張永輝

摘要：燈浮標(biāo)是提供給船舶航行重要的助航設(shè)施之一，這類助航設(shè)施所用材料目前雖然類型多，有船用鋼板以及近十年來(lái)逐漸研發(fā)的聚脲彈性體、玻璃鋼包覆鋼板、高分子聚乙烯，但鋼質(zhì)浮標(biāo)仍然是目前使用最廣泛的一類浮標(biāo)，鋼質(zhì)浮標(biāo)長(zhǎng)期在腐蝕性強(qiáng)的海水中使用，增強(qiáng)鋼質(zhì)浮標(biāo)的涂裝質(zhì)量提高其使用壽命進(jìn)而降低助航服務(wù)成本就成了航標(biāo)管理工作的重點(diǎn)之一，本文將就對(duì)鋼質(zhì)浮標(biāo)的表面處理要點(diǎn)及質(zhì)量要求進(jìn)行分析闡述，希望對(duì)鋼質(zhì)浮標(biāo)的陸上維護(hù)管理有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：鋼質(zhì)浮標(biāo) 涂裝 表面處理 要點(diǎn)

1.進(jìn)行鋼質(zhì)浮標(biāo)涂裝質(zhì)量研究的必要性

一座投放到船舶航行水域的鋼質(zhì)浮標(biāo)，需要進(jìn)行防腐蝕處理后才可以投放下去，因?yàn)檫@可以提高鋼質(zhì)浮標(biāo)在海水中的耐腐蝕性，延長(zhǎng)使用壽命進(jìn)而降低航標(biāo)管理部門向航海者提供助航服務(wù)的成本，鋼質(zhì)浮標(biāo)的防腐蝕性能的高低直接決定著航標(biāo)管理部門管理水平和管理成本，因?yàn)榉栏g性能低的鋼質(zhì)浮標(biāo)會(huì)在較短的使用事件內(nèi)出現(xiàn)涂裝顏色老化、涂層脫落、銹蝕嚴(yán)重而導(dǎo)致的銹水流淌等現(xiàn)象，而這是合格的、優(yōu)質(zhì)的助航服務(wù)所必須避免的，如果不能通過(guò)制定科學(xué)合理的涂裝工藝來(lái)解決鋼質(zhì)浮標(biāo)的防腐蝕問(wèn)題，就必須通過(guò)調(diào)換新浮標(biāo)的辦法來(lái)解決，而這將大大增加航標(biāo)管理部門的管理成本，因?yàn)檎{(diào)換一個(gè)新的浮標(biāo)是一個(gè)繁瑣復(fù)雜的過(guò)程，需要投入很大的人力、物力和財(cái)力，當(dāng)一座鋼質(zhì)浮標(biāo)因?yàn)榉栏g性能降低而需要調(diào)換時(shí)，需要使用航標(biāo)船將一個(gè)新的浮標(biāo)投放下去并把防腐蝕性能差的鋼質(zhì)浮標(biāo)吊裝回保養(yǎng)基地重新保養(yǎng)涂裝成一座新浮標(biāo)，這需要經(jīng)歷航標(biāo)船海上浮標(biāo)吊換、保養(yǎng)基地內(nèi)裝運(yùn)、海生物鏟除、風(fēng)化、燈架解體、除銹、油漆涂裝、成品標(biāo)組裝等，需要?jiǎng)佑煤綐?biāo)船、叉車、拋丸除銹設(shè)備、涂裝設(shè)施、組裝工具等一系列的設(shè)備設(shè)施，根據(jù)投放水域距離保養(yǎng)基地距離的不同，以廣州航標(biāo)處轄區(qū)為例，根據(jù)浮標(biāo)位置的遠(yuǎn)近，吊換一座鋼質(zhì)燈浮標(biāo)的成本在0.5萬(wàn)至3.5萬(wàn)元之間，這個(gè)成本還不包含人工成本，以南海海區(qū)有3000座鋼質(zhì)燈浮標(biāo)為例，以因鋼質(zhì)浮標(biāo)防腐蝕性能而導(dǎo)致每年有30%浮標(biāo)需要吊換為例，從理論上講這方面的投入約在450萬(wàn)至3150萬(wàn)元之間，如果通過(guò)提高鋼質(zhì)浮標(biāo)的防腐蝕性能將這個(gè)吊換比例降低到20%，那么這方面的投入也將降低三分之一，也就是每年的投入降低了150萬(wàn)至1050萬(wàn)元之間，這樣的成本降低幅度是非常可觀的。

2.影響鋼質(zhì)浮標(biāo)涂裝的表面處理要點(diǎn)

鋼質(zhì)浮標(biāo)的涂裝作業(yè)是一個(gè)作業(yè)跨度時(shí)間較長(zhǎng)、需要多次吊裝運(yùn)輸、復(fù)雜性的施工技術(shù)，涉及到的工藝要求有金屬表面處理、化學(xué)工藝、施工環(huán)境、質(zhì)量控制程序、涂裝人員素養(yǎng)等方面，其中金屬表面處理質(zhì)量是一個(gè)特別重要的因素。

在對(duì)鋼質(zhì)浮標(biāo)進(jìn)行涂裝作業(yè)前清除或減少待涂裝鋼材表面上的鐵銹及其氧化皮、焊渣、油漬、粉塵、可溶性鹽分等影響涂層防腐蝕性能的物質(zhì)，或用電化學(xué)方法產(chǎn)生一層有利于提高涂層防腐蝕性的非金屬轉(zhuǎn)化膜的處理工藝，或通過(guò)適當(dāng)規(guī)格的磨料擊打在待涂裝工件表面上產(chǎn)生合適的粗糙度，這些工序的為涂裝前的表面處理。

2.1鋼質(zhì)浮標(biāo)表面可溶性鹽分對(duì)涂裝質(zhì)量的影響

隨著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)海洋資源開(kāi)發(fā)的重視，在鋼結(jié)構(gòu)涂裝前消除或降低鋼材表面附著的可溶性鹽分逐漸成為海工鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕研究的重點(diǎn)之一，涂裝前鋼表面可溶鹽含量的大小對(duì)涂層抗腐蝕性的影響越來(lái)越受到重視，《一則面漆水泡事故的解決思路》一文中提到了被漆膜包裹住的鹽分是面漆漆膜起水泡的主要原因之一。在航標(biāo)管理部門中，由于航標(biāo)一般多用于海中且其回場(chǎng)養(yǎng)護(hù)的場(chǎng)地大多靠近海邊，在鋼質(zhì)浮標(biāo)回收養(yǎng)護(hù)時(shí)其表面可溶鹽含量一般較高，且南海海區(qū)常年大多時(shí)間處于高溫環(huán)境下，可溶性鹽的存在對(duì)漆膜的影響更大。鋼表面可溶鹽的存在主要有三個(gè)方面的影響：增加水通過(guò)涂層滲透的動(dòng)力、提供傳導(dǎo)腐蝕電流的離子、某些離子可能對(duì)腐蝕反應(yīng)起催化作用。

關(guān)于涂裝作業(yè)時(shí)對(duì)可溶性鹽分濃度的要求尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，其與使用的特定產(chǎn)品、涂層厚度及涂裝道數(shù)、使用環(huán)境、期待的防腐壽命有關(guān)。但現(xiàn)在公認(rèn)的是，可溶性鹽分超過(guò)100mg/m²將對(duì)涂料系統(tǒng)產(chǎn)生不利。鋼質(zhì)浮標(biāo)從海上吊換回場(chǎng)經(jīng)過(guò)拋丸除銹后依據(jù)ISO8502-6：1995可溶性鹽分的取樣分析Bresle貼片法進(jìn)行了測(cè)試，經(jīng)測(cè)試鋼質(zhì)浮標(biāo)涂裝表面可溶性鹽分測(cè)試結(jié)果如下：從高欄港區(qū)（該水域鹽度較高）回場(chǎng)保養(yǎng)的鋼質(zhì)浮標(biāo)經(jīng)拋丸除銹后的可溶性鹽分的含量為20.4mg/m²，從廣州港區(qū)（該水域鹽度較低）回場(chǎng)保養(yǎng)的鋼質(zhì)浮標(biāo)經(jīng)拋丸除銹后的可溶性鹽分的含量為15.6mg/m²，其涂裝前的可溶性鹽分的含量均符合油漆廠家的涂裝工藝要求。

2.2金屬表面附著的粉塵對(duì)涂裝質(zhì)量的影響

待涂裝基材表面粉塵的存在對(duì)防腐蝕涂層的影響有三點(diǎn)，一是直接阻礙了基材與涂層間或涂層與涂層間的物理吸附；二是阻礙了基材與涂層間或涂層與涂層間的化學(xué)吸附。三是在涂料的固化過(guò)程中，在粉塵存在處形成應(yīng)力集中點(diǎn)。粉塵的存在將不同程度地降低涂層的附著強(qiáng)度，尤其是沒(méi)有做膩?zhàn)犹幚淼耐繉?，其附著?qiáng)度的下降可達(dá)20%～30%，而鋼質(zhì)浮標(biāo)的涂裝一般是不做膩?zhàn)犹幚淼?。漆膜附著性能的降低，使涂層?duì)鋼質(zhì)浮標(biāo)的保護(hù)作用大打折扣。所以，在鋼質(zhì)浮標(biāo)的涂裝生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)在油漆滾涂或噴涂前除去待涂裝表面上附著的粉塵，使涂裝質(zhì)量得到提高。由于鋼質(zhì)浮標(biāo)目前大多采用拋丸除銹的方式對(duì)鋼質(zhì)浮標(biāo)進(jìn)行表面處理，在除銹后有一定的粉塵會(huì)吸附在浮體表面上，目前我們采用高壓空氣吹除粉塵的方式進(jìn)行除塵效果較好，并依據(jù)ISO 8502-6標(biāo)準(zhǔn)，采用壓力敏感膠帶法對(duì)鋼質(zhì)浮標(biāo)經(jīng)拋丸除銹后表面粉塵污染進(jìn)行了評(píng)估，粉塵測(cè)試報(bào)告見(jiàn)下表。

2.3鋼質(zhì)浮標(biāo)表面粗糙度對(duì)涂層質(zhì)量的影響

鋼質(zhì)浮標(biāo)的表面粗糙度對(duì)涂層附著力、防腐性能和使用壽命有較大的影響，因?yàn)楸砻娲植诙鹊拇嬖跁?huì)提高涂層和被涂層表面之間的結(jié)合能力，大致有以下四個(gè)作用：（1）表面粗糙度的存在增大了基材與涂層間接觸的表面積，經(jīng)拋丸處理后的鋼材表面積增加了19～63%，這樣漆膜中基料分子與金屬表面極性基團(tuán)的范德華引力也會(huì)相應(yīng)增加，所以，適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙葘⑦M(jìn)一步提高漆膜附著力。（2）表面粗糙度的存在可以抵抗雙組份涂料在固化時(shí)產(chǎn)生的張力對(duì)涂膜的不利影響，防止涂層產(chǎn)生裂紋。（3）一定的表面粗糙度可以支承部分涂膜的質(zhì)量，這對(duì)于垂直表面涂裝尤有良好作用。（4）一定的粗糙度可以使涂層與鋼材表面產(chǎn)生機(jī)械咬合作用可以進(jìn)一步提高涂層的附著力。

合適的表面粗糙度有利于漆膜保護(hù)性能的提高，太大或太小均不利于漆膜的防腐蝕性能。粗糙度太大，會(huì)造成涂料的浪費(fèi)和涂層厚度不均勻，波峰處易引起早期銹蝕，波谷凹坑內(nèi)會(huì)截留汽泡導(dǎo)致涂層起泡；粗糙度太小不利于附著力的提高。涂裝工藝設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)所需要的防腐蝕年限要求、鋼板厚度、涂層厚度等因素，設(shè)計(jì)出合適的粗糙度范圍。對(duì)常規(guī)涂料而言，合適的粗糙度范圍以30～85μm為宜，最大粗糙度不宜超過(guò)100μm。目前南海海區(qū)鋼質(zhì)浮標(biāo)的吊換周期范圍要求是3～4年，采用環(huán)氧防銹底漆時(shí)其涂層厚度要求大于200μm，實(shí)際涂裝時(shí)采用滾涂的方式一般可以達(dá)到水線以上區(qū)域平均干膜厚度為230μm，水線以下區(qū)域平均干膜厚度為280μm。在對(duì)鋼質(zhì)浮標(biāo)做表面處理時(shí)，其表面粗糙度的要求是50～85μm，根據(jù)拋丸設(shè)備的拋丸器型號(hào)及拋射時(shí)其與鋼質(zhì)浮標(biāo)的距離參數(shù)，可以采用80%的規(guī)格為S280的鋼丸和20%的規(guī)格為CW1.0mm的切丸組成混合磨料進(jìn)行拋丸除銹，以滿足涂裝工藝對(duì)鋼質(zhì)浮標(biāo)表面粗糙度的要求。

3.結(jié)語(yǔ)

鋼質(zhì)浮標(biāo)涂裝前的表面處理是涂裝工藝中最重要的部分，是高性能涂料獲得應(yīng)有的抗腐蝕性能的基礎(chǔ)工作。在影響防腐蝕涂層的有效使用壽命的諸多因素中，表面處理質(zhì)量的影響最高。表面處理質(zhì)量的高低，直接關(guān)系到涂層質(zhì)量、鋼質(zhì)浮標(biāo)的吊換周期和鋼質(zhì)浮標(biāo)的使用壽命也決定了鋼質(zhì)浮標(biāo)在助航服務(wù)系統(tǒng)中的作用，對(duì)各個(gè)航標(biāo)維護(hù)部門的浮標(biāo)維護(hù)管理成本也至關(guān)重要，所以制定科學(xué)合理的鋼質(zhì)浮標(biāo)表面處理工藝并做好質(zhì)量點(diǎn)控制，對(duì)航標(biāo)事業(yè)的發(fā)展有著重要的經(jīng)濟(jì)意義和指導(dǎo)意義。本文通過(guò)探討鋼質(zhì)浮標(biāo)的表面處理要點(diǎn)，以期待進(jìn)一步提高浮標(biāo)涂裝質(zhì)量，為各海區(qū)航標(biāo)管理部門降低航標(biāo)維護(hù)管理成本及提高助航服務(wù)水平提供參考。