修補(bǔ)時(shí)，應(yīng)注意覆涂間隔，超過復(fù)涂間隔，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)表面處理后再進(jìn)行覆涂。

2.4 船塢作業(yè)

外板平底的大合攏接縫及破損部位在船塢階段噴砂后修補(bǔ)油漆配套；直底在船塢階段整體噴砂后按油漆配套施工。

（1）平底的大合攏及破損部位修補(bǔ)

大合攏接縫及破損部位噴砂至Sa221級(jí)，與其鄰近涂層打磨至坡度，并用適應(yīng)的稀釋劑對(duì)鄰近的防污漆涂層進(jìn)行清潔后噴涂配套涂料，見圖5、6；

（2）直底部分

在船塢噴砂及噴漆期間，施工部位搭建避蓋棚以減少對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)于大合攏焊縫、板縫、外板標(biāo)志等手工預(yù)涂后才能噴涂，見圖7、8。

在夏季，鋼材表面溫度較高時(shí)，直底（垂直面）噴涂作業(yè)需嚴(yán)格控制漆膜厚度，超出設(shè)計(jì)漆膜厚度時(shí)容易出現(xiàn)的流掛現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

極地甲板運(yùn)輸船外板耐磨低阻力破冰型冰區(qū)漆的應(yīng)用，既減少了涂裝對(duì)環(huán)境的污染，又縮短了船舶外板的涂裝周期，不僅體現(xiàn)出明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，而且促進(jìn)了船舶涂裝的技術(shù)進(jìn)步，為極地產(chǎn)品船的設(shè)計(jì)、建造以及高性能、高膜厚、低VOC排放環(huán)保涂料的應(yīng)用提供了有效的借鑒。

圖3 涂層破損部位表面處理

圖4 漆膜厚度不足部位表面處理

圖5 平底大合攏表面處理

圖6 修補(bǔ)后效果

圖7 直底預(yù)涂

圖8 直底噴涂