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        無機硅酸鋅涂料在貨油艙的應用

        2020-02-24 05:45:54黃漢金商炳袁金玲
        廣船科技 2020年4期
        關鍵詞:油艙鋅粉硅酸

        黃漢金 商炳 袁金玲

        (廣船國際涂裝部)

        0 前言

        FPMC48800 噸化學品/成品油輪貨油艙裝載貨品清單明確要求能裝載甲醇。因甲醇是有機溶劑,能夠滲入涂層內使樹脂溶脹,導致涂料里的部分物質溶出到甲醇中,造成貨品污染。一般情況下,無機硅酸鋅涂料對換裝貨品的恢復期較短,且該船船東傾向于貨油艙使用無機硅酸鋅涂料,故本船貨油艙最終選用以硅酸乙酯、鋅料為基料的醇溶液無機鋅涂料,是分基料與固化劑的雙組份涂料。

        1 無機硅酸鋅涂料的性能

        1.1 性能特點

        (1)抗耐溶劑和化學品性能優(yōu)異;

        (2)可作為特涂艙和各種非皂化性涂層配套體系的底漆;

        (3)在普通大氣環(huán)境中,耐熱溫度最高可達到400℃;

        (4)鋅粉含量高,防腐性能優(yōu)異;

        (5)良好的抗沖擊及耐磨損性能;

        (6)涂層干燥快;

        (7)不可浸沒在PH 值大于9 堿性環(huán)境或PH值小于5.5 的酸性環(huán)境;

        (8)施工要求較高,施工不當容易導致裂紋、針孔等缺陷。

        2 貨油艙涂裝技術設計

        2.1 涂層配套

        貨油艙鋼結構表面采用1 度100μm 醇溶性無機硅酸鋅涂料。因無機硅酸鋅涂料的施工性能限制,貨油艙內注入管、液貨管、掃艙管、泄放管、儀表管等舾裝件的維修保養(yǎng)角度綜合考慮,本船貨油艙內的所有舾裝件含管附件均采用SUS316L 不銹鋼材料,不做無機硅酸鋅涂料。另外,根據(jù)現(xiàn)場施工實際情況,貨油艙內的不銹鋼腳手碼(吊碼和眼板)掃砂后刷涂無機硅酸鋅涂料。貨油艙內的不銹鋼與碳鋼板連接處約50mm 的范圍內可以涂裝。

        2.2 涂裝前表面處理要求

        (1)結構處理

        鋼板表面須通過去除毛邊,打磨焊縫,去除焊接飛濺物和任何其它的表面污染物加以處理,并達到 ISO8501-3:2006 中 P3 級。

        涂裝前的邊緣處理成半徑至少2mm 的圓角,或經過三次打磨,或至少經過等效處理。

        (2)表面處理

        全部待涂表面噴砂清潔達到ISO8501-1:2007中的Sa2.5。

        (3)表面粗糙度要求

        粗糙度過高會造成波峰處的干膜厚度低于要求,涂層無法達到防腐蝕的要求;而在波谷處,干膜厚度過高,易形成涂層開裂現(xiàn)象。因此,處理后的表面粗糙度30~75μm 為佳,達到ISO8503-1/2:1988 中等粗糙度(高于樣板2#,但不要超過3#)。

        (4)表面清潔度

        無機硅酸漆對于底材表面存在的油、脂、粉塵等污染物非常敏感,這些污染物也會影響涂層與底材的附著力。因此貨油艙預噴涂、結構處理后,必須進行高壓淡水沖洗,主噴涂后涂裝前鋼材表面清潔度應達到ISO 8502—3:1988 規(guī)定的灰塵顆粒大小為“3”、“4”或“5”,灰塵分布量為1 級。

        2.3 施工階段

        貨油艙內底板在分段階段做1 度臨時保護底漆,以減緩建造階段鋼材的腐蝕,其它部位在分段階段不涂裝。在碼頭階段貨油艙及其周圍艙室通過完整性驗收后,貨油艙整艙噴砂、整艙涂裝。

        3 施工工藝

        本船共有14 個貨油艙、1 個污油水艙采用醇溶性無機硅酸鋅涂料,其中6 個貨油艙艙容約為3800m3~5000m3,其余8 個貨油艙及污油水艙在98%裝載時艙容不大于3000m3。根據(jù)本船的貨油艙艙室劃分特點,編制了相對應的無機硅酸鋅涂料特涂施工工藝。

        3.1 施工程序

        貨油艙腳手架搭設→清除艙內水分、油污、雜物→保護不涂裝的舾裝件→預噴砂→結構處理→淡水沖洗→主噴砂→清砂吸塵清潔(包括腳手架)→邊預涂邊噴涂(預涂在噴涂前進行)→修補→噴灑生活淡水固化→拆除腳手架→地板清潔→地板腳手架支撐點噴砂、清潔和修補油漆→封艙。

        3.2 表面處理

        貨油艙鋼材表面處理按2.2 要求執(zhí)行。

        3.3 涂料混合和攪拌

        涂料中A 組份為正硅酸乙酯液體,B 組份為鋅粉。使用時,先持續(xù)機械攪拌A 組份,同時先拍散鋅粉,然后把鋅粉緩緩加入A 組份,并同時進行攪拌。嚴禁反過來操作,將A 組份加入鋅粉,這樣很容易導致涂料結塊且不能攪拌均勻。

        通常不需要進行稀釋,在特殊情況下,可加入不超過廠家推薦的稀釋劑。稀釋劑必須在A、B 組份完全混合均勻后添加,見圖1。

        圖1 涂料攪拌

        3.4 涂料施工

        無機硅酸鋅涂層對于干膜厚度非常敏感,要確保涂層在整個施工過程的均勻性。由于涂料中鋅粉含量高、密度大,容易沉淀,因此在整個施工過程中應不斷地慢速攪拌,才能保證涂層中的鋅粉均勻。施工時,必須經常使用濕膜儀控制濕膜厚度,同時調整噴槍與被涂表面距離,避免干噴。噴漆泵采用80 目的濾網(wǎng)。

        (1)噴涂

        采用有氣噴涂或無氣噴涂。噴嘴壓力8.2~11Mpa,噴槍槍嘴噴Graco517-721 或0.46-0.58mm,復雜結構要選用小口徑的槍嘴,噴槍與被涂表面距離保持在300~400mm 之間。由于鋅粉涂料對噴嘴的磨損嚴重,應經常檢查噴嘴的磨損狀況及時更換。

        噴涂時,先噴地板,然后采用從上至下的噴涂施工順序。

        (2)手工刷涂

        預涂和少量的修補可用刷涂,輥涂不適用。預涂和修補應該在統(tǒng)噴完成后進行;若在統(tǒng)噴之前進行預涂和修補,要在油漆還沒有固化前立即進行統(tǒng)噴(濕碰濕)。

        對于漏涂和漆膜厚度不足的部位,應在涂層硬干后(一般為30-120 分鐘),使用刷涂的方式進行修補。

        3.5 環(huán)境條件

        (1)主噴砂階段為保持噴砂后的鋼材表面清潔度,相對濕度保持在40~60%為佳。

        (2)噴涂時鋼板溫度不可低于5℃,且底材表面溫度至少高于露點溫度3℃以上。

        (3)噴涂結束后,艙內的濕度要控制在50%至95%之間,以加速油漆的固化。

        無機硅酸鋅涂料必須保證正硅酸乙酯吸收到空氣中的水價,才可生成鋅-硅酸-鐵鹽牢固附著在鋼材上。溫度越高、相對溫度越高,固化程度越好。如果施工時相對溫度低于50%時,需要采取噴漆泵霧噴清水輔助固化的措施,禁止直接在未固化漆膜表面撒水。人工增濕應在涂層施工完畢后1~2 小時之后進行,具體增濕的次數(shù)根據(jù)環(huán)境相對溫度和溫度決定,一般1~2 次。

        3.6 涂層修補

        (1)零散分布的少量破損

        采用動力工具打磨,并保留或創(chuàng)造至少25μm的粗糙度,手工刷涂修補打磨區(qū)域,盡可能減少與原有固化涂層之間的搭接。

        (2)較大面積的破損

        局部噴砂至Sa2.5,用砂輪盤拉磨涂層邊緣,刷涂或噴涂修補區(qū)域。

        4 涂層固化檢驗

        (1)簡易的方法可用硬幣或小刀刮擦表面,如果僅有很少量的鋅粉刮下,漆面閃亮,表明固化已完成。

        (2)標準的涂層固化檢驗方法是采用ASTM D4752《通過溶劑擦拭測量硅酸乙酯富鋅底漆耐丁酮性能的測試方法》MEK(甲基乙基酮/丁酮)擦拭-固化測試。用干凈的白色棉布蘸上MEK 試劑在涂層表面進行50 個來回擦拭,如果測試值達到“4”或“5”,則表明固化程度已達到要求。

        5 施工風險與預防措施

        5.1 漆膜厚度控制

        涂層設計名義干膜厚度100μm,實際施工時最大干膜厚不能超過160μm,避免涂層開裂。噴涂時的膜厚控制應略微偏向膜厚范圍的下限,注意調整噴涂方式,以獲得良好的漆膜。在噴涂時應隨時檢查鋼材表面是否存在干噴,如有應立即掃除。在施工過程中,確保攪拌器的持續(xù)運行,只要能達到恰當?shù)撵F化狀態(tài)的噴涂壓力即可接受。噴涂搭接在高度方向應以50%為宜;長度方向的搭接應控制在75~100mm,避免過高的漆膜厚度。

        圖2 貨油艙艙頂

        圖3 貨油艙槽形壁

        5.2 涂層裂紋

        涂層漆膜厚度過高是導致無機硅酸鋅涂層裂紋的最常見原因。另外表面粗糙度過低、相對濕度過高、通風太差、涂層固化過快,也會導致漆膜開裂。

        在無機硅酸鋅涂料施工時,控制漆膜干膜厚度是保證貨油艙涂裝施工質量的關鍵環(huán)節(jié)。在施工過程中,經常使用濕膜儀校正施工的濕膜厚度非常必要。

        5.3 針孔/氣泡

        起泡或針孔是由于剛涂漆時的濕膜中空氣和溶劑氣體以氣泡的形態(tài)從多孔表面冒出而形成的。溫度越高,涂層起泡或針孔的風險越大。

        應避免在陽光直射或高溫下進行施工,推薦采取先噴很薄的涂層,約30 微米進行封閉,通常過15 分鐘左右,再按規(guī)定的膜厚進行覆涂。

        5.4 鋅鹽

        鋅鹽俗稱“白銹”,無機硅酸漆與大氣直接反應生成不溶于水的鋅鹽(氫氧化鋅、碳酸鋅、氧化鋅),與酸雨或含有氯化物的雨水/海水發(fā)生反應生成溶于水的鋅鹽(硫酸鋅、氯化鋅)。水溶性的鋅鹽會影響后道涂層的附著力。如果留在底漆表面,在潮濕環(huán)境下水與鋅鹽接觸溶脹,引起附著力問題。

        高壓淡水沖洗是較為理想的處理方法,也可用尼龍刷子以淡水刷去鋅鹽。難于除去的鹽跡則要用機械方法進行處理。

        在實際施工中,特別是在貨油艙海水強度試驗后,完全除去鋅鹽痕跡是困難的,處理后如果有些許鋅鹽殘留的痕跡是可以接受的(試航后的貨油艙狀態(tài)參考圖2 和圖3)。

        5.5 安全

        無機硅酸鋅涂料的閃點較純環(huán)氧、酚醛環(huán)氧低,相對而言需要增加通風量。必須根據(jù)各個貨油艙的艙容大小,制定無機硅酸鋅涂料施工的通風方案。在噴涂過程中,每隔半小時進行測爆檢測,若測爆不合格,必須進行減槍或停止噴涂作業(yè)。

        6 結束語

        對于習慣貨油艙使用純環(huán)氧或酚醛環(huán)氧涂料而言,使用無機硅酸鋅涂料相對復雜,施工時注意事項也較多。但其在貨油艙的應用大大縮短了貨油艙的特涂周期,減少了特涂的工作量和涂料用量,為實現(xiàn)造船涂裝提效降本、高質量發(fā)展提供了有力的保障。

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