淺談船舶壓載水艙的長效防護

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[中國涂料信息網據《中國涂料》報道]由于船舶壓載水艙長期處于海水干濕頻繁交替的惡劣腐蝕環(huán)境 , 同時壓載水艙的結構相對復雜，有污泥沉積又不易清潔和干燥，進行涂裝維護相當困難。因此，船東對于壓載水艙防護涂層使用壽命的年限期望，便是越久越好。國際海事組織 IMO 于 2006 年 5 月在倫敦召開的 MSC81 會議目前已通過最新決議規(guī)定——壓載水艙的涂層設計壽命要求達到 15 a 。此決議極有可能成為海上人命安全國際公約 SOLAS 強制性的規(guī)范要求。如何保證壓載水艙防護涂層體系的實際使用年限接近或實現 15 a 的涂層耐久壽命設計，這是我國造船業(yè)將要面臨的新課題。為此，本文將依據“油輪構造國際合作論壇” (TSCF) 的經驗和規(guī)范，簡單介紹船舶壓載水艙的長效涂層防護。

1 壓載水艙鋼鐵腐蝕的方式和防護基本原理

　　壓載水艙的鋼鐵腐蝕是由電化學腐蝕引起的。防止電化學腐蝕通常采取涂層防護體系和陰極保護兩種方法。實際使用過程中，通常壓載水艙都會同時采用防護涂層配套體系和陰極保護的聯合保護，這樣的防護效果更佳。

2 涂料品種的選擇

　　2.1 國際通用規(guī)范

　　涂料品種首先需要符合依據國際海事組織 IMO A798(19) 的決議頒布的海上人命安全國際公約 SOLAS 規(guī)范第 A-1 部分規(guī)范 3-2 “海水壓載艙腐蝕防護”的條款要求。

　　2.2 特征性能要求

　　TSCF 要求涂料供應商應提供該涂料產品的挪威船級社出具的 Marintek/DNV 測試報告，應達到“ B 1 ” 級（試板 上無任何涂層缺陷出現），同時參照ASTM D570 標準 6.4 和 7.0 檢測涂層漆膜的吸水率達到≤ 1.6 % 。

　　涂層對鋼鐵防腐的主要功能是在鋼鐵表面和周圍環(huán)境之間起到彼此隔絕屏蔽的作用。事實上，涂層不可能做到絕對不能被滲透，它總是會一定程度地吸收和滲透水。涂層必須能有效阻止海水電解質滲透到涂層和鋼鐵基材的界面，這樣就可以防止腐蝕發(fā)生。

　　因此，就涂料本身品質而言，以上兩項性能指標對涂層防護體系能否有效實現預期的使用壽命是非常關鍵的。

　　2.3 適用涂料品種

　　在滿足以上 2 項技術性能指標的基礎上，據一些船東的實際應用效果反饋 , 高性能鋁粉純環(huán)氧涂料的使用效果相當令人滿意。但要求作為防腐顏料的高純鋁粉必須是非浮型的，涂層干膜中的金屬鋁含量（而非涂料配方中的鋁粉含量）≥ 10% 。經驗表明，當涂層的干膜中非浮型金屬鋁含量≥ 10% 時 , 鋁箔薄片可以層層連貫地緊密重疊并完整地沉積在涂層底部，保持與鋼鐵基材良好接觸導電。這樣涂層具有了優(yōu)異的防水滲透性能和犧牲陽極的雙重保護功能。當然，其它高規(guī)格的以胺加成物固化的純環(huán)氧涂料也是可以接受的。

　　2.4 不宜使用的涂料品種——冬用型環(huán)氧涂料

　　低溫固化的冬用型涂料產品不適宜用于需要進行長效防護的壓載水艙涂層防護體系，因為該類產品特別容易產生較為嚴重的涂層開裂。而且這種開裂現象并不是在涂裝完工的初期就能覺察到的，一般要在使用了幾年后才會體現出其嚴重性。

　　分段可以安排在有加熱設施的涂裝工房內進行 , 但對于那些在低溫季節(jié)不得不采用冬用型環(huán)氧涂料的部位，可選擇低分子液態(tài)環(huán)氧的無溶劑涂料 / 低 VOC （有機氣體濃度）和高 SVR （體積固體含量）的產品。同時，還須加強打磨倒角，使得焊縫修理平整和邊角圓滑（ R2, 3 PassGrinding ），并進行適當的磨料噴射清理 , 得到滿意的表面粗糙度，這樣可以讓涂料均勻平滑地成膜，減少涂層的內應力和其它缺陷。

3 涂層防護配套體系

　　2 道各150 μ m 的符合規(guī)定要求的高性能鋁粉純環(huán)氧涂料的實用效果相當令人滿意。目前 MSC81 已批準實行 N.D.F.T:320 μ m 和 90/10 規(guī)則。

4 涂裝施工工藝

　　《 15 年涂層防護的涂裝施工工藝》對有關涂裝施工工藝做了較為詳細的介紹。

5 表面處理

　　5.1 工藝規(guī)范和質量標準

　　在涂料配套體系確定以后，所采用表面處理的工藝規(guī)范和質量標準極為關鍵，實際的生產施工中也存在著一些變數，都直接決定了最終的涂裝質量。前期所用鋼板要經過磨料拋射預處理生產流水線進行表面處理 , 確認表面粗糙度符合 ISO8503-2 的 Rz:30 ～ 75 μ m 和可溶性鹽含量≤ 30mg/m 2 ( 按 ISO8502-9 法測定 , MSC81 現批準≤ 50mg/m 2 ), 然后噴涂 1 道干膜厚度在 D.F.T:15 ～ 25 μ m 的確認不含任何緩蝕劑的無機硅酸鋅車間底漆 ; 分段階段進行磨料噴射的表面處理 , 按照涂層配套規(guī)格書要求依次涂裝完整的涂層體系 ; 船臺 / 船塢階段進行二次除銹和修補涂裝。建議在船舶下水前完工壓載水艙的全部涂裝，不得已留在移泊階段的涂裝，必須有充足的加熱和去濕設備保證涂裝施工和涂層干燥固化時符合規(guī)定的溫度（尤其是露點溫度）和濕度要求。當然有條件實施一次性整體施工的特涂工藝是最合適的。

　FSCF 對采用分段涂裝工藝的表面處理的質量標準推薦幾個主要指標：

　　(1) 分段涂裝

　　除銹等級 : 破損部位—— ISO8501-1 Sa2.5 級 , 車間底漆完整部位——磨料掃射清理除去 70% 的車間底漆 ( 參照 ISO8501-1 標準，達到類似 Sa2 級 ); 表面清潔度： ISO8502-3 Cleanliness 1 級 ( 實際操作的難度太大， MSC81 批準：顆粒大小“ 3 ”，“ 4 ”，“ 5 ”的分布為“ 1 級”， 其它小灰塵在涂裝前應清除到在不借助放大鏡觀測的條件下為不可見程度 ) ；表面粗糙度：推薦 ISO8503-2 的 Rz50 ～ 75 μ m; 結構性處理： ISO8501-3 的 P2 級 , 所有邊角必須打磨倒角至圓滑 ; 按 ISO8502-9 法測定，可溶性鹽含量≤ 30mg/m 2 ( 現 MSC81 已批準≤ 50mg/m 2 ) 。