淺談船舶壓載水艙的長(zhǎng)效防護(hù)

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[中國(guó)涂料信息網(wǎng)據(jù)《中國(guó)涂料》報(bào)道]由于船舶壓載水艙長(zhǎng)期處于海水干濕頻繁交替的惡劣腐蝕環(huán)境 , 同時(shí)壓載水艙的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，有污泥沉積又不易清潔和干燥，進(jìn)行涂裝維護(hù)相當(dāng)困難。因此，船東對(duì)于壓載水艙防護(hù)涂層使用壽命的年限期望，便是越久越好。國(guó)際海事組織 IMO 于 2006 年 5 月在倫敦召開的 MSC81 會(huì)議目前已通過最新決議規(guī)定——壓載水艙的涂層設(shè)計(jì)壽命要求達(dá)到 15 a 。此決議極有可能成為海上人命安全國(guó)際公約 SOLAS 強(qiáng)制性的規(guī)范要求。如何保證壓載水艙防護(hù)涂層體系的實(shí)際使用年限接近或?qū)崿F(xiàn) 15 a 的涂層耐久壽命設(shè)計(jì)，這是我國(guó)造船業(yè)將要面臨的新課題。為此，本文將依據(jù)“油輪構(gòu)造國(guó)際合作論壇” (TSCF) 的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范，簡(jiǎn)單介紹船舶壓載水艙的長(zhǎng)效涂層防護(hù)。

1 壓載水艙鋼鐵腐蝕的方式和防護(hù)基本原理

　　壓載水艙的鋼鐵腐蝕是由電化學(xué)腐蝕引起的。防止電化學(xué)腐蝕通常采取涂層防護(hù)體系和陰極保護(hù)兩種方法。實(shí)際使用過程中，通常壓載水艙都會(huì)同時(shí)采用防護(hù)涂層配套體系和陰極保護(hù)的聯(lián)合保護(hù)，這樣的防護(hù)效果更佳。

2 涂料品種的選擇

　　2.1 國(guó)際通用規(guī)范

　　涂料品種首先需要符合依據(jù)國(guó)際海事組織 IMO A798(19) 的決議頒布的海上人命安全國(guó)際公約 SOLAS 規(guī)范第 A-1 部分規(guī)范 3-2 “海水壓載艙腐蝕防護(hù)”的條款要求。

　　2.2 特征性能要求

　　TSCF 要求涂料供應(yīng)商應(yīng)提供該涂料產(chǎn)品的挪威船級(jí)社出具的 Marintek/DNV 測(cè)試報(bào)告，應(yīng)達(dá)到“ B 1 ” 級(jí)（試板 上無任何涂層缺陷出現(xiàn)），同時(shí)參照ASTM D570 標(biāo)準(zhǔn) 6.4 和 7.0 檢測(cè)涂層漆膜的吸水率達(dá)到≤ 1.6 % 。

　　涂層對(duì)鋼鐵防腐的主要功能是在鋼鐵表面和周圍環(huán)境之間起到彼此隔絕屏蔽的作用。事實(shí)上，涂層不可能做到絕對(duì)不能被滲透，它總是會(huì)一定程度地吸收和滲透水。涂層必須能有效阻止海水電解質(zhì)滲透到涂層和鋼鐵基材的界面，這樣就可以防止腐蝕發(fā)生。

　　因此，就涂料本身品質(zhì)而言，以上兩項(xiàng)性能指標(biāo)對(duì)涂層防護(hù)體系能否有效實(shí)現(xiàn)預(yù)期的使用壽命是非常關(guān)鍵的。

　　2.3 適用涂料品種

　　在滿足以上 2 項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，據(jù)一些船東的實(shí)際應(yīng)用效果反饋 , 高性能鋁粉純環(huán)氧涂料的使用效果相當(dāng)令人滿意。但要求作為防腐顏料的高純鋁粉必須是非浮型的，涂層干膜中的金屬鋁含量（而非涂料配方中的鋁粉含量）≥ 10% 。經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)涂層的干膜中非浮型金屬鋁含量≥ 10% 時(shí) , 鋁箔薄片可以層層連貫地緊密重疊并完整地沉積在涂層底部，保持與鋼鐵基材良好接觸導(dǎo)電。這樣涂層具有了優(yōu)異的防水滲透性能和犧牲陽極的雙重保護(hù)功能。當(dāng)然，其它高規(guī)格的以胺加成物固化的純環(huán)氧涂料也是可以接受的。

　　2.4 不宜使用的涂料品種——冬用型環(huán)氧涂料

　　低溫固化的冬用型涂料產(chǎn)品不適宜用于需要進(jìn)行長(zhǎng)效防護(hù)的壓載水艙涂層防護(hù)體系，因?yàn)樵擃惍a(chǎn)品特別容易產(chǎn)生較為嚴(yán)重的涂層開裂。而且這種開裂現(xiàn)象并不是在涂裝完工的初期就能覺察到的，一般要在使用了幾年后才會(huì)體現(xiàn)出其嚴(yán)重性。

　　分段可以安排在有加熱設(shè)施的涂裝工房?jī)?nèi)進(jìn)行 , 但對(duì)于那些在低溫季節(jié)不得不采用冬用型環(huán)氧涂料的部位，可選擇低分子液態(tài)環(huán)氧的無溶劑涂料 / 低 VOC （有機(jī)氣體濃度）和高 SVR （體積固體含量）的產(chǎn)品。同時(shí)，還須加強(qiáng)打磨倒角，使得焊縫修理平整和邊角圓滑（ R2, 3 PassGrinding ），并進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪チ蠂娚淝謇?, 得到滿意的表面粗糙度，這樣可以讓涂料均勻平滑地成膜，減少涂層的內(nèi)應(yīng)力和其它缺陷。

3 涂層防護(hù)配套體系

　　2 道各150 μ m 的符合規(guī)定要求的高性能鋁粉純環(huán)氧涂料的實(shí)用效果相當(dāng)令人滿意。目前 MSC81 已批準(zhǔn)實(shí)行 N.D.F.T:320 μ m 和 90/10 規(guī)則。

4 涂裝施工工藝

　　《 15 年涂層防護(hù)的涂裝施工工藝》對(duì)有關(guān)涂裝施工工藝做了較為詳細(xì)的介紹。

5 表面處理

　　5.1 工藝規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

　　在涂料配套體系確定以后，所采用表面處理的工藝規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)極為關(guān)鍵，實(shí)際的生產(chǎn)施工中也存在著一些變數(shù)，都直接決定了最終的涂裝質(zhì)量。前期所用鋼板要經(jīng)過磨料拋射預(yù)處理生產(chǎn)流水線進(jìn)行表面處理 , 確認(rèn)表面粗糙度符合 ISO8503-2 的 Rz:30 ～ 75 μ m 和可溶性鹽含量≤ 30mg/m 2 ( 按 ISO8502-9 法測(cè)定 , MSC81 現(xiàn)批準(zhǔn)≤ 50mg/m 2 ), 然后噴涂 1 道干膜厚度在 D.F.T:15 ～ 25 μ m 的確認(rèn)不含任何緩蝕劑的無機(jī)硅酸鋅車間底漆 ; 分段階段進(jìn)行磨料噴射的表面處理 , 按照涂層配套規(guī)格書要求依次涂裝完整的涂層體系 ; 船臺(tái) / 船塢階段進(jìn)行二次除銹和修補(bǔ)涂裝。建議在船舶下水前完工壓載水艙的全部涂裝，不得已留在移泊階段的涂裝，必須有充足的加熱和去濕設(shè)備保證涂裝施工和涂層干燥固化時(shí)符合規(guī)定的溫度（尤其是露點(diǎn)溫度）和濕度要求。當(dāng)然有條件實(shí)施一次性整體施工的特涂工藝是最合適的。

　FSCF 對(duì)采用分段涂裝工藝的表面處理的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)推薦幾個(gè)主要指標(biāo)：

　　(1) 分段涂裝

　　除銹等級(jí) : 破損部位—— ISO8501-1 Sa2.5 級(jí) , 車間底漆完整部位——磨料掃射清理除去 70% 的車間底漆 ( 參照 ISO8501-1 標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到類似 Sa2 級(jí) ); 表面清潔度： ISO8502-3 Cleanliness 1 級(jí) ( 實(shí)際操作的難度太大， MSC81 批準(zhǔn)：顆粒大小“ 3 ”，“ 4 ”，“ 5 ”的分布為“ 1 級(jí)”， 其它小灰塵在涂裝前應(yīng)清除到在不借助放大鏡觀測(cè)的條件下為不可見程度 ) ；表面粗糙度：推薦 ISO8503-2 的 Rz50 ～ 75 μ m; 結(jié)構(gòu)性處理： ISO8501-3 的 P2 級(jí) , 所有邊角必須打磨倒角至圓滑 ; 按 ISO8502-9 法測(cè)定，可溶性鹽含量≤ 30mg/m 2 ( 現(xiàn) MSC81 已批準(zhǔn)≤ 50mg/m 2 ) 。