大連中遠船務工程有限公司 谷 宇 張 凱 郭永亮 王永剛

一、前 言

為了使船舶壓載艙更加安全、耐腐蝕，2006年11月27日—12月8日，IMO的MSC82屆會議在土耳其伊斯坦布爾正式通過了《所有類型船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側(cè)處所保護涂層性能標準》（Performance Standard for Protective Coatings，PSPC）。本標準適用于500總噸以上的所有類型船舶專用海水壓載艙和船長不小于150 m的散貨船雙舷側(cè)處所。該標準的實施時間是在2008年7月1日及以后簽署建造合同的，或無建造合同，鋪龍骨或建造過程中類似步驟發(fā)生在2009年1月1日及以后的，以及2012年7月1日以后交付的船舶。

PSPC的實施對造船的成本和周期影響很大。該標準的實施不僅需要從提高造船精度、改進建造工藝、深化舾裝生產(chǎn)設計、提高分段預舾裝的完整性和涂層保護等方面提升技術(shù)水平和管理水平，還要增加相應設備的投入。如果采用積極手段來應對PSPC的實施，將促進船廠提高管理和工藝水平，這對提高我國造船水平有積極意義。

二、PSPC要點分析及影響

1. 涂層系統(tǒng)的要求

涂層的目標使用壽命為15年，因此涂層膜厚需環(huán)氧類涂層320μm（至少兩預涂兩噴涂）。涂層系統(tǒng)達到其目標使用壽命的能力也取決于鋼材處理、涂裝和涂層檢查及維護。

2. 車間底漆要求

PSPC要求車間底漆須通過涂層預備資格試驗。若沒有合格預試驗證明，在分段二次表面處理時完整的車間底漆須去除70%以上，達到Sa2（ISO8501-1：1988），這就導致認證后的車間底漆價格上升或增加了二次表面處理的施工周期。

3. 一次表面處理

（1）清潔度（除銹等級）

PSPC中要求清潔度（除銹等級）為Sa2.5（ISO 8501-1：1988）。

（2）粗糙度

PSPC中要求粗糙度為30 ~75 μm（ISO8503-1/3：1998）。若達到標準中規(guī)定的粗糙度就必須選擇適當?shù)哪チ吓浔燃罢{(diào)好規(guī)定的鋼板走速。經(jīng)我司實測，適合我司設備的鋼丸配比為S280：S230=1：1，鋼板走速為4.5 m/min，可以滿足該要求（視鋼板銹蝕等級情況有所不同）。

（3）灰塵等級

PSPC未規(guī)定一次表面處理中檢查的灰塵等級，我司規(guī)定了與PSPC在二次表面處理后相同的“灰塵顆粒大小為3、4、5時，灰塵數(shù)量為1級”（ISO8502-3：1992）的灰塵等級要求。為滿足此要求，須選擇適當硬度的磨料，并控制磨料中的雜質(zhì)含量，同時配備完善的除塵設備及檢查人員，因此會增加設備成本與施工周期。

（4）鋼板表面水溶性鹽分

PSPC中要求鋼板表面水溶性鹽分≤50 mg/m2（相當于NaCl）（ISO8502-9：1999）。這就需要在鋼板運輸過程中采取防雨雪等措施，并縮短鋼板存儲時間，盡量采用銹蝕等級為A級和B級（ISO8501-1：1988）的板材，同時需控制磨料含鹽量，并確保除塵設備的有效性。

（5）油污和其他污染物

要求沒有殘留。

4. 二次表面處理

（1）結(jié)構(gòu)處理

去除毛邊，打磨焊珠，去除焊接飛濺物和任何其他的表面污染物，達到ISO8501-3等級P2。涂裝前邊緣或處理成半徑至少為2 mm的圓角或經(jīng)過三次打磨，或至少經(jīng)過等效的加工。

（2）清潔度（除銹等級）

分段階段，對焊縫及車間底漆破損部位打砂除銹至Sa2.5級，對于車間底漆完好部分的處理方式根據(jù)車間底漆的涂層預備資格試驗結(jié)果而定。如果有合格預試驗證明，完好的車間底漆可以保留，表面的鋅鹽可采用掃砂或其他相當?shù)姆绞饺コ蝗魶]有合格預試驗證明，完整的車間底漆須去除70%以上，達到Sa2級（ISO8501-1：1988）；如果鋼材預處理流水線未經(jīng)認可或一次表面處理的檢測結(jié)果未達到PSPC要求，則需要去除100%的車間底漆。

合攏后，對焊縫處的表面處理要求達到St3（ISO8501-1：1988）或更好，或在可行的情況下打砂至Sa2.5。對小面積的破損可采用動力工具處理至St3，對于連續(xù)破損面積超過25 m2或破損超過艙室面積2%的處理至Sa2.5。

（3）灰塵等級

二次表面處理的灰塵等級要求與一次表面處理的粗糙度的要求相同，因此二次表面處理需要在室內(nèi)作業(yè)，并配備除塵設備，會增加分段在油漆廠房內(nèi)的施工周期及人力工時。

（4）粗糙度

經(jīng)打砂處理表面二次表面處理的粗糙度和一次表面處理要求相同。若要滿足要求，需要使用適當?shù)哪チ虾团浔燃斑m當?shù)挠捕?。由我司現(xiàn)場實際的檢測數(shù)據(jù)知，適合我司設備的磨料配比約為GL25：GL40：S330=4：3：2。

5. 膜厚檢驗

根據(jù)標準CB3718-95的要求，涂層檢驗采用85/15的原則，結(jié)構(gòu)復雜的表面（如液艙內(nèi)部）每10 m2左右測1個點，PSPC中規(guī)定涂層檢查遵循90/10的原則，壓載艙平板區(qū)域每10 m2測1個點，縱向和橫向加強2~3m間隔測量一個數(shù)據(jù)，相應增加了膜厚檢驗的工時。

6. 壓載艙破損面積及油漆

PSPC中規(guī)定，當合攏后的壓載艙涂層破損面積超過總面積的2%或相鄰破損區(qū)域超過25 m2時需要進行打砂處理。艙室內(nèi)打砂將增加工作量和工期，為減少打砂對完好涂層及周圍設施的破壞，工廠還需要準備局部打砂設備，如真空打砂機或海綿打砂設備等。為避免這種情況發(fā)生，須在生產(chǎn)過程中做好涂層保護并從設計源頭開始著手提高預舾裝率以減少合攏后的涂層破損。

7. 檢查員資質(zhì)

PSPC中規(guī)定了具有NACEⅡ、FROSIO Ⅲ和主管機關(guān)或主管機關(guān)認可的組織承認的相同級別、夠資格的涂層檢查員方可簽署檢查記錄報告。目前船廠有以上資質(zhì)的人不多，這就需要我廠進行人員資質(zhì)培訓。

8. 涂裝技術(shù)文件（CTF）

PSPC要求在新船建造階段由船廠編制涂裝技術(shù)文件，用于船舶海水壓載艙和雙舷側(cè)處所的涂層體系規(guī)范、船廠和船東的涂裝工作記錄、涂層系統(tǒng)選擇的詳細標準、工作規(guī)范。檢查、保養(yǎng)和修補均應文字化為“涂裝技術(shù)文件”，并交由主管機關(guān)復查。該文件需由涂料制造商提供涂層體系的符合聲明或型式認可證書、技術(shù)規(guī)格書副本、船廠的涂裝作業(yè)記錄、建造期間涂層體系的檢查和修補程序、涂層檢查人員簽發(fā)的涂裝日志、船廠核實過的檢查報告及營運期內(nèi)涂層系統(tǒng)的保養(yǎng)和修補程序。

三、應對PSPC的優(yōu)化設計

目前大連中遠船務按照PSPC要求，已成功建造并交付了6條散貨船。通過積累經(jīng)驗進行優(yōu)化設計，我司已逐步具備了PSPC設計及建造的能力。我司通過優(yōu)化設計應對新標準，主要思路是“提前、減少、保護”?！疤崆啊奔幢M可能將后行焊接工作前移至分段階段，提高預舾裝率與單元完整性；“減少”即通過優(yōu)化設計，減少后行焊接工作量；“保護”即對于不能提前進行的工序做適當油漆保護。優(yōu)化設計分為以下幾個方面。

1. 優(yōu)化分段劃分

優(yōu)化分段劃分，調(diào)整分段縫位置，將原來必須在船臺散裝的肘板提前到分段階段安裝，減少后續(xù)施工對油漆的破壞。優(yōu)化前后的分段縫位置如圖1、2所示。

圖1 優(yōu)化前的分段縫位置

圖2 優(yōu)化后的分段縫位置

2. 采用新型工裝腳手架

在過去的船舶建造過程中需要使用腳手管搭設大量作業(yè)平臺進行輔助生產(chǎn)作業(yè)。腳手架搭設工作量巨大，耗時費力，且在油艙、水艙等密閉艙室內(nèi)作業(yè)需要滿搭腳手架。所需材料、參與搭設的人越多，安裝和拆除時間就越長，造成磕碰的機會就越大，造成的涂層破損就越多。傳統(tǒng)腳手架搭設效果如圖3所示。

圖3 傳統(tǒng)腳手架搭設效果

為了實現(xiàn)腳手架搭設的快捷化和施工的方便化，設計人員設計了一種新型夾緊式工裝。安裝本型工裝非常方便、快速，只需要用扳手將兩個固定螺栓擰緊鋪上踏板即可。該工裝可以用于分段搭載前腳手架的預搭設，從而減少船臺階段腳手架搭設時間，縮短船臺建造周期。該工藝還可以減少艙室內(nèi)部腳手管搭設難度及工作量，同時有效減小油漆破壞率。新型夾緊工裝搭設效果及搭設型式如圖4、5所示。

圖4 新型夾緊工裝搭設效果圖

圖5 新型腳手架典型搭設型式示意圖

3. 增加單元設計提高完整性

以單元設計規(guī)模最大化為目標，推行工序前移，將部分單元前移至分段階段安裝，這樣有利于縮短建造周期，降低工時成本。部分舾裝件在分段階段必須完成安裝，因此對安裝定位和精度都有較高的要求。通過模塊單元化設計，提高了先行完整性，減少了后續(xù)施工中對油漆的破壞。如我廠建造的瀝青船貨泵艙甲板集成單元，主要包含船體4個甲板1個甲板室5個分段，管鐵舾單元3個、管子約365根、鐵舾吊柱桶體、梯子、纜樁等。瀝青船貨泵艙甲板集成單元狀態(tài)效果如圖6所示。

圖6 我廠建造的瀝青船貨泵艙甲板集成單元狀態(tài)效果圖

通過復合設計增加了專業(yè)間的溝通，將多個專業(yè)的設計整體考慮，使用共同的支架或基座，減少了裝焊數(shù)量，從而減少對了涂層的破壞。通過復合設計，我廠建造的9.25萬t散貨船生根支腿由原來的1 160個減少到500個，減少了660個焊接生根件（減少了56.90%），同時減少了油漆破壞。

4. 實施有效的油漆保護措施

通過實驗查知，在甲板面上需要生根的區(qū)域先行焊接20 mm厚的墊板可以有效保護甲板背部的油漆。甲板面護漆墊板效果如圖7所示。

圖7 甲板面護漆墊板效果圖

對于以后設備維修需要拆卸的平臺、通道，可將它們的底角改成可拆式，并分段安裝?？刹鹗降捉切Ч鐖D8所示。

圖8 可拆式底角效果圖

對于合攏焊縫、壁墩安裝部位等合攏后不計入油漆破損面積的部位，在分段階段采用粘貼膠帶等方式，在焊接位置設置120 mm不涂漆保護區(qū)域，并下發(fā)涂裝保護區(qū)域示意圖。涂裝保護區(qū)情況如圖9所示。

圖9 分段涂裝保護區(qū)示意圖

四、結(jié)束語

PSPC的應用不僅是涂層技術(shù)的一次革新，更是關(guān)系到整個造船流程和生產(chǎn)能力的全面考驗，因此應對PSPC就需要通過現(xiàn)場考察及數(shù)據(jù)和經(jīng)驗的積累，推進新技術(shù)新工藝的研究和應用。在生產(chǎn)管理中，也需要加強PSPC的宣貫和涂層保護意識的宣傳，在實際施工過程中加強對涂層的保護，減少破壞，并制定相應的指導性文件。雖然在初期會增加成本，但隨著應對措施的逐步應用，可以加強精度管理，節(jié)約材料成本，提高分段預舾裝率，加快船臺/塢的搭載，縮短建造周期，更有利于船廠的生存和發(fā)展。

[1]陸信浩,許融明,趙任張.PSPC對建造40萬噸礦砂船影響分析及應用研究[J].船舶工程,2010(增刊1):51-54.

[2]汪國平.IMO《涂層性能標準》要點說明與分析[J].造船技術(shù),2007(6):6-9.