浅谈船舶压载水舱的长效防护

浅谈船舶压载水舱的长效防护

因为船舶压载水舱长期处于海水干湿频繁交替的恶劣侵蚀环境, 同时压载水舱的结构相对复杂，有污泥沉积又不易清洁和干燥，进行涂装维护相称难题。因此，船东对于压载水舱防护涂层使用寿命的年限期望，便是越久越好。国际海事组织IMO 于2006 年 5 月在伦敦召开的MSC81 会议目前已通过最新决议划定——压载水舱的涂层设计寿命要求达到15 a 。此决议极有可能成为海上人命安全国际公约SOLAS 强制性的规范要求。如何保证压载水舱防护涂层体系的实际使用年限接近或实现15 a 的涂层耐久寿命设计，这是我国造船业将要面对的新课题。为此，本文将依据“油轮构造国际合作论坛” (TSCF) 的经验和规范，简朴先容船舶压载水舱的长效涂层防护。

1 压载水舱钢铁侵蚀的方式和防护基本原理

压载水舱的钢铁侵蚀是由电化学侵蚀引起的。防止电化学侵蚀通常采取涂层防护体系和阴极保护两种方法。实际使用过程中，通常压载水舱都会同时采用防护涂层配套体系和阴极保护的联合保护，这样的防护效果更佳。

2 涂料品种的选择

2.1 国际通用规范

涂料品种首先需要符合依据国际海事组织IMO A798(19) 的决议颁布的海上人命安全国际公约SOLAS 规范第A-1 部门规范3-2 “海水压载舱侵蚀防护”的条款要求。

2.2 特征机能要求

TSCF 要求涂料供给商应提供该涂料产品的挪威船级社出具的Marintek/DNV 测试讲演，应达到“ B 1 ” 级（试板上无任何涂层缺陷泛起），同时参照ASTM D570 尺度 6.4 和7.0 检测涂层漆膜的吸水率达到≤ 1.6 % 。

涂层对钢铁防腐的主要功能是在钢铁表面和附近环境之间起到彼此隔绝屏蔽的作用。事实上，涂层不可能做到绝对不能被渗透渗出，它老是会一定程度地吸收和渗透渗出水。涂层必需能有效阻止海水电解质渗透渗出到涂层和钢铁基材的界面，这样就可以防止侵蚀发生。

因此，就涂料本身品质而言，以上两项机能指标对涂层防护体系能否有效实现预期的使用寿命长短常枢纽的。

2.3 合用涂料品种

在知足以上2 项技术机能指标的基础上，据一些船东的实际应用效果反馈, 高机能铝粉纯环氧涂料的使用效果相称令人满足。但要求作为防腐颜料的高纯铝粉必需长短浮型的，涂层干膜中的金属铝含量（而非涂料配方中的铝粉含量）≥ 10% 。经验表明，当涂层的干膜中非浮型金属铝含量≥ 10% 时, 铝箔薄片可以层层连贯地紧密重叠并完整地沉积在涂层底部，保持与钢铁基材良好接触导电。这样涂层具有了优异的防水渗透渗出机能和牺牲阳极的

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双重保护功能。当然，其它高规格的以胺加成物固化的纯环氧涂料也是可以接受的。

2.4 不宜使用的涂料品种——冬用型环氧涂料

低温固化的冬用型涂料产品不相宜用于需要进行长效防护的压载水舱涂层防护体系，由于该类产品特别轻易产生较为严峻的涂层开裂。而且这种开裂现象并不是在涂装完工的初期就能觉察到的，一般要在使用了几年后才会体现出其严峻性。

分段可以铺排在有加热举措措施的涂装工房内进行, 但对于那些在低温季节不得不采用冬用型环氧涂料的部位，可选择低分子液态环氧的无溶剂涂料/ 低VOC （有机气体浓度）和高SVR （体积固体含量）的产品。同时，还须加强打磨倒角，使得焊缝修理平整和边角圆滑（R2, 3 PassGrinding ），并进行适当的磨料喷射清理, 得到满足的表面粗拙度，这样可以让涂料平均平滑地成膜，减少涂层的内应力和其它缺陷。

3 涂层防护配套体系

2 道各150 μ m 的符合划定要求的高机能铝粉纯环氧涂料的实用效果相称令人满足。目前MSC81 已批准实行N.D.F.T:320 μ m 和90/10 规则。

4 涂装施工工艺

《15 年涂层防护的涂装施工工艺》对有关涂装施工工艺做了较为具体的先容。

5 表面处理

5.1 工艺规范和质量尺度

在涂料配套体系确定以后，所采用表面处理的工艺规范和质量尺度极为枢纽，实际的出产施工中也存在着一些变数，都直接决定了终极的涂装质量。前期所用钢板要经由磨料抛射预处理出产流水线进行表面处理, 确认表面粗拙度符合ISO8503-2 的Rz:30 ～75 μ m 和可溶性盐含量≤ 30mg/m 2 ( 按ISO8502-9 法测定, MSC81 现批准≤ 50mg/m 2 ), 然后喷涂1 道干膜厚度在D.F.T:15 ～25 μ m 的确认不含任何缓蚀剂的无机硅酸锌车间底漆; 分段阶段进行磨料喷射的表面处理, 按照涂层配套规格书要求依次涂装完整的涂层体系; 船台/ 船坞阶段进行二次除锈和修补涂装。建议在船舶下水前完工压载水舱的全部涂装，不得已留在移泊阶段的涂装，必需有充足的加热和去湿设备保证涂装施工和涂层干燥固化时符合划定的温度（尤其是露点温度）和湿度要求。当然有前提实施一次性整体施工的特涂工艺是最合适的。

FSCF 对采用分段涂装工艺的表面处理的质量尺度推荐几个主要指标：

(1) 分段涂装

除锈等级: 破损部位—— ISO8501-1 Sa2.5 级, 车间底漆完整部位——磨料扫射清理除去70% 的车间底漆( 参照ISO8501-1 尺度，达到类似Sa2 级); 表面清洁度：

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ISO8502-3 Cleanliness 1 级( 实际操纵的难度太大，MSC81 批准：颗粒大小“ 3 ”，“ 4 ”，“ 5 ”的分布为“ 1 级”，其它小灰尘在涂装前应清除到在不借助放大镜观测的前提下为不可见程度) ；表面粗拙度：推荐ISO8503-2 的Rz50 ～75 μ m; 结构性处理：ISO8501-3 的P2 级, 所有边角必需打磨倒角至圆滑; 按ISO8502-9 法测定，可溶性盐含量≤ 30mg/m 2 ( 现MSC81 已批准≤ 50mg/m 2 ) 。

(2) 区域涂装

分段大接缝I S O 8 5 0 1 - 1 的S a 2 . 5 级/ 破损部位ISO8501-1 的ST 3 级；表面粗拙度: ≥ Rz 25 μ m (TSCFPart2-1,5.34); 表面清洁度：ISO8502-3 Cleanliness 1 级( 注释同上), 无磨料嵌入; 可溶性盐含量≤ 30mg/m 2 ( 现MSC81 已批准≤ 50mg/m 2 ) 。

MSC81 将批准实施: 大接缝St3 级打磨或更好的Sa2.5 级磨料喷射处理，小面积破损其面积不大于舱室面积2% 的为St3 级，如紧邻的破损面积超过25 m 2 或涂层破损其面积大于舱室面积2% 的为Sa2.5 级。

5.2 结构性处理和磨料品种的选择

有别于常规做法，分段表面喷射清理前的结构性处理及验收和磨料品种的选择，常常达不到令人满足的效果。因此，必需在此加以夸大。

前期的结构性处理好，有助于根除焊缝和边角处的各种缺陷和减少涂层的内应力, 有效地延长涂层体系的使用寿命。经验表明，磨料的品种对钢板的表面处理的质量影响很大，尤其是磨料本身的盐分含量常常决定着喷射清理后的钢板表面的盐分残留程度。即使用加热的纯净饮用水将磨料喷射清理前的钢板表面冲刷得非常洁净，只要磨料的含盐量稍高，终极磨料喷射清理后的表面残余盐分仍是达不到划定指标。

假如涂层下面留有残余盐分，涂层吸水渗透渗出后形成电解质，就会产生侵蚀，缩短涂层防护寿命，有些情况下会泛起危害性极大的气泡。因此，为了使钢板表面保持洁净状态，如有需要可在磨料喷射处理前进行表面清洗, 还应尽量使用干净的磨料和喷射设备。这样，磨料喷射处理完后的钢材表面也可以保持洁净。为了减少磨料对已清洁的钢材表面再次污染, 磨料宜选用可以回收的品种并轮回使用。石榴石(Garnet) ，是一种比较理想的磨料，既可以减少大量的磨料处理工作量，又不至于影响到喷射清理的效果，更因磨料是“惰性”的, 不至于因残留磨料清除不尽而产生其它不利影响。

但目前海内造船厂普遍使用的是钢丸(Shot) 和钢丝切段（Wire Cut ），最好外加50% 比例的棱角钢砂(Grit) ；以便知足相宜的表面粗拙度要求。固然它们也是可以回收轮回使用的，但却又都长短惰性的，可能会嵌入基材形成“活性”表面，因此不适适用于不锈钢等金属表面。磨料的质量指标要求见表 1 。

5.3 涂装前表面清洁

涂装前的表面清洁也是毫不可轻视的，它直接影响到涂层的附着力，因此必需清除表面的灰尘、油和油污。涂层与钢铁和金属表面或者涂层相互间的附着力有以下几个方面：①漆中国航运网：海员招聘网：海运订舱：/