船舶建造麻点板产生的原因及控制措施

张 明

（中国船级社实业有限公司 南京分公司，江苏 南京 210011）

0 引言

笔者于2014年检验某船舶时，发现分段建造使用的部分钢板存在大面积或浅、或深的麻点。经过详细了解得知，主要是钢板存放在露天场地，存放时间较长，锈蚀产生了麻坑，进而发现船厂在钢板管理中存在较大的漏洞，导致锈蚀钢板没有被发现，直接流入下道工序，造成大量的返工和不必要的进度以及经济损失，给船东造成了不好的印象，无形中造成了不可估量的损失[1]。在对其他船厂进行船舶检验时，类似情况也时有发生。世界航运市场的持续低迷和运力饱和直接影响到造船行业，船东对造船的要求越来越高。为了减少企业损失，保证船舶建造质量，从以下几个方面阐述钢板麻点产生的原因，并采取相应的控制措施。

1 产生麻点的原因

1.1 钢板生产过程中表面氧化皮的轧入

在钢板生产过程中，板坯在热炉内加热时，板坯金属表层与炉内的氧气、二氧化碳、水蒸气等高温烟气发生氧化还原反应，在板坯表面产生一层氧化铁皮，氧化铁皮的主要成分为四氧化三铁，需要在板坯轧制前将其去除，称为粗除磷。板坯在高温轧制过程中还会与空气中的氧气发生氧化还原反应，会再次产生氧化铁皮，产生的氧化铁皮的主要成分是氧化铁和四氧化三铁。在板坯轧制过程中需要及时将这些氧化铁皮去除，称为精除鳞。在除磷过程中，处于外层的四氧化三铁、三氧化二铁及部分氧化铁能轻易从板坯上剥离，但氧化铁与铁基体的结合较紧密，不容易从板坯上剥离干净，残留的氧化铁会随着板坯的轧制而变形延伸，并在高温下与空气中的氧气继续发生氧化反应，表面生成主要成分为四氧化三铁和三氧化二铁的氧化皮，由于氧化皮硬度大于钢的硬度，在进一步轧制时，破碎的氧化皮被轧入钢板表面，形成麻点缺陷[2]。

1.2 钢板运输、存放过程中发生电化学腐蚀

金属腐蚀的原理有很多种，其中电化学腐蚀是最为常见的一种。金属表面存在水溶液或放置在潮湿的空气中等电化学不均匀的区域，就会产生氧化还原反应。一般生产合格的金属出厂时，表面都会附带一层氧化保护膜，可以起到保护金属的作用。一旦金属表面的保护膜受到破坏，失去了完整性，破损的地方吸附空气中的水分形成水膜，水膜附着在金属表面便会形成微观电池，这种微观电池也叫膜孔电池，水膜形成的电解质溶液为阴极，膜孔下的金属为阳极。

锈蚀钢板表面经过抛丸或喷砂处理后，从表面出现的缺陷形状来看，钢板表面有水的地方更容易发生膜孔腐蚀。钢板膜孔腐蚀过程大致如下：当钢板表面原有的一层氧化保护膜遭到破坏时，如钢板表面的轻微划伤、钢板之间固体颗粒物的压伤、钢板表面的水中含有活性氯离子等，均可对钢板的保护膜造成损伤。在钢板保护膜受到破坏的地方，与电解质溶液发生反应，形成电池的阳极，而钢板其余未被破坏的部分形成阴极，于是整张钢板形成了1个活化-钝化电池。由于电池阳极面积比电池阴极面积要小得多，导致电池阳极的电流密度非常大，所以阳极很快就会被腐蚀成小孔。在阳极被腐蚀的同时，产生的电流不断流向小孔四周的阴极，使得小孔周围暂时受到阴极保护，持续保持在钝态，而电解质溶液中的活性氯离子，随着电流在钢板中的流通，不断向小孔内移动，使得小孔内不断形成含有金属氯化物的酸液。形成的酸液会使小孔内表面持续保持活化状态，使小孔周围进一步腐蚀，并在表面生成黄色的铁锈，铁锈疏松多孔，在潮湿的环境中更容易吸水，并且利于电解质溶液的生成。随着时间的推移，钢板的腐蚀面积会越来越大，腐蚀会越来越深。电化学腐蚀产生的麻点如图1所示。

图1 电化学腐蚀产生的麻点

2 船厂钢板产生麻点的预防要求

2.1 要求船厂制定合理的钢材采购计划

船厂在接到船舶建造订单后，一般会按照船东要求的交船节点计划，再根据船厂的规模、生产能力、现有的生产任务来合理编排本船的大节点计划，包括生产准备、分段建造、船台合拢、水下调试、试航交船。钢材的采购计划就包含在生产准备计划之中。制定合理的钢材分批采购使用计划，使钢材尽量能在生产后的3个月内使用。船厂在采购钢材时，应综合考虑钢厂的规模、产品市场口碑，并实地考察钢厂的设备运行情况、生产工艺流程，所生产的成品钢材质量情况、采购持有船级社签发合格证书的船板，并且在所订钢材发货前，进行钢材的出厂验收，如果发现钢板表面存在缺陷的，要求钢厂进行返修后发货或者拒绝接收该批次钢板，压实船厂物资采购部门的质量管理主体责任。

2.2 要求船厂建立健全的仓储管理制度

船厂仓储管理部门应对购买回厂的钢板进行入库检验，钢板表面的锈蚀麻点在钢板未抛丸或喷砂处理之前很难被发现（如图2所示），所以钢板入库后，检查人员应使用强光手电仔细对钢板表面进行检查，对存在麻点、夹杂、压入氧化皮及分层等缺陷的钢板进行分类堆放并进行登记，对于不合格的钢板及时退回钢厂。对于氧化皮已损坏且锈蚀的钢板，要尽快安排使用，以免锈蚀更加严重。

图2 表面尚未处理的麻点板

购买回厂的钢板尽可能室内仓库存放，保证钢板表面彻底干燥。钢板上表面不能有杂物，否则在堆放后会使钢板之间产生挤压，容易产生缺陷。露天堆放的钢垛，钢板之间要留有空隙，可以在钢板上放置木条，这样即使在雨天，钢板之间的雨水也能顺利流出，保持钢板表面干燥。堆放在露天的钢板在雨天后要注意清除残留雨水，确保表面无残留水分及其他侵蚀性介质。不要使用草垛枕垫钢板，下雨后吸水的草垛容易形成草酸，加快钢板腐蚀[3]。室外存放的钢板尽量按出厂时间先后顺序使用，不能图方便只取钢垛表面钢板使用。合理安排钢板的转运及堆放，防止一些钢板因前期未使用完而被新进场钢板压在下面，导致严重锈蚀。钢板的堆放要合理，如图3所示。

图3 钢板需要堆放合理

3 要求船厂建立材料使用质量管理制度

3.1 钢板预处理

根据中国造船质量标准对钢板表面缺陷的限定要求（如图4），钢板在经过抛丸或者喷砂预处理后，应对表面进行检查，如果发现表面存在凹坑状锈蚀，锈蚀深度d＜0.15 mm以下的钢板无需进行修补，属于合格钢板。如果钢板厚度t＜20 mm，锈蚀深度d＜0.5 mm，锈蚀面积s＜5%，或锈蚀深度d＜0.4 mm，锈蚀面积s＜15%，也可以认定该板合格。如果钢板厚度20 mm≤t≤50 mm，锈蚀深度d＜0.7 mm，锈蚀面积s＜5%，或锈蚀深度d＜0.6 mm，锈蚀面积s＜15%，可以认定该板合格。在此范围外的锈蚀钢板，如果锈蚀深度d＜0.07t，且d≤3 mm，可以使用特制磨机直接磨平处理，保证钢板表面的平整度。当钢板锈蚀深度0.07t≤d≤0.2t，此时需要对钢板表面的锈蚀凹坑进行焊补打磨平整。如果锈蚀深度d＞0.2t、锈蚀面积s＞2%，该板不得用于船舶下料，可以降级使用或者作为废料处理。当发现材料表面麻点缺陷时需要逆向检查材料采购、运输、仓储存放过程中的管理漏洞，及时整改，避免大量的麻点板流入分段建造后，造成大量经济损失和进度损失。

图4 中国造船质量标准对钢板表面缺陷的限定

3.2 构件下料加工

由于预处理流水线每天处理的钢板数量较大，不具备仔细检查每张钢板的条件，且通过预处理线上的钢板底部的锈蚀不容易被发现，也会有一些麻点板流向了下料工位。所以下料人员应在钢板起吊时，检查正反面的表面情况，如发现明显的锈蚀坑点，应将材料放置一旁，对锈蚀深度和锈蚀面积进行检测，并按《中国造船质量标准》要求对船板缺陷进行处理。同时也可以在船舶构件加工阶段，制定奖励措施，鼓励施工工人发现麻点板并及时反馈，尽量避免锈蚀深度和面积超标的麻点板安装到大型结构件上，从而导致极大返工，有效节约时间和经济成本。

3.3 质检部监督检查

除了物资采购部、仓储部、分段制造部的自控措施外，船厂的质检部门也应该有针对性的设置质量控制点。1）在材料到厂后要设置抽样检查停止点，查看材料正负公差和表面锈蚀情况。2）抽查钢板预处理情况，及早发现麻点板，并督促相关部门按要求进行返修或者降级处理。3）加强分段建造巡检，特别是大面积板材拼接、高应力区域结构制作，查看钢板表面锈蚀麻点情况，做到早发现早处理，避免不合格材料安装到船舶结构中。4）分段涂装前，对钢板表面进行喷砂后，锈蚀麻点会特别明显，很容易被发现。在这个阶段如果发现了麻点板，可以参照《中国造船质量标准》，对不同的麻点板缺陷按“不用处理”、“打磨处理”、“焊补后打磨处理”、“更换”等方式进行处理。

4 结语

麻点板产生的主要原因有钢厂加工产生的缺陷，以及船厂因存放和管理不当造成的表面锈蚀。只要船厂在建造船舶过程中，依据船舶建造计划，制定合理的钢材采购计划、健全的仓储管理制度、必要的材料使用管理制度，就可以减少麻点板的出现，避免造成不必要的工期延长和经济损失。