羅東浩 王冠

摘 要：本文首先介紹了船舶傳統(tǒng)的涂裝前處理工藝技術(shù)，分析了其優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)環(huán)保要求，探索了符合環(huán)保要求的經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的處理技術(shù)及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：涂裝；環(huán)境保護(hù)；前處理工藝

中圖分類號：U671.1 文獻(xiàn)標(biāo)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(huán)境對于金屬材料是強(qiáng)腐蝕環(huán)境，防腐工程是修造船中的一項非常重要的內(nèi)容。涂料涂裝防腐蝕技術(shù)是船舶普遍采用的防腐蝕技術(shù)，而影響涂層防腐蝕性能的關(guān)鍵因素是涂裝前處理。對于涂裝前處理普遍要求達(dá)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(huán)境并產(chǎn)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(yè)迫切期待改變這種傳統(tǒng)落后的表面噴砂除銹作業(yè)狀況。本研究以南沙區(qū)科技項目為依托，介紹我司在環(huán)保涂裝前處理方面的應(yīng)用成果。

2 傳統(tǒng)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(jìn)行除銹，其勞動強(qiáng)度大、除銹效率低、工作環(huán)境惡劣，且除銹效果不佳。這種方法主要用于狹小艙室、機(jī)械作業(yè)困難區(qū)域的局部修補(bǔ)。

2.2 機(jī)械打磨除銹

用風(fēng)動/電動工具，如角向磨光機(jī)、風(fēng)動鋼絲刷、風(fēng)動敲銹錘、齒型旋轉(zhuǎn)除銹器、針槍等進(jìn)行除銹。其特點(diǎn)是工具輕巧、機(jī)動性強(qiáng)、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(jī)械程度高、除銹質(zhì)量好等特點(diǎn)。這種方法使工件表面具有一定的粗糙度且有強(qiáng)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(huán)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(xué)除銹

主要利用酸與金屬氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而除掉金屬表面的銹蝕產(chǎn)物的一種除銹方法，即通常所說的酸洗除銹。該方法使用環(huán)境受限，往往只能在車間或?qū)Ｓ脠鏊鶅?nèi)進(jìn)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(diǎn)是無粉塵污染、不損傷鋼板、大大提高除銹效率、除銹質(zhì)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(diǎn)。

鋼材表面的清潔度和粗糙度對涂層保護(hù)性能有著重要的影響，涂裝前處理作為修造船行業(yè)不可或缺的一道工序，直接影響著后續(xù)涂裝的質(zhì)量及船體結(jié)構(gòu)的防護(hù)水平。

傳統(tǒng)的各種涂裝前處理方法（人工處理、機(jī)械除銹、噴砂除銹、化學(xué)除銹及超高壓水除銹）有各自的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，但都存在一定的環(huán)境污染問題[3]。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活質(zhì)量的不斷提高，遵循可持續(xù)發(fā)展和以人為本的原則，必須對造成較大污染及嚴(yán)重危害人身健康的傳統(tǒng)前涂裝技術(shù)采取轉(zhuǎn)型升級的措施。

3 環(huán)保修造船涂裝前處理工藝技術(shù)

目前修造船行業(yè)還處于調(diào)整期[4]，企業(yè)盈利壓力較大，直接引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備，固定資產(chǎn)投資較高、原有設(shè)備造成閑置浪費(fèi)，且新設(shè)備需要相應(yīng)的配套設(shè)施，總體投資較大。經(jīng)綜合評估，以改造現(xiàn)有設(shè)備模式開展技術(shù)研發(fā)工作。

針對干式噴砂方式容易產(chǎn)生粉塵污染的問題，我司積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)，如水噴砂、環(huán)保高壓水技術(shù)，在消化吸收的基礎(chǔ)上，通過廠校合作，從抑制粉塵角度出發(fā)研制環(huán)保濕法噴砂除銹專用設(shè)備，使水和砂子分別進(jìn)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(yán)密水罩，防止粉塵飛揚(yáng)。其結(jié)構(gòu)原理如下：在原有噴砂機(jī)（如圖1）的基礎(chǔ)上加入高壓水泵，即在噴砂機(jī)的噴砂出口位置由水泵的高壓水注入快速接頭的管道內(nèi)部與噴砂管的礦砂混合在一起，使管道內(nèi)的水和礦砂經(jīng)過壓縮空氣的壓力同時噴出，以抑制粉塵飛揚(yáng)，如圖2所示。

此環(huán)保涂裝設(shè)備（如圖3）具有如下特點(diǎn)：

（1）環(huán)保型噴砂設(shè)備由磨料噴砂罐、高壓水泵分開獨(dú)立設(shè)置，可針對不同情況進(jìn)行互相組合、相互調(diào)節(jié)，達(dá)到相關(guān)的技術(shù)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(yè)，每臺設(shè)備能提供三支槍的噴砂能力，相對于國外設(shè)備只能提供一支噴槍，生產(chǎn)效率高、速度快；

（3）噴砂設(shè)備由于是獨(dú)立的設(shè)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(fèi)用較低。

針對濕式噴砂除銹以后，金屬表面與水反應(yīng)容易生成二次氧化物的缺點(diǎn)[5]，通過與廣州粵暉金屬機(jī)械防護(hù)技術(shù)有限公司合作研發(fā)出水溶性高效復(fù)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(xiàn)。

4 環(huán)保修造船涂裝前處理技術(shù)應(yīng)用

環(huán)保型涂裝前處理裝置經(jīng)過內(nèi)部反復(fù)測試，最終確認(rèn)了良好的噴砂壓力及供水壓力配比。經(jīng)過第三方檢驗機(jī)構(gòu)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(shí)現(xiàn)2天時間無返修，整體達(dá)到預(yù)定的效果。

本涂裝前處理技術(shù)在多艘海工船舶上推廣應(yīng)用，實(shí)船除銹過程中的粉塵大幅減少，并通過水溶性高效復(fù)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(xiàn)象明顯降低。

5 結(jié)論

通過研發(fā)并應(yīng)用新的環(huán)保涂裝前處理設(shè)備及技術(shù)，粉塵大幅減少、作業(yè)環(huán)境大為改觀、船殼除銹效果較好，取得了非常好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，該技術(shù)具有廣闊的推廣前景。

參考文獻(xiàn)

[1] GB/T 8923.1-2011 涂覆涂料前鋼材表面處理.表面清潔度的目視評定.

[2]薛勝雄. 高壓水射流技術(shù)與應(yīng)用[J]. 中國安全科學(xué)學(xué)報， 1999， 9（s1）.

[3]高永寧， 丁建龍.船體清洗裝置的國內(nèi)外應(yīng)用與現(xiàn)狀分析[J]. 新技術(shù) 新工藝， 2012（2）.

[4]謝予， 陰晴. 2016年全球船舶市場形勢與未來展望[J]. 世界海運(yùn)， 2017， 40（3）.

[5]董彩常， 張波， 宋偉偉. 濕噴砂過程中緩蝕劑的篩選應(yīng)用研究[C]// 全 國腐蝕電化學(xué)及測試方法學(xué)術(shù)交流會. 2014.