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浅谈甲板舾装件的涂装工艺

来源:南通理工学院 作者:杨锋,蒋逸帆,林盛昌 时间:2020-03-09 点击:
导读:阐述了甲板舾装件的涂装与船体、工程机械、建筑钢结构等涂装的区别,强调了甲板舾装件涂装的重要性,介绍了甲板舾装件的分类、组成以及各区域的涂装工艺。
0 引言
舾装是船舶制造工艺中将机械设备、栏杆、楼梯等部件装上船的过程,是一道重要工序。被安装的部件即为舾装件,安装在甲板上的部件称之为甲板舾装件,为了使甲板舾装件安全有效地运作,需要制定合理的涂料配方和涂装工艺。

1 甲板舾装件的涂装特点
甲板舾装件分为甲板机械和甲板附属构件两大类。安装在船舶甲板上的各类机械设备称之为甲板机械,绞车、舱口盖、拖缆机、克令吊、吊艇架等甲板机械是船舶在海上航行、靠岸、装货和海上作业的有力保证。船用克令吊是最常用的甲板机械,分为常规吊、货吊、海工吊3 种,几乎所有船舶都配备。其次是吊艇架和舱口盖,为了逃生和海上作业需要,船舶上至少会配备一艘小艇,吊艇架是船舶上装卸小艇的设备。舱口盖是散货船和集装箱船上用于保证海水和雨水不侵入船舱的设备,同时也可作载货用,分为吊离式、折叠式、侧移式3 种。甲板上除了甲板机械以外的非船体本身的零部件统称为甲板附属部件,其包括井架、人孔门、楼梯、栏杆、钢制门、钢制窗、平台、管子支架、天线结构、桅杆、电缆桥架、箱柜等,其中井架是最常用的甲板附属部件之一,广泛存在于海洋平台和钻井船上。
很多甲板舾装件的外观和作用类似于工程机械,其涂装要求也比较复杂。为了保证足够的抗滑移系数,一些区域(如高强螺栓摩擦结合面)仅进行表面处理而无需涂装。既不进行表面处理也不涂装的部位主要是甲板舾装件的精加工面,精加工面对表面的平面度有极高的要求,涂装会使精加工表面的平面度下降,甚至还会产生其他危害。同时甲板舾装件和船体一样,需要面对恶劣的海洋腐蚀环境,当然,甲板舾装件的腐蚀环境比压载舱略好一点。应对这种腐蚀环境有3 种处理方法:选用耐腐蚀钢材、热浸镀锌和进行严格的涂装处理。在涂装时需要对一些区域在表面处理或涂装前进行保护,为了满足使用要求,甲板舾装件的涂装兼具工程机械涂装的复杂性和船舶涂装的高耐腐蚀要求,表1 列出了甲板舾装件、船体、机械工程、建筑钢结构的涂装特点。
甲板舾装件、船体、机械工程的涂装特点 Table 1 Coating feature of deck fitting,hull  and mechanical engineering
甲板舾装件面漆颜色一般为白色、红色、黄色和蓝色,除舱口盖外,面漆以白色居多,其中一个原因是白色面漆中添加大量钛白粉,故价格比较便宜;红色、黄色因较为显眼,故在起重机中用得较多,起重机在作业过程中有一定的危险性,面漆显眼更加安全。以下将对各种甲板舾装件的涂装工艺进行介绍。

2 甲板舾装件的涂装工艺
2.1 船用舱口盖
舱口盖不同部位的涂装要求不同,除特殊部位外,舱口盖所有部位均要涂装底漆和中间漆,顶部和侧面考虑到外观和耐候性因素需要涂装面漆,底部不会受到紫外线照射,只需涂装到中间漆。舱口盖的底漆常采用富锌底漆,这点和其他甲板舾装件类似;中间漆配套除了选择甲板舾装件常用的普通环氧涂料或者环氧云铁中间漆以外,还经常选择耐磨环氧涂料。舱口盖在吊运过程中,吊钩经常会碰到舱口盖的上表面,造成涂层被损坏,选择耐磨环氧涂料可以在很大程度上减轻制造和运输过程中对舱口盖造成的损坏,减少完工时的涂层修补量。面漆一般选用聚氨酯涂料,也可以采用丙烯酸聚氨酯或聚硅氧烷涂料,同样是为了减少涂层的修补量,舱口盖的面漆建议在运输到船厂后再进行涂装。
船用舱口盖需要特殊涂装的部位有不锈钢密封带、橡胶密封条和精加工面,这些部位的存在是为了方便舱口盖的开合。前面说过舱口盖分为吊离式、折叠式、侧移式3 种,为了有效防止雨水和海水进入船舱污染货物,要求舱口盖有足够的密封性。舱口盖与舱口盖之间以及舱口盖与舱口盖封口周围之间,通过橡胶密封条和不锈钢密封带相互接触挤压的方式密封。不锈钢密封带无需涂装,也不能进行抛丸或喷砂等表面处理,因为这些表面处理会使不锈钢密封带表面粗糙,粗糙的表面会因为无法和橡胶密封条紧密接触而造成渗漏;海洋腐蚀环境恶劣并且不锈钢密封带不需要太好的力学性能,它通常由防腐蚀性能良好的奥氏体不锈钢制造。
舱口盖上有专门用于嵌入橡胶密封条的密封槽,橡胶在嵌入密封槽前需要在密封槽接触部位刷涂粘合剂,若不涂装底漆,金属容易发生腐蚀甚至和粘合剂起反应;若涂装多道涂层,过厚的涂层会影响橡胶条的嵌入,两种做法都不利于橡胶条的固定,所以仅涂装底漆是较好的,且底漆不宜过厚,30 μm 左右即可,最多不超过60 μm。精加工面存在于折叠式和侧移式舱口盖上,用于舱口盖开合的铰链连接以及舱口盖在舱口盖轨道上移动的滚轮连接,铰链及滚轮支架的精加工面呈圆柱形,圆柱形的中间穿入一根钢轴进行连接,若对精加工面进行喷砂或者涂装,将会导致钢轴无法穿入铰链或滚轮支架,所以在喷砂和涂装过程中必须对精加工面进行保护,喷砂前常用的保护方法是将橡胶卷成圆柱形后塞入精加工面,喷砂完成后将橡胶取出贴上纸胶带进行涂装前的保护,也可以将磁性橡胶用于喷砂和涂装前的保护。
图1 为折叠式舱口盖的开合示意图,图2 为工人正在给舱口盖铰链预装钢轴,以确定钢轴与铰链的尺寸是否匹配。和精加工面类似,不锈钢密封带也不能进行喷砂和涂装,否则会影响密封条和橡胶条的契合,密封效果变差导致漏水,污染舱内货物,因不锈钢密封带多采用无磁性的奥氏体不锈钢制造,磁性橡胶无法吸附。常用的喷砂前保护方法有2 种,一是点焊薄钢板进行保护,喷砂完成后拆除薄钢板;二是在喷砂过程中对不锈钢所在的区域不进行喷砂处理,喷砂结束后采用打磨或其他方式对不锈钢附近需要处理的碳钢表面进行表面处理,在喷砂过程中不锈钢密封带可能会受到钢砂轻微的溅射,可采用抛光机进行抛光处理。
散货船折叠式舱口盖的开合示意图 Figure 1 Opening and closing schematic diagram of folding  hatch cover of bulk carrier
预装钢轴 Figure 2 Preloaded steel axle
2.2 吊艇架
吊艇架是船舶上放置小艇的设备,要能够确保将小艇和人员快速、安全地投放到海面上,还要能将完成作业的小艇收回到船上。吊艇架主要分为重力式、倒摆式和旋转式3 种类型,倒摆式吊艇架一般用于内河小型船舶;旋转式吊艇架的结构类似于船用起重机,通过吊臂的旋转将小艇伸出船外并放下,旧式船舶上常用,新造船舶选用旋转式吊艇架的较少;重力式吊艇架是目前应用最广的,它的原理是利用小艇的重力,将小艇与吊艇架一起伸出船外,再通过绞车的转动将小艇放下,收回小艇时,先用绞车将小艇吊起,再通过液压或电力装置(一般多为液压)将吊艇架复位,吊艇架外部装有绞车,液压驱动装置的内部设有液压油油箱。下面以重力式吊艇架的涂装为例进行介绍。
重力式吊艇架的主体部件采用常规的涂装工艺进行涂装,包括底漆、中间漆和面漆。底漆采用富锌底漆,干膜厚度60 μm 左右;中间漆选用普通环氧中间漆,干膜厚度150 μm 左右;面漆选用聚氨酯涂料,干膜厚度60 μm 左右。重力式吊艇架有2 个部位需要特殊涂装,分别为液压油油箱和绞车。许多甲板机械出于成本考虑,不会专门设置液压油油箱,而是将甲板舾装件的某一部位兼用作液压油的油箱,船用起重机的中枢同时也可作为液压油油箱使用,但吊艇架不同于起重机,吊艇架的结构比较狭长,即使在吊艇架中段横截面最大的部位设置液压油油箱仍然会形成长条状的油箱结构,长宽比约等于3,且非常狭窄,难以进行有效的涂装施工,枪手在进行喷涂时很容易出现漏喷或涂膜过厚的问题。解决这一问题有两种方法:一是选择专门的涂料,一些企业对液压油箱施涂富锌底漆,以方便施工,而富锌底漆在涂层过厚时容易开裂,故吊艇架液压油油箱最好选择不易开裂的普通环氧涂料,这样即使喷涂超厚也只是浪费涂料而已,而不会造成严重的涂装缺陷。液压油油箱涂层缺陷会造成严重后果,剥落的锈蚀或涂层会堵塞液压油管,造成设备无法使用;二是仍旧使用富锌底漆,但仅对液压油油箱内壁容易涂装的部位进行喷涂,较难喷涂的部位尤其是反口部位仍使用普通刷子和长柄弯头刷子进行刷涂。

2.3 绞车
船用起重机、吊艇架、锚铰机(部分位于甲板上)、卷扬机(部分位于甲板上)、导缆器、导缆滚轮等都要用到绞车,绞车甚至可作为一个独立的甲板舾装件直接连接在甲板上使用,可用于吊运设备和海上作业。绞车的结构分为绞车支架和绞车盘,绞车盘用来缠绕作业用的绳索,绞车支架用来固定绞车盘,绞车支架通过钢轴和绞车盘进行连接,连接原理类似于船用舱口盖的铰链,连接的精加工面也不需要进行喷砂和涂装,处理方式同舱口盖,绞车其他需要特殊涂装的部位是绞车盘上的绞车绳槽和绞车支架底盘。绞车绳槽是用来缠绕钢丝绳的,绞车一旦开始使用,钢丝绳槽上的涂层会因为钢丝绳的移动而逐渐被破坏掉,故钢丝绳槽的防腐方法是在绳槽以及钢丝绳上刷涂防锈油,通过防锈油来保护绳槽,在缠绕钢丝绳并上油前对绞车进行涂装用于临时保护。
绳槽的涂装目前有3 种方法:(1)绳槽和绞车本身采用相同的涂料配套涂装至面漆,这种涂装方式会多耗费涂料;(2)绳槽仅涂装临时保护用的底漆,在喷涂中间漆和面漆前用纸胶带等对绳槽进行涂装前保护;(3)绳槽仅涂装临时保护用的底漆,在喷涂中间漆和面漆时不对绳槽进行保护,污染上的中间漆和面漆正好可以加强对绳槽的防腐保护效果,这种方法很实惠,但很少有企业会这么做,因为污染的中间漆和面漆会破坏绞车的外观,让业主认为企业管理不规范。
绞车支架底盘与其他设备或船体接触的部位需要特殊处理,该部位也称之为摩擦面,如果安装高强螺栓进行固定则称之为高强螺栓摩擦面,摩擦面既需要防腐,也需要具有一定的抗滑移系数,以确保设备的稳定性,为两者兼顾应涂装抗滑移的底漆,较厚的膜厚会降低抗滑移系数,故底漆膜厚要<100 μm。摩擦面不会受到紫外线照射也没有美观要求故没必要涂装面漆。中间漆是否喷涂视具体情况而定。一般吊艇架、起重机、导缆器等的绞车需要涂装中间漆,因为这些设备的绞车使用频率低或受力小;而经常使用的大型海工作业绞车,如绞吸式挖泥船的大型工作绞车,体积大、载荷达上百吨、冲击强、工作时间长,这种绞车的摩擦面为了保证稳定性是不能涂装中间漆的,建议仅涂装抗滑移系数高的优质底漆。

3 结语
甲板舾装件的涂装是船舶涂装的一个盲区,长期不受重视,也很少有人进行专门的研究,希望此文能为相关造船企业和钢结构企业的涂装技术人员提供指导。

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