海洋工程装备涂装工艺要素浅析

孙善乾

摘 要：涂装上漆是海洋工程装备过程中最重要的工艺之一，涂装质量直接影响海工装备的整体质量。本文讨论了海洋工程装备涂装喷漆工艺工程，并提出了相应的解决方案。

关键词：海洋工程;防腐涂装;工艺技术

中图分类号：TQ639 文献标识码：A

0 引言

众所周知，海洋自然环境恶劣，具有很强的腐蚀性，因此各种海洋工程装备作业环境面对各种挑战，尤其是要对天然的腐蚀环境，未来保证海洋工程装备构件不受腐蚀，延长海工设备设计寿命，减少发生与海上安全有关的事故的可能性，所以采取有效措施解决腐蚀问题是海工装备制造工厂首要问题。海工装备喷涂防腐耐磨涂层主要由基料、填料和其它辅助剂构成。防腐层必须要做到耐腐蚀性能好、透气性和渗水性要小和良好的附着力、一定的机械强度。

1 海工装备涂装工艺简述

各种海工装备产品的外观设计不仅具有保护性和装饰性，也是其设计使用寿命价值的重要组成部分。海工装备表面涂层工艺设计包括海工装备表面处理工艺、表面涂层预干燥以及高效经济工艺流程技术。海工装备涂装其包括三个功能：

（1）海工装备保护：保护各种金属、木材、塑料和其他材料免受风吹日晒和各种腐蚀。用涂层油漆涂覆对象是保护工作对象并延长其使用寿命的可靠又简单的方法。

（2）海工装备美化装饰：海工装备表面涂层油漆后，有光泽、光滑的美丽表层，增加内在经济价值。

（3）其他特殊功能：在海工装备表面涂上其他特殊涂料后，海工装备表面可以防火、防水、防污、保暖，甚至还有透明、导电、杀虫、杀菌、发光和反射等特殊的功能。

2 海工装备涂层防腐发展历程和现状

经过近三十年的改革开放，喷涂工业通过不断的改革和技术创新，实现了快速发展，随着自动化技术设备的更新换代，防腐喷涂对象质量、数量和水平得到极大提高。目前，国内涂料行业可以主要满足家用电器、机床、机械设备的尤其是船舶、海工等领域战略需求，在技术创新上投入了大量精力，取得了丰硕的成果。和国外先进涂层材料比，还有差距，涂料行业的未来发展方向和目标主要是减少污染、绿色环保、提高使用寿命。

海工装备各构件防腐性能表现在：

（1）屏蔽作用。海工钢结构金属表面喷涂后把金属表面和外部环境隔开，阻断空气或水中的盐分、电学离子体侵入到母体钢构件，从而保护钢材，阻隔钢材和空气、水中一些具有腐蚀性的侵入。

（2）涂层金属的钝化防腐。一般涂层还保护各种各样的颜料，起到美化产品作用，提升产品品质，颜料防腐的同时还可以作用于金属表面，使母材产生钝化现象，化学反应生成保护性化学成分，保护金属母材。一般在海工构件底漆中加上对金属有一定钝化作用同时又有较大活性的红丹和铬酸鹽等防腐蚀颜料，所以颜料的缓蚀作用弥补屏蔽作用的不足的同时，屏蔽作用又预防了缓蚀离子的随时间的丢失，使缓慢防腐蚀作用经久。

（3）电化学阴极保护性能。在防腐涂料中加入比钢铁更活泼、电极电位更低的金属锌粉或铝粉，可以实现形成对海工构件母材牺牲阳极的阴极保护，从而使母材减少或者降低腐蚀作用，类似于平时生活镀锌板材应用。

3 海工装备涂层防腐工艺

基本工艺：海工装备表面预处理→底层喷涂→干燥或硬化→表面美化处理。

（1）海工装备表面预处理。为了清除海工装备产品表面的各种异物（油、铁锈、灰尘、旧涂层等），要求在涂漆前对物体进行表面预处理，称为预涂层（表面）或预处理（表面）。一般要求防腐除锈标准达到Sa2.5级。由于构件的材质、油污的种类不同，海工装备构件可以采用溶剂、碱液清洗金属表面。常用的清洗方法有和蒸汽法、擦洗法、槽内浸洗法等等。根据应用场景不同，海工装备构件表面有手喷射、人工、机械、酸洗等除锈等方法。表面处理是海工产品施加抗腐蚀涂层时的重要工序。海工产品防腐涂层的质量在很大程度上取决于表面处理的质量。根据国外相关机构研究和实践证明，涂层表面光洁度占其使用寿命制约因素的60%。随着自动化程度的提高，大多数工厂利用自动抛丸除锈机对海工装备产品除锈防腐。其工作原理是利用内在压缩器强大压动力，使钢丸剧烈的连续冲击海工装备零部件的外表面，清理干净钢材构件表面的油污、焊接残留、铁锈等异物，使海工钢结构构件光新如初。该自动化工艺效率较高，表面除锈比较彻底，有力的提升了海工产品的表面处理效率，有效的解放了工人劳动强度。

（2）底层喷涂工艺。海工装备构件涂装配套的底层直接与母材相连，所以必须有强大附着力，底漆附着力在防腐各涂层附着力中很关键，同时底漆在防腐涂层很容易掉落，所有底层涂层经常用环氧类底漆作为基础底漆，环氧树脂结构有极性羟基和醚键分子结构成分，可以与邻近的物质界面产生较强的吸附力，使得环氧漆拥有优良的附着力。

由于海工产品规格和种类繁多，大部分是重型零件和特大型零件，通常使用喷雾剂进行喷涂。喷涂工具包括气动喷枪、高压无气枪、压缩空气喷枪和便携式静电喷枪。对于中小型零件，也可以使用带水幕的喷漆房或不带泵的喷漆房。先用专用清洗剂清洗或干抹布将海工构件外表面粉末、灰尘擦拭干净，处理后的基材表面要求粗糙、干净、干燥，再进行底层喷涂。现代工艺中一般用机高分子、陶瓷材料等当表面防腐层的基料，将其它成份喷涂在海工产品各种构件外表面从而形成一层薄膜，有效提高海工产品的防腐和耐磨性能，减轻了产品表面的磨损、大大提升了产品使用寿命。涂层粘度色泽达到一致。

（3）海工装备涂装材料及施工要求。海工装备涂装材料：防腐蚀材料包含稀释剂、各种面漆以及固化剂等。防腐蚀材料包含：高氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化橡胶、环氧树脂、聚氨酯、无机富锌、油性酚醛和醇酸等防腐涂料。主要要求涂料对水、氧气和腐蚀性介质的渗透性非常低。对基材的牢固和持久的附着力、防腐和装饰性极好。其他特殊性能，例如绝缘性，导电性和绝缘性。涂层还应具有低温、速干、环保和节能的特性。

海工装备构件涂装施工条件环境：海工构件特殊涂料要严格按照产品说明书要求。施工环境湿度闭相对湿度低于80%。控制海工构件钢材表面和露点的温度，表面温度一般大于空气中的露点温度3℃以上再进行防腐涂层。在灰尘大、雨雪恶劣天气时间，施工人员要有必要的保护方案，防腐涂料启用时要摇匀涂料。检查确保内容物不结皮、不凝结，搅拌均匀再施工。防腐施工时，涂料的稀度、粘度和稠度要适当，同时要搅拌匀称到色泽、粘度協调。用专用稀释剂均匀粘度，按照设计技术规范确定涂装间隔时间、涂料层数和厚度，尤其是涂抹首次层底漆时，刷途方向保持一致、接搓整齐。

4 海工装备产品防腐涂装存在问题及整改措施

（1）防腐涂装存在问题。如果在油漆存放期间油漆桶已满，没有泄漏或存放温度过高，则可能在油漆表面或外壳上形成硬化的外壳，形成涂料结皮现象，油漆泄漏导致油漆挥发，涂料容器内含有水分、存贮环境温度过高、过低都会使粘稠度增大。涂料施工时候发生化学反应、运输存储过程中与其他分子发生物理相互作用有可能会涂料结块。

施工后经常存在的情况：在喷涂时，涂料勾兑太稀不粘稠，或者涂料太光，或涂漆过程中温度太高，会有流挂现象，严重影响着色效果。在涂布过程中，如果固化剂用量不足，未使用或使用不正确，或者在底漆干燥之前完成了涂层，施工环境湿度非常高或非常低会出现缓慢干燥或不干燥的现象。

（2）防腐涂装整改措施。应改善防腐涂料的储存环境，注意涂装过程的环境条件、提高涂装人员的专业能力，强化涂装施工质量管理水平。海工装备构件喷涂完成后，用保护围栏，阻隔外在因素破坏涂层材料。海工构件涂装完毕后，在较短时间范围内遇到风霜雪雨等恶劣天气环境时要盖上保护设施，严谨灰尘水分等浸入防腐涂层，使防腐层有可能失去着附力从而材料失效。海工钢构件防腐涂装工序完毕后严禁接触有腐蚀性的化工材料，转场或者长距离运输要注意覆盖和加固。

防腐涂料生成车间或者施工现场，消防设施、器材齐全，水源有保障，绝对禁止烟火。不能对需要加热的涂装防腐涂料直接明火加热，可以采用电感、载热体等加热方法。涂装防腐施工用过的浸入溶剂、涂料的纱包棉布条要妥善保存，不能露天随意丢放，统一集中实施处理销毁，施工剩余的涂料溶剂不能随意抛洒和倾倒。由于静电或者撞击火花的存在，大部分涂料或溶剂都是易燃易爆的化工材料，所以严禁用金属棒材敲击装有溶剂涂料的桶装物。溶剂涂料储存仓库和施工保存现场应备有防爆设施，施工现场用电时严禁要用三相插头，严禁用闸刀开关等容易引起电火花的开发设备。现场施工或者检查人员进入海工钢构件防腐涂装现场时要安全工装，必须佩戴防毒面具、口罩，戴好防护眼镜，不直接接触涂料和溶剂，现场要通风排气良好，使有毒有害气体能有效排出。

5 结语

在国家海洋强国政策的时代背景下，海洋新能源新材料开发力度不断发展壮大，海洋工程装备产品种类数量不断增大，由于海洋环境腐蚀介质多，工况复杂，钢构件不同部位所处的环境、温度差异很大，所以对海工构件防腐涂层的和使用时效、应用条件要求越来越高，特别是在工况环境较苛刻的条件下，对使用年限的延长、耐高低温以及耐盐雾性能等防腐性能有了更高的要求。海工装备产品构件防腐涂装直接决定产品质量和使用寿命，通过不断研发科技含量高的新型涂装材料，完善改进防腐涂装施工工艺，可以有效提升产品品质，增强海工产品核心竞争力。

参考文献：

[1]张春梅.防腐蚀涂装施工的常见问题及解决方法[J].炼油与化工，2004（3）：36-38.

[2]王士猛，贺忠臣.对现代船舶涂装技术问题的分析[J].山东工业技术，2017（12）：243.

[3]刘晶晶.船舶涂装工艺的发展方向探析[J].中国机械，2014（6）：223-224.

[4]张东平.船舶涂装工艺及涂层质量分析[J].军民两用技术与产品，2017（24）：94-95.

[5]马瑞，王岳，蒋志勇.全托盘化的船舶生产管理技术[J].造船技术，2018（2）：81-87.