船舶建造麻點板產生的原因及控制措施

張 明

（中國船級社實業(yè)有限公司 南京分公司，江蘇 南京 210011）

0 引言

筆者于2014年檢驗某船舶時，發(fā)現分段建造使用的部分鋼板存在大面積或淺、或深的麻點。經過詳細了解得知，主要是鋼板存放在露天場地，存放時間較長，銹蝕產生了麻坑，進而發(fā)現船廠在鋼板管理中存在較大的漏洞，導致銹蝕鋼板沒有被發(fā)現，直接流入下道工序，造成大量的返工和不必要的進度以及經濟損失，給船東造成了不好的印象，無形中造成了不可估量的損失[1]。在對其他船廠進行船舶檢驗時，類似情況也時有發(fā)生。世界航運市場的持續(xù)低迷和運力飽和直接影響到造船行業(yè)，船東對造船的要求越來越高。為了減少企業(yè)損失，保證船舶建造質量，從以下幾個方面闡述鋼板麻點產生的原因，并采取相應的控制措施。

1 產生麻點的原因

1.1 鋼板生產過程中表面氧化皮的軋入

在鋼板生產過程中，板坯在熱爐內加熱時，板坯金屬表層與爐內的氧氣、二氧化碳、水蒸氣等高溫煙氣發(fā)生氧化還原反應，在板坯表面產生一層氧化鐵皮，氧化鐵皮的主要成分為四氧化三鐵，需要在板坯軋制前將其去除，稱為粗除磷。板坯在高溫軋制過程中還會與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應，會再次產生氧化鐵皮，產生的氧化鐵皮的主要成分是氧化鐵和四氧化三鐵。在板坯軋制過程中需要及時將這些氧化鐵皮去除，稱為精除鱗。在除磷過程中，處于外層的四氧化三鐵、三氧化二鐵及部分氧化鐵能輕易從板坯上剝離，但氧化鐵與鐵基體的結合較緊密，不容易從板坯上剝離干凈，殘留的氧化鐵會隨著板坯的軋制而變形延伸，并在高溫下與空氣中的氧氣繼續(xù)發(fā)生氧化反應，表面生成主要成分為四氧化三鐵和三氧化二鐵的氧化皮，由于氧化皮硬度大于鋼的硬度，在進一步軋制時，破碎的氧化皮被軋入鋼板表面，形成麻點缺陷[2]。

1.2 鋼板運輸、存放過程中發(fā)生電化學腐蝕

金屬腐蝕的原理有很多種，其中電化學腐蝕是最為常見的一種。金屬表面存在水溶液或放置在潮濕的空氣中等電化學不均勻的區(qū)域，就會產生氧化還原反應。一般生產合格的金屬出廠時，表面都會附帶一層氧化保護膜，可以起到保護金屬的作用。一旦金屬表面的保護膜受到破壞，失去了完整性，破損的地方吸附空氣中的水分形成水膜，水膜附著在金屬表面便會形成微觀電池，這種微觀電池也叫膜孔電池，水膜形成的電解質溶液為陰極，膜孔下的金屬為陽極。

銹蝕鋼板表面經過拋丸或噴砂處理后，從表面出現的缺陷形狀來看，鋼板表面有水的地方更容易發(fā)生膜孔腐蝕。鋼板膜孔腐蝕過程大致如下：當鋼板表面原有的一層氧化保護膜遭到破壞時，如鋼板表面的輕微劃傷、鋼板之間固體顆粒物的壓傷、鋼板表面的水中含有活性氯離子等，均可對鋼板的保護膜造成損傷。在鋼板保護膜受到破壞的地方，與電解質溶液發(fā)生反應，形成電池的陽極，而鋼板其余未被破壞的部分形成陰極，于是整張鋼板形成了1個活化-鈍化電池。由于電池陽極面積比電池陰極面積要小得多，導致電池陽極的電流密度非常大，所以陽極很快就會被腐蝕成小孔。在陽極被腐蝕的同時，產生的電流不斷流向小孔四周的陰極，使得小孔周圍暫時受到陰極保護，持續(xù)保持在鈍態(tài)，而電解質溶液中的活性氯離子，隨著電流在鋼板中的流通，不斷向小孔內移動，使得小孔內不斷形成含有金屬氯化物的酸液。形成的酸液會使小孔內表面持續(xù)保持活化狀態(tài)，使小孔周圍進一步腐蝕，并在表面生成黃色的鐵銹，鐵銹疏松多孔，在潮濕的環(huán)境中更容易吸水，并且利于電解質溶液的生成。隨著時間的推移，鋼板的腐蝕面積會越來越大，腐蝕會越來越深。電化學腐蝕產生的麻點如圖1所示。

圖1 電化學腐蝕產生的麻點

2 船廠鋼板產生麻點的預防要求

2.1 要求船廠制定合理的鋼材采購計劃

船廠在接到船舶建造訂單后，一般會按照船東要求的交船節(jié)點計劃，再根據船廠的規(guī)模、生產能力、現有的生產任務來合理編排本船的大節(jié)點計劃，包括生產準備、分段建造、船臺合攏、水下調試、試航交船。鋼材的采購計劃就包含在生產準備計劃之中。制定合理的鋼材分批采購使用計劃，使鋼材盡量能在生產后的3個月內使用。船廠在采購鋼材時，應綜合考慮鋼廠的規(guī)模、產品市場口碑，并實地考察鋼廠的設備運行情況、生產工藝流程，所生產的成品鋼材質量情況、采購持有船級社簽發(fā)合格證書的船板，并且在所訂鋼材發(fā)貨前，進行鋼材的出廠驗收，如果發(fā)現鋼板表面存在缺陷的，要求鋼廠進行返修后發(fā)貨或者拒絕接收該批次鋼板，壓實船廠物資采購部門的質量管理主體責任。

2.2 要求船廠建立健全的倉儲管理制度

船廠倉儲管理部門應對購買回廠的鋼板進行入庫檢驗，鋼板表面的銹蝕麻點在鋼板未拋丸或噴砂處理之前很難被發(fā)現（如圖2所示），所以鋼板入庫后，檢查人員應使用強光手電仔細對鋼板表面進行檢查，對存在麻點、夾雜、壓入氧化皮及分層等缺陷的鋼板進行分類堆放并進行登記，對于不合格的鋼板及時退回鋼廠。對于氧化皮已損壞且銹蝕的鋼板，要盡快安排使用，以免銹蝕更加嚴重。

圖2 表面尚未處理的麻點板

購買回廠的鋼板盡可能室內倉庫存放，保證鋼板表面徹底干燥。鋼板上表面不能有雜物，否則在堆放后會使鋼板之間產生擠壓，容易產生缺陷。露天堆放的鋼垛，鋼板之間要留有空隙，可以在鋼板上放置木條，這樣即使在雨天，鋼板之間的雨水也能順利流出，保持鋼板表面干燥。堆放在露天的鋼板在雨天后要注意清除殘留雨水，確保表面無殘留水分及其他侵蝕性介質。不要使用草垛枕墊鋼板，下雨后吸水的草垛容易形成草酸，加快鋼板腐蝕[3]。室外存放的鋼板盡量按出廠時間先后順序使用，不能圖方便只取鋼垛表面鋼板使用。合理安排鋼板的轉運及堆放，防止一些鋼板因前期未使用完而被新進場鋼板壓在下面，導致嚴重銹蝕。鋼板的堆放要合理，如圖3所示。

圖3 鋼板需要堆放合理

3 要求船廠建立材料使用質量管理制度

3.1 鋼板預處理

根據中國造船質量標準對鋼板表面缺陷的限定要求（如圖4），鋼板在經過拋丸或者噴砂預處理后，應對表面進行檢查，如果發(fā)現表面存在凹坑狀銹蝕，銹蝕深度d＜0.15 mm以下的鋼板無需進行修補，屬于合格鋼板。如果鋼板厚度t＜20 mm，銹蝕深度d＜0.5 mm，銹蝕面積s＜5%，或銹蝕深度d＜0.4 mm，銹蝕面積s＜15%，也可以認定該板合格。如果鋼板厚度20 mm≤t≤50 mm，銹蝕深度d＜0.7 mm，銹蝕面積s＜5%，或銹蝕深度d＜0.6 mm，銹蝕面積s＜15%，可以認定該板合格。在此范圍外的銹蝕鋼板，如果銹蝕深度d＜0.07t，且d≤3 mm，可以使用特制磨機直接磨平處理，保證鋼板表面的平整度。當鋼板銹蝕深度0.07t≤d≤0.2t，此時需要對鋼板表面的銹蝕凹坑進行焊補打磨平整。如果銹蝕深度d＞0.2t、銹蝕面積s＞2%，該板不得用于船舶下料，可以降級使用或者作為廢料處理。當發(fā)現材料表面麻點缺陷時需要逆向檢查材料采購、運輸、倉儲存放過程中的管理漏洞，及時整改，避免大量的麻點板流入分段建造后，造成大量經濟損失和進度損失。

圖4 中國造船質量標準對鋼板表面缺陷的限定

3.2 構件下料加工

由于預處理流水線每天處理的鋼板數量較大，不具備仔細檢查每張鋼板的條件，且通過預處理線上的鋼板底部的銹蝕不容易被發(fā)現，也會有一些麻點板流向了下料工位。所以下料人員應在鋼板起吊時，檢查正反面的表面情況，如發(fā)現明顯的銹蝕坑點，應將材料放置一旁，對銹蝕深度和銹蝕面積進行檢測，并按《中國造船質量標準》要求對船板缺陷進行處理。同時也可以在船舶構件加工階段，制定獎勵措施，鼓勵施工工人發(fā)現麻點板并及時反饋，盡量避免銹蝕深度和面積超標的麻點板安裝到大型結構件上，從而導致極大返工，有效節(jié)約時間和經濟成本。

3.3 質檢部監(jiān)督檢查

除了物資采購部、倉儲部、分段制造部的自控措施外，船廠的質檢部門也應該有針對性的設置質量控制點。1）在材料到廠后要設置抽樣檢查停止點，查看材料正負公差和表面銹蝕情況。2）抽查鋼板預處理情況，及早發(fā)現麻點板，并督促相關部門按要求進行返修或者降級處理。3）加強分段建造巡檢，特別是大面積板材拼接、高應力區(qū)域結構制作，查看鋼板表面銹蝕麻點情況，做到早發(fā)現早處理，避免不合格材料安裝到船舶結構中。4）分段涂裝前，對鋼板表面進行噴砂后，銹蝕麻點會特別明顯，很容易被發(fā)現。在這個階段如果發(fā)現了麻點板，可以參照《中國造船質量標準》，對不同的麻點板缺陷按“不用處理”、“打磨處理”、“焊補后打磨處理”、“更換”等方式進行處理。

4 結語

麻點板產生的主要原因有鋼廠加工產生的缺陷，以及船廠因存放和管理不當造成的表面銹蝕。只要船廠在建造船舶過程中，依據船舶建造計劃，制定合理的鋼材采購計劃、健全的倉儲管理制度、必要的材料使用管理制度，就可以減少麻點板的出現，避免造成不必要的工期延長和經濟損失。