張 明

（中國船級(jí)社實(shí)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(yàn)?zāi)炒皶r(shí)，發(fā)現(xiàn)分段建造使用的部分鋼板存在大面積或淺、或深的麻點(diǎn)。經(jīng)過詳細(xì)了解得知，主要是鋼板存放在露天場地，存放時(shí)間較長，銹蝕產(chǎn)生了麻坑，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)船廠在鋼板管理中存在較大的漏洞，導(dǎo)致銹蝕鋼板沒有被發(fā)現(xiàn)，直接流入下道工序，造成大量的返工和不必要的進(jìn)度以及經(jīng)濟(jì)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(duì)其他船廠進(jìn)行船舶檢驗(yàn)時(shí)，類似情況也時(shí)有發(fā)生。世界航運(yùn)市場的持續(xù)低迷和運(yùn)力飽和直接影響到造船行業(yè)，船東對(duì)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(zhì)量，從以下幾個(gè)方面闡述鋼板麻點(diǎn)產(chǎn)生的原因，并采取相應(yīng)的控制措施。

1 產(chǎn)生麻點(diǎn)的原因

1.1 鋼板生產(chǎn)過程中表面氧化皮的軋入

在鋼板生產(chǎn)過程中，板坯在熱爐內(nèi)加熱時(shí)，板坯金屬表層與爐內(nèi)的氧氣、二氧化碳、水蒸氣等高溫?zé)煔獍l(fā)生氧化還原反應(yīng)，在板坯表面產(chǎn)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(huì)與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，會(huì)再次產(chǎn)生氧化鐵皮，產(chǎn)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(shí)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(jié)合較緊密，不容易從板坯上剝離干凈，殘留的氧化鐵會(huì)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(yīng)，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(jìn)一步軋制時(shí)，破碎的氧化皮被軋入鋼板表面，形成麻點(diǎn)缺陷[2]。

1.2 鋼板運(yùn)輸、存放過程中發(fā)生電化學(xué)腐蝕

金屬腐蝕的原理有很多種，其中電化學(xué)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(xué)不均勻的區(qū)域，就會(huì)產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。一般生產(chǎn)合格的金屬出廠時(shí)，表面都會(huì)附帶一層氧化保護(hù)膜，可以起到保護(hù)金屬的作用。一旦金屬表面的保護(hù)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(huì)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(zhì)溶液為陰極，膜孔下的金屬為陽極。

銹蝕鋼板表面經(jīng)過拋丸或噴砂處理后，從表面出現(xiàn)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(dāng)鋼板表面原有的一層氧化保護(hù)膜遭到破壞時(shí)，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(duì)鋼板的保護(hù)膜造成損傷。在鋼板保護(hù)膜受到破壞的地方，與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)，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(gè)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(dǎo)致電池陽極的電流密度非常大，所以陽極很快就會(huì)被腐蝕成小孔。在陽極被腐蝕的同時(shí)，產(chǎn)生的電流不斷流向小孔四周的陰極，使得小孔周圍暫時(shí)受到陰極保護(hù)，持續(xù)保持在鈍態(tài)，而電解質(zhì)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(nèi)移動(dòng)，使得小孔內(nèi)不斷形成含有金屬氯化物的酸液。形成的酸液會(huì)使小孔內(nèi)表面持續(xù)保持活化狀態(tài)，使小孔周圍進(jìn)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(zhì)溶液的生成。隨著時(shí)間的推移，鋼板的腐蝕面積會(huì)越來越大，腐蝕會(huì)越來越深。電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的麻點(diǎn)如圖1所示。

圖1 電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的麻點(diǎn)

2 船廠鋼板產(chǎn)生麻點(diǎn)的預(yù)防要求

2.1 要求船廠制定合理的鋼材采購計(jì)劃

船廠在接到船舶建造訂單后，一般會(huì)按照船東要求的交船節(jié)點(diǎn)計(jì)劃，再根據(jù)船廠的規(guī)模、生產(chǎn)能力、現(xiàn)有的生產(chǎn)任務(wù)來合理編排本船的大節(jié)點(diǎn)計(jì)劃，包括生產(chǎn)準(zhǔn)備、分段建造、船臺(tái)合攏、水下調(diào)試、試航交船。鋼材的采購計(jì)劃就包含在生產(chǎn)準(zhǔn)備計(jì)劃之中。制定合理的鋼材分批采購使用計(jì)劃，使鋼材盡量能在生產(chǎn)后的3個(gè)月內(nèi)使用。船廠在采購鋼材時(shí)，應(yīng)綜合考慮鋼廠的規(guī)模、產(chǎn)品市場口碑，并實(shí)地考察鋼廠的設(shè)備運(yùn)行情況、生產(chǎn)工藝流程，所生產(chǎn)的成品鋼材質(zhì)量情況、采購持有船級(jí)社簽發(fā)合格證書的船板，并且在所訂鋼材發(fā)貨前，進(jìn)行鋼材的出廠驗(yàn)收，如果發(fā)現(xiàn)鋼板表面存在缺陷的，要求鋼廠進(jìn)行返修后發(fā)貨或者拒絕接收該批次鋼板，壓實(shí)船廠物資采購部門的質(zhì)量管理主體責(zé)任。

2.2 要求船廠建立健全的倉儲(chǔ)管理制度

船廠倉儲(chǔ)管理部門應(yīng)對(duì)購買回廠的鋼板進(jìn)行入庫檢驗(yàn)，鋼板表面的銹蝕麻點(diǎn)在鋼板未拋丸或噴砂處理之前很難被發(fā)現(xiàn)（如圖2所示），所以鋼板入庫后，檢查人員應(yīng)使用強(qiáng)光手電仔細(xì)對(duì)鋼板表面進(jìn)行檢查，對(duì)存在麻點(diǎn)、夾雜、壓入氧化皮及分層等缺陷的鋼板進(jìn)行分類堆放并進(jìn)行登記，對(duì)于不合格的鋼板及時(shí)退回鋼廠。對(duì)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(yán)重。

圖2 表面尚未處理的麻點(diǎn)板

購買回廠的鋼板盡可能室內(nèi)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(huì)使鋼板之間產(chǎn)生擠壓，容易產(chǎn)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(zhì)。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(shí)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(zhuǎn)運(yùn)及堆放，防止一些鋼板因前期未使用完而被新進(jìn)場鋼板壓在下面，導(dǎo)致嚴(yán)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(zhì)量管理制度

3.1 鋼板預(yù)處理

根據(jù)中國造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼板表面缺陷的限定要求（如圖4），鋼板在經(jīng)過拋丸或者噴砂預(yù)處理后，應(yīng)對(duì)表面進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)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(jìn)行修補(bǔ)，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(rèn)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(rèn)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(jī)直接磨平處理，保證鋼板表面的平整度。當(dāng)鋼板銹蝕深度0.07t≤d≤0.2t，此時(shí)需要對(duì)鋼板表面的銹蝕凹坑進(jìn)行焊補(bǔ)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(jí)使用或者作為廢料處理。當(dāng)發(fā)現(xiàn)材料表面麻點(diǎn)缺陷時(shí)需要逆向檢查材料采購、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)存放過程中的管理漏洞，及時(shí)整改，避免大量的麻點(diǎn)板流入分段建造后，造成大量經(jīng)濟(jì)損失和進(jìn)度損失。

圖4 中國造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼板表面缺陷的限定

3.2 構(gòu)件下料加工

由于預(yù)處理流水線每天處理的鋼板數(shù)量較大，不具備仔細(xì)檢查每張鋼板的條件，且通過預(yù)處理線上的鋼板底部的銹蝕不容易被發(fā)現(xiàn)，也會(huì)有一些麻點(diǎn)板流向了下料工位。所以下料人員應(yīng)在鋼板起吊時(shí)，檢查正反面的表面情況，如發(fā)現(xiàn)明顯的銹蝕坑點(diǎn)，應(yīng)將材料放置一旁，對(duì)銹蝕深度和銹蝕面積進(jìn)行檢測，并按《中國造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》要求對(duì)船板缺陷進(jìn)行處理。同時(shí)也可以在船舶構(gòu)件加工階段，制定獎(jiǎng)勵(lì)措施，鼓勵(lì)施工工人發(fā)現(xiàn)麻點(diǎn)板并及時(shí)反饋，盡量避免銹蝕深度和面積超標(biāo)的麻點(diǎn)板安裝到大型結(jié)構(gòu)件上，從而導(dǎo)致極大返工，有效節(jié)約時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。

3.3 質(zhì)檢部監(jiān)督檢查

除了物資采購部、倉儲(chǔ)部、分段制造部的自控措施外，船廠的質(zhì)檢部門也應(yīng)該有針對(duì)性的設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)。1）在材料到廠后要設(shè)置抽樣檢查停止點(diǎn)，查看材料正負(fù)公差和表面銹蝕情況。2）抽查鋼板預(yù)處理情況，及早發(fā)現(xiàn)麻點(diǎn)板，并督促相關(guān)部門按要求進(jìn)行返修或者降級(jí)處理。3）加強(qiáng)分段建造巡檢，特別是大面積板材拼接、高應(yīng)力區(qū)域結(jié)構(gòu)制作，查看鋼板表面銹蝕麻點(diǎn)情況，做到早發(fā)現(xiàn)早處理，避免不合格材料安裝到船舶結(jié)構(gòu)中。4）分段涂裝前，對(duì)鋼板表面進(jìn)行噴砂后，銹蝕麻點(diǎn)會(huì)特別明顯，很容易被發(fā)現(xiàn)。在這個(gè)階段如果發(fā)現(xiàn)了麻點(diǎn)板，可以參照《中國造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)不同的麻點(diǎn)板缺陷按“不用處理”、“打磨處理”、“焊補(bǔ)后打磨處理”、“更換”等方式進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

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