船舶涂装工艺与装备

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1、 船舶涂装工艺与装备 船舶涂装工艺与装备 船舶涂装工艺与装备 一、除锈及装备 船舶涂装始于木船建造，为防止木船腐烂，揩上桐油称之为涂油。自建造钢质船开始，首先就有了除锈，然后用涂料进行涂装，有的还要采用阴极保护，然后通过严格的涂装管理，才能完成船舶防护工程。 最原始的除锈工具主要采用榔头、钢丝刷、铁皮刀及后来的钨钢刀等，除去表面部分锈蚀即所谓的拷铲。然后手工刷上红丹漆及各色调和漆。除锈工作在船舶合拢后进行，作业条件极其艰苦，质量差。为改善除锈条件、提高工效和质量，自50年代起发展了半机械化风动工具除锈工艺，利用风马达高速旋转或往复式运动，带动打磨工具，打击或磨削需要除锈的表面。当时主要有往复式

2、拷铲枪，旋转式齿轮枪、风铲等。自60年代开始，又研制成功一些特殊的风动除锈工具，如针束除锈器、遥控自行式除锈机等。上海船厂在引进国外先进涂装技术的基础上，开发了高压水除锈装置、船底和船旁液压抛丸车等。70年代又发展了角向风磨机、笔形、碗形风磨机等，被广泛应用于造船一次除锈和修船除锈中，自采用钢板预处理以后，风动工具被用于分段二次除锈和船台合拢以后直到交船过程中的除锈。与风动除锈工具发展的同时，为进一步提高除锈质量和效率，1955年求新造船厂首次采用了敞开式喷黄砂工艺。1959年，上海船厂也开始在900匹拖轮上应用，以后相继在上海地区纷纷采用。该工艺应用于船壳的除锈，但由于采用的磨料为石英砂和河

3、沙，在喷射过程中产生砂粉尘严重污染周围环境，如不采取防护措施，就会使工人患上矽肺，因此1963年起国务院明文规定禁止使用干式喷砂。1964年，一些船厂开始研究替代喷砂工艺。采用喷钢丸工艺。第一篇分段喷丸除锈工艺论文由沪东造船厂在1964年全国修造船工作会议上发表，1965年沪东造船厂建成上 海第一间喷丸房，是由原三机部、劳动部联合投资，第九设计院设计，喷丸房尺寸为长241510米，用于5000吨级以下的船舶分段除锈。上海船厂1967年改造喷砂设备，研制成分段喷丸房及其他打磨及高压水除锈设备，在900匹拖轮分段首次采用分段喷丸工艺。喷丸工艺即用各种金属磨料取代黄砂，磨料在压缩空气作用下产生动能喷

4、射在分段表面产生切削及冲击力，将船舶表面氧化皮、铁锈清除掉，由于磨料更换，解决了工人患矽肺问题。分段喷丸所用磨料开始采用铸铁丸，到1982年起开始采用铸铁丸、钢丸、棱角砂各1/3，到1985年又改为钢丸、棱角砂、钢丝段各1/3或钢丸，1/3钢丝段的混合磨料。 60年代至70年代末的喷丸工艺主要用于一次除锈。随着大型船舶的建造，1964年由江南造船厂、船舶工艺研究所、第九设计院共同研究和设计了国内第一条钢板抛丸预处理生产线。1979年正式投产，是一种更彻底除锈的原材料抛丸除锈工艺。它利用抛头高速旋转，磨料自叶片切线方向抛射至钢板表面，产生强大的切削及冲击力，将钢板表面氧化皮及锈蚀去除，然后再喷上

5、车间底漆，以保护钢板在船舶建造过程中不再锈蚀。第一条钢板抛丸预处理生产线主要参数为滚道宽度2.2米，抛射量每分钟1.25公斤，钢板输送速度每分钟1.3,2米，处理板厚为 6,30毫米。1980年沪东造船厂自行设计了一条钢板预处理线，并在建造3.6万吨“东星”号时采用。上海船厂从日本抛丸机公司引进了国内第一条钢板抛丸预处理生产线，并于1981年5月投产，线速度为每分钟3米，处理钢板宽度3米，长度12米，厚度6,32毫米。1984年又从日本引进了国内第一条型钢预处理生产线，型钢最大长度为12米、宽度1米，高为400毫米，处理线速度为每分钟3米。1988年中华造船厂的预处理流 水线投产，年处理3万吨

6、钢材。1989年又由第九设计院为沪东造船厂设计一条钢板预处理生产线和一条型钢预处理生产线，能满足40万吨造船生产的需要。江南造船厂在第一条预处理线基础上又着手自行设计制造了第二代抛丸预处理生产 线，滚道宽度为3米，抛射量为每秒钟6.6公斤，滚道速度为0.033,0.067M/S，年处理量为6万吨钢板，于1984年投产。钢板预处理线主要包括加热系统，自动抛丸系统，自动喷漆系统，烘干系统及输送轨道等。由于原材料抛丸预处理工艺的推广应用，以及出口船数量的增加，分段建造周期长，一次除锈质量欠佳，车间底漆损坏多等各方面原因，船东要求进行分段二次除锈及室内分段涂装。1981年开始提出分段二次除锈工艺要求，

7、原来各厂的喷丸房能力不足，80年代起各厂进一步改造和新建大大型喷丸、涂装房。江南造船厂1986年开始建造一座301912米的喷丸房及相应的两间涂装房。1987年，沪东造船厂首次建成长302415的大型喷丸房及与此相当的两间涂装房，日处理量可达800,1200平方米。为满足船舶分段除锈涂装的需要，1988年，上海船厂也相继建立起24169 米;20129米的喷丸房及27169米和27129米的两间涂装房。80年代新建的喷丸房具备了比较完整的磨料喷射系统，磨料回收系统。磨料除尘系统、照明系统等，涂装房具备了加热系统，解决了涂料低温固化问题。 随着造船总量的进一步增加，分段数量增加和分段尺度增大，各

8、厂的分段喷丸房不能满足更多的分段进行二次除锈的要求，因此各厂又开始采用室外喷铜矿渣工艺。上海船厂1987年开始使用喷铜矿渣工艺，有35%分段采用此工艺，年耗磨料5500吨。沪东造船厂1988年起开始采用喷铜矿渣工艺，年耗磨料5000吨以上，同年求新造船厂也相继采用，年耗磨料1000吨。在建造出口船期间，各厂的分段二次除锈工艺是三种工艺并存:即分段打磨处理、分段喷丸处理、分段喷铜矿渣处理。在提高分段处理质量的推动下，逐步发展舾装件管子的除锈工艺，自1972年上海船厂建立了化学除锈的酸洗车间，在“风云”号的管子、舾装件上开始采用化学除锈后，并在3.6万吨“东星”号上实施。舾装件从酸洗工艺逐步过渡到

9、喷砂处理。管子也从酸洗工艺逐步过渡到喷砂处理，沪东造船厂首次引进美国Clemco管子内壁喷砂机，对管子内壁进行喷砂除锈。由于喷丸工艺的广泛应用，船舶工艺研 究所于1989年创办了八达涂装设备厂，开发和生产喷丸机，管子内壁喷砂机，并开发生产高压无气喷涂机和双组份喷涂泵等。 二、涂装 60年代以前，船舶涂装多采用手工操作，主要用手刷涂、滚涂，后来部分采用空气喷涂。自1968年起，船舶工艺研究所研制成功国内第一台高压无气喷涂设备，在上海喷具厂投产，并在江南造船厂试用。高压无气喷涂是利用压缩空气驱动高压泵，将涂料加压至10,25MPa，涂料通过高压软管至喷枪上的喷嘴高速喷出，产生雾化、喷至被涂物表面，

10、由于涂料压力高，涂膜附着力牢，效率可达60平方米/小时以上，适合于船舶大面积涂装。1970年，沪东造船厂在“长征”号上应用GP2A、GP1A国产泵。80年代建造出口船初期，国内的高压无气泵不能完全满足要求，自1981年起，开始引进日本旭大隈和美国CRACO公司的高压无气泵，同时，国内又生产了GPQ1C、GPQ2C泵，到90年代又进一步提高到GPQ6C、GPQ9C，可适合各种船舶漆涂装，高压无气喷涂工艺成为船舶涂装主体工艺。以江南造船厂为例，高压无气泵达120台。在以后的出口船建造中，各厂又先后引进了美国CRACO 公司的60:1、45:1、30:1、56:1的喷漆泵。德国WAGNER的48:1

11、喷漆泵。1984年从美国引进管子内壁喷漆设备。由于高压无气喷涂工艺的推广，为使用厚浆型的涂料创造了条件，由于各种系列喷涂泵的采用，满足了各种船舶漆的使用要求，提高了涂装质量和涂装效率。同时为了测量漆膜膜厚，引进了湿膜测厚仪和干膜测厚仪，干膜测厚仪品种有数字 显示式、杠杆式等。此外还引进了湿度、露点测量仪，以控制施工环境质量。船舶海水管道自1973年以前的电镀锌防护工艺，逐步过渡到热镀锌工艺。1986年后，部分管子采用涂塑防护工艺。 三、涂料 船舶涂料起始时只有桐油，刷于木船，用于防污与防腐烂。自建造钢质船开始，发展成使用不同油漆品种，根据船舶各部位的不同要求进行涂装。船舶漆分为船舶防锈漆、车间

12、底漆、船底防污漆、水线漆、船壳漆、甲板漆、液舱漆等几十个品种。 车间底漆是船舶涂装中的关键涂料，它必须获得船舶检验局或船级社的认可，最早的车间底漆为50年代的以聚乙烯醇缩丁醛为基料的磷化底漆;60年代由开林造漆厂与上海船舶工艺研究所共同开发的环氧富锌底漆;70年代中期为克服锌蒸气对人体危害又开发了环氧铁红车间底漆;为进一步提高防锈期问题，80年代后又开发了硅酸锌车间底漆。 船舶防锈漆应用最广，首先是50年代的红丹防锈漆用于船舶的水线以上部位的防锈，由于红丹漆引起铅中毒现象，到60年代开发成铁红防锈漆，70年代开发了铝粉铁红防锈漆，环氧富锌底漆，无机锌防锈漆等，80年代起又开发了云母氧化铁防锈底

13、漆。1989年在沪东造船厂的2700TEU船大面积应用了无机硅酸锌防锈漆。 船舶的水下防腐尤为重要，从50年代起，采用沥青船底防锈漆，价廉且性能尚可，而后发展了铝粉沥青船底防锈漆，到70年代末、80年代初又发展了氯化橡胶船底防锈漆，其中有氯化橡胶铝粉防锈漆、氯化橡胶铁红防锈漆、氯化橡胶灰色防锈漆、氯化橡胶沥青防锈漆。为进一步提高其防腐性能，又开发了环氧沥青船底防锈漆及厚膜环氧沥青防锈漆。此外，船底配套漆还有乙烯型船底防锈漆，解决了环氧沥青涂料具有较长间隔时间的限制，为船舶涂装工艺带来许多方便。对于铅合金船则采用锌铬黄底漆作为防锈底漆用。 防污漆是针对船舶航行于海洋中，为避免海生物长在船底影响航

14、行阻力而开发的涂料，主要有60年代以前使用的溶解型，如氧化亚铜防污漆和接触型防污漆。为进一步延长其防污期，80年代以后，国内船厂普遍采用自抛光防污漆。该漆具 有渗出率平稳，防污期长，漆膜在水流作用下有自身抛光作用，既可作船舶水下用又可作水线漆用，维修方便。1984年首次在沪东造船厂的三用工作船上应用。 压载舱由于涂装困难，初期压载舱饮水舱均采用水泥浆抹徐，由于航行颠簸造成水泥浆裂纹而脱落，加之压载舱维修困难，船东要求越来越高，逐渐用沥青，继而用环氧沥青取代，为进一步提高涂装质量，而后又用漂白环氧沥青取代。 船壳漆最初是采用醇酸漆，80年代起大量采用氯化橡胶漆料，到90年代开始部分采用环氧船壳漆

15、。 由于国产油漆尚未取得船检认可，出口船舶均采用国外涂料公司的船舶漆，世界有名的涂料公司纷纷进入中国出口船的市场。最早进入中国船舶市场的是丹麦享伯尔涂料公司，随之是英国IP涂料公司、荷兰式玛涂料公司、日本中国涂料公司、挪威佐顿涂料公司、韩国高丽化学品公司等，其中享伯尔涂料公司、IP涂料公司、日本中国涂料公司等在国内均有合资 工厂。随着国外船舶漆进入市场，外国涂料技术服务商开始在船厂实行技术服务。日本中国涂料公司于1981年首次在江南造船厂的“世谊”号上服务。随着出口船建造数量不断增加，国内的技术人员逐渐被外国合资公司聘用，取代了外国人在船厂作技术服务的局面。 四、阴极保护 船体的保护除采用涂料

16、保护外还有用阴极保护，阴极保护又分牺牲阳极保护和外加电流保护。50年代至60年代初，主要采用镁和镁合金阳极、纯锌的牺牲阳级。1965年开始，在锌中加入铝和镉，成为锌铝、镉三元锌阳极。由于其阳极合金晶粒细化，阳极溶锌均匀，腐蚀产物疏松易脱落，因此三元锌阳极在各类舰船及海上设施得到广泛应用。60年代发展起来的铝合金牺牲阳极，具有重量轻、电容量大、原材料来源丰富、价格低、熔炼三元锌条件好以及施工安装方便等优点，已大量被采用。1972年首先在上海船厂的工农兵18号、19号船上进行实船试验， 1976年由上海船厂及交通大学共同承担了原六机部下达的“牺牲阳极”的研制课题。1980年4月获上海市重大科技成果三等奖，