浅谈船舶压载水舱的长效防护

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[中国涂料信息网据《中国涂料》报道]由于船舶压载水舱长期处于海水干湿频繁交替的恶劣腐蚀环境 , 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，进行涂装维护相当困难。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规定——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临的新课题。为此，本文将依据“油轮构造国际合作论坛” (TSCF) 的经验和规范，简单介绍船舶压载水舱的长效涂层防护。

1 压载水舱钢铁腐蚀的方式和防护基本原理

　　压载水舱的钢铁腐蚀是由电化学腐蚀引起的。防止电化学腐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 部分规范 3-2 “海水压载舱腐蚀防护”的条款要求。

　　2.2 特征性能要求

　　TSCF 要求涂料供应商应提供该涂料产品的挪威船级社出具的 Marintek/DNV 测试报告，应达到“ B 1 ” 级（试板 上无任何涂层缺陷出现），同时参照ASTM D570 标准 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周围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，它总是会一定程度地吸收和渗透水。涂层必须能有效阻止海水电解质渗透到涂层和钢铁基材的界面，这样就可以防止腐蚀发生。

　　因此，就涂料本身品质而言，以上两项性能指标对涂层防护体系能否有效实现预期的使用寿命是非常关键的。

　　2.3 适用涂料品种

　　在满足以上 2 项技术性能指标的基础上，据一些船东的实际应用效果反馈 , 高性能铝粉纯环氧涂料的使用效果相当令人满意。但要求作为防腐颜料的高纯铝粉必须是非浮型的，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性能和牺牲阳极的双重保护功能。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适宜用于需要进行长效防护的压载水舱涂层防护体系，因为该类产品特别容易产生较为严重的涂层开裂。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重性。

　　分段可以安排在有加热设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 , 得到满意的表面粗糙度，这样可以让涂料均匀平滑地成膜，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 的符合规定要求的高性能铝粉纯环氧涂料的实用效果相当令人满意。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详细的介绍。

5 表面处理

　　5.1 工艺规范和质量标准

　　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标准极为关键，实际的生产施工中也存在着一些变数，都直接决定了最终的涂装质量。前期所用钢板要经过磨料抛射预处理生产流水线进行表面处理 , 确认表面粗糙度符合 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，必须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规定的温度（尤其是露点温度）和湿度要求。当然有条件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标准推荐几个主要指标：

　　(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 标准，达到类似 Sa2 级 ); 表面清洁度： ISO8502-3 Cleanliness 1 级 ( 实际操作的难度太大， 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条件下为不可见程度 ) ；表面粗糙度：推荐 ISO8503-2 的 Rz50 ～ 75 μ m; 结构性处理： ISO8501-3 的 P2 级 , 所有边角必须打磨倒角至圆滑 ; 按 ISO8502-9 法测定，可溶性盐含量≤ 30mg/m 2 ( 现 MSC81 已批准≤ 50mg/m 2 ) 。