張開(kāi)帥, 劉 欣, 孫有君, 路 通, 孟祥軍

(大連船舶重工集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 大連 116005)

0 引 言

船舶制造業(yè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和人民生活水平提高起到重要的作用，但造船工藝面臨的能耗需求大和污染排放量大等問(wèn)題，制約和延緩我國(guó)低碳環(huán)保等目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。涂裝是船舶建造過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，其工時(shí)約占造船總工時(shí)的10%～20%。涂裝生產(chǎn)貫穿船舶建造的整個(gè)過(guò)程，包括從鋼板拋丸預(yù)處理、噴涂車(chē)間底漆到分段涂裝、總組涂裝、船臺(tái)/船塢涂裝、系泊涂裝和舾裝件上船前后的涂裝。船舶涂裝作業(yè)涉及范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，是造船企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compounds，VOCs)排放的主要來(lái)源[1]。國(guó)家和地方的法規(guī)日漸完善，具體表現(xiàn)：①2015年1月1日，《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》發(fā)布，對(duì)于沒(méi)有環(huán)境影響評(píng)價(jià)和污染物超標(biāo)排放等行為提高違法成本[2]；②2018年1月1日，《環(huán)境保護(hù)稅法》正式實(shí)施；③2018年6月，《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》印發(fā)，VOCs排放綜合整治是工作重點(diǎn)，并研究將VOCs納入環(huán)境保護(hù)稅征收范圍[3]。

在船舶涂裝中，全方位優(yōu)化油漆品種設(shè)計(jì)和應(yīng)用工藝刻不容緩。針對(duì)在船舶總裝后進(jìn)行涂裝的機(jī)/泵艙和上層建筑內(nèi)表面區(qū)域，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用方案是醇酸漆配套，存在固體分體積分?jǐn)?shù)低、VOCs質(zhì)量濃度高、油漆消耗量大、施工周期長(zhǎng)和綜合成本高等不足，對(duì)外場(chǎng)總裝綠色涂裝工藝推進(jìn)產(chǎn)生嚴(yán)重的制約，滿(mǎn)足環(huán)保需求的船舶機(jī)艙區(qū)域新型油漆品種的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，成為綠色涂裝的課題之一[4]。

1 醇酸漆與新型機(jī)艙環(huán)氧漆技術(shù)工藝分析

自20世紀(jì)80年代至今，傳統(tǒng)的醇酸漆在漆膜平整度、外觀光澤度和良好的可刷涂施工便捷性等方面具有一系列優(yōu)點(diǎn)，適用于人員的工作場(chǎng)所，使其在船舶機(jī)艙區(qū)域廣泛應(yīng)用[5]。隨著國(guó)家VOCs環(huán)保法規(guī)的發(fā)布和船舶綠色涂裝與效率提升的需求，各家油漆公司陸續(xù)開(kāi)展新型機(jī)艙環(huán)氧漆的開(kāi)發(fā)研究工作。部分新型機(jī)艙環(huán)氧漆取得突破，陸續(xù)取得適用于船舶人員工作場(chǎng)所的認(rèn)可證書(shū)，在部分實(shí)船產(chǎn)品中得到應(yīng)用。

1.1 相關(guān)技術(shù)工藝參數(shù)對(duì)比

針對(duì)相關(guān)技術(shù)工藝問(wèn)題，經(jīng)系列深入研究，新型機(jī)艙環(huán)氧漆在VOCs指標(biāo)合規(guī)性、施工便捷性和涂裝效率等方面均超越傳統(tǒng)醇酸漆，符合“綠色涂裝、綠色造船、節(jié)能減排”的新趨勢(shì)。醇酸漆與新型機(jī)艙環(huán)氧漆技術(shù)工藝參數(shù)對(duì)比如表1所示。由表1可知：新型機(jī)艙環(huán)氧漆的工藝性能大多優(yōu)于醇酸漆。

表1 醇酸漆與新型機(jī)艙環(huán)氧漆技術(shù)工藝參數(shù)對(duì)比

1.2 配套方案對(duì)比

以超大型油船(Very Large Crude Carrier，VLCC)為例，新造船機(jī)/泵艙區(qū)面積為25 000 m2，油漆配套方案為1個(gè)度次×80 μm醇酸底漆+2個(gè)度次×40 μm醇酸面漆，擬采用的新造船機(jī)艙區(qū)域油漆配套方案為1個(gè)度次×100 μm新型機(jī)艙環(huán)氧漆。醇酸漆與新型機(jī)艙環(huán)氧漆配套方案對(duì)比如表2所示。由表2可知：在油漆用量、VOCs排放總量和環(huán)境保護(hù)稅參數(shù)方面，采用新型機(jī)艙環(huán)氧漆方案比采用醇酸漆方案分別降低46.2%、50.7%和50.7%。

表2 醇酸漆與新型機(jī)艙環(huán)氧漆配套方案對(duì)比

2 醇酸漆與新型機(jī)艙環(huán)氧漆涂裝施工周期分析

根據(jù)實(shí)船應(yīng)用，通常情況下的施工工藝方案如下：①醇酸漆3個(gè)度次方案(1個(gè)度次×80 μm+2個(gè)度次×40 μm=160 μm)，即分段階段1個(gè)度次施工、合龍后的總裝階段1個(gè)度次局部修補(bǔ)+2個(gè)度次滿(mǎn)噴；②新型機(jī)艙環(huán)氧漆1個(gè)度次方案(1個(gè)度次×100 μm=100 μm)，即分段階段1個(gè)度次施工、合龍后的總裝階段1個(gè)度次局部修補(bǔ)或美觀滿(mǎn)噴。兩個(gè)方案涂裝施工周期對(duì)比如下：

(1)舾裝件和管系上船安裝前(1個(gè)批量)的涂裝施工周期對(duì)比如表3所示。由表3可知：按1個(gè)批量舾裝件和管系上船安裝前涂裝成品油漆配套測(cè)算，與醇酸漆3個(gè)度次方案相比，新型機(jī)艙環(huán)氧漆1個(gè)度次方案縮短涂裝施工周期8.0 d。

表3 舾裝件和管系上船安裝前(1個(gè)批量)的涂裝施工周期對(duì)比 d

(2)分段階段(1個(gè)分段)涂裝施工周期對(duì)比如表4所示。由表4可知：按1個(gè)分段計(jì)算，與醇酸漆3個(gè)度次方案相比，新型機(jī)艙環(huán)氧漆1個(gè)度次方案縮短涂裝施工周期2.0 d。

表4 分段階段(1個(gè)分段)涂裝施工周期對(duì)比 d

(3)合龍后的總裝階段(水下系泊)涂裝施工周期對(duì)比如表5所示。由表5可知：按機(jī)艙總裝涂裝測(cè)算，與醇酸漆3個(gè)度次方案相比，新型機(jī)艙環(huán)氧漆1個(gè)度次方案縮短涂裝施工周期6.0 d。

表5 合龍后的總裝階段(水下系泊)涂裝施工周期對(duì)比 d

3 醇酸漆與新型機(jī)艙環(huán)氧漆成本分析

成本對(duì)比如表6所示。

表6 成本對(duì)比 萬(wàn)元

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)新造船新型機(jī)艙環(huán)氧漆的各項(xiàng)技術(shù)研究和實(shí)船應(yīng)用驗(yàn)證，在機(jī)艙區(qū)域設(shè)計(jì)實(shí)施1個(gè)度次專(zhuān)用環(huán)氧漆技術(shù)方案，與傳統(tǒng)的醇酸漆方案相比，具有提高涂裝設(shè)計(jì)效率、提高涂裝生產(chǎn)效率、縮短造船周期、減少油漆消耗、降低VOCs排放和降低涂裝成本等諸多優(yōu)勢(shì)，其技術(shù)工藝可行，可在未來(lái)設(shè)計(jì)建造的船舶中推廣應(yīng)用。

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