造船涂装设计分析
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摘 要：随着壳、舾、涂一体化造船模式的实行，特别是IMO MSC.215（82）关于压载舱PSPC涂装规范的强制要求，涂装工程在造船中的地位越来越重要，船东也越来越期望涂装的防腐效果能更好。另一方面，可以通过优化涂装设计为降低造船成本开辟新的思路。而且政府对环保管控越来越严格，选择合理的油漆配套及涂装工艺来降低空气污染排放势在必行。本文根据笔者多年涂装设计的经验，对造船涂装设计给出了建议。
关键词：油漆配套;涂装详细设计;涂装生产设计;涂装先进工艺
中图分类号：U671.1 文献标识码：A
Abstract： With the implementation of modern shipbuilding mode hull-outfitting-painting integration in China， especially the PSPC IMO MSC.215（82） Resolution took effect， coating is more and more important in shipbuilding， ship owners pay hope to make better anti-corrosion result by coating; on the other side， it is a new way to reduce the building cost by optimizing coating design. Moreover， the government control environmental protection more and more strictly， it is imperative to choose proper paint scheme and coating technology to reduce VOCs. Based on the experience in coating design for many years， this paper gives some suggestions for the design of ship coating.
Key words： Paint scheme; Coating detail design; Coating product design; Advanced Coating technology
1 前言
涂装作业从钢材预处理开始一直到交船结束，贯穿于造船的整个过程。针对我司涂装费用居高不下的状况，我们从涂装设计入手，全方位攻克难关，在已交付的PSV系列船、地质船，牲口船、65 m应急救援船等项目上取得了显著效果。
2 涂装详细设计
2.1 涂装设计提前介入
新产品开发时涂装设计提前介入，认真审核规格书中关于油漆配套条款，对不合理要求及早提出意见，掌握油漆配套选择的主动权。
油漆配套选择，应遵循以下原则：
（1）底漆选用通用环氧底漆;露天区域面漆尽量选用无重涂间隔及不易粉化的聚氨酯面漆。比如：我司1750集装箱项目全船上建外壁、露天主甲板、压载舱、空舱等区域都选用PPG产品的通用环氧底漆SigmaCover380;主甲板及舱盖外表面规格书要求选用100 um厚的环氧面漆，经过说服船东及油漆厂家，改为50 um的聚氨酯面漆，无需整体拉毛，只要表面清洁即可，为后续面漆翻新提供了极大便利;
（2）如不同类型船舶使用同一品牌油漆，尽量选择相同产品的油漆配套。这样可以减少库存，增加产品的使用范围。比如：N398散货船系列和N603的PSV系列都是使用IP公司产品，并且这两个项目露天区域的底漆及面漆配套都是一样的，便于现场施工及油漆供货;
（3）根据油漆性能尽量减少油漆度数，一度施工能达到的膜厚不要设计成两度，简化施工程序;
（4）制定简单易记的油漆配套，相似区域使用相同的油漆，避免施工人员混淆而导致施工错误。比如：1750TEU集装箱项目空舱、管弄、通风道及货舱通道内都使用相同的两度（2*125 um）环氧油漆配套;
（5）选用满足要求又易于施工的价格适中的油漆产品。比如：机械处所及上建住舱内，使用价格较为低廉且施工方便的醇酸油漆配套，避免价格较贵的环氧和聚氨酯油漆配套;防污漆尽量选择符合满足担保年限的中低端防污漆。比如：地质船N703项目原始规格书中生活区和机械处所内表面全部使用环氧系列的油漆配套，最后经我司涂装设计师与船东和油漆公司反复沟通后，同意将生活区和机械处所内表面的油漆配套修改为醇酸系列。这样不仅降低了油漆成本，而且极大的降低了涂装施工难度，减少了涂装成本和涂装周期。因为醇酸系列复涂只需清洁或用细砂纸片轻轻手工拉毛即可，而环氧系列的涂料复涂需要用粗砂纸片和动力工具打磨才能达到表面处理的要求。
2.2 减少油漆种类
（1）相似区域选用通用底漆。比如：露天甲板、外板、压载舱、空舱尽量选用的通用环氧底漆;
（2）面漆种类选用同一类型。比如：外板区域都选用聚氨酯面漆;内部区域都选用醇酸面漆;面漆颜色尽量说服船东选用同一颜色，减少面漆品种，提供施工便利。
2.3 几个特殊区域的涂装
船舶建造是个复杂的系统工程，仅仅了解涂装知识是不够的，必须要对各个区域所处的环境有全面的了解才能有针对性的设计出合理的油漆配套。以下幾个区域是比较特殊的： （1）高低溫膨胀水柜
这两个小柜子虽然不起眼，但却事关主机系统的运行。高温膨胀水柜的水温经常会达到90 ℃，低温膨胀水柜的水温也会达到60 ℃。而普通的压载水舱环氧油漆所承受的室温一般在40 ℃左右，所以此两个柜子需要选用特别的油漆配套，经常会选用能耐高温的酚醛环氧油漆。
（2）高温排烟管
设计温度在400 ℃左右，需要采用耐高温的银粉漆。
（3）机舱内的蒸汽管
这些管子的温度都在180 ℃左右，所以需要采用耐高温的银粉漆。
（4）油水柜
柜中所装载液体情况要清楚，才能设计合理地舱室油漆配套。比如：脱硫塔舱室内的液体酸碱值，以及灰水舱及污水舱装载的液体会含有少量化学物质，这些都需要综合考虑。
3 涂装工艺设计
先进的施工工艺不仅可以减少油漆成本和现场施工成本，同时也能缩短施工周期，是保证船舶按时下水和交船的重大节点。在以下几方面进行了工艺改进：
3.1 上建区域涂装工艺
上建区域分段以前是分段阶段打砂整体施工一度底漆，后期整体合拢后再打磨施工后续油漆。我司从1750 TEU集装箱项目开始，借鉴了中远川崎船厂的施工工艺，上建分段统一不进砂房打砂，而是等到总组后在总组阶段开始打磨并将油漆施工到完工状态。此工艺的优点是减少了分段打砂这一道工序，且在总组阶段就施工到完工状态，让内装和拉设电缆等工程可以更早的开始。
3.2 机械处所涂装工艺
机舱等区域以前是分段阶段一度底漆，到后期再整体打磨清洁后施工后续的油漆。根据1 750TEU集装箱项目将机械处所就在分段阶段施工到完工状态的经验，并结合我司的实际情况，统一将机械处所的天花施工到完工状态，四周壁施工一度底漆。这种工艺的优点：不影响后续的铺设电缆工程;减少后期打磨和油漆工作量;缩短了涂装周期。即使是后期交船前要翻新面漆也只是天花区域，将要翻新面漆而增加的油漆和施工成本降到了最低;而且四周壁的后续油漆可以根据其它工种的施工进度和项目组的计划适时安排即可，因为四周壁只需要少许的活动脚手架或一个小平台就可以施工，不会与其它工种相互交叉影响。
3.3 干舷区域涂装工艺
干舷一般三度油漆（通常是两度环氧底漆加一度聚氨酯面漆）。表1、表2是我司1 750TEU集装箱项目干舷两种施工用量比较。
以表1可以看出：分段阶段施工了一度底漆后，在船台阶段时由于第一度环氧底漆已经超过了最长时间间隔，复涂油漆需要整个干舷区域全部重拉毛才能重新喷涂第一度底漆，按照配套施工打磨区域为100%。
以表2可以看出：分段阶段施工了一度聚氨酯面漆后，在船台阶段只需要对合拢缝区域进行打磨，其他区域只需要表面清洁就行，因为聚氨酯油漆没有最长复涂时间，所以打磨区域仅为整个区域的15%。
以上两个方案比较如下：
（1）使工序前移至分段阶段，方案二对比方案一船台阶段打磨工作量减少了85%;
（2）方案二对比方案一节省油漆 188升。由此可见方案二为更优涂装方案。
3.4 淡水舱施工工艺
传统的施工方法：淡水舱涂装工艺都采用分段阶段不处理，在船台或者码头阶段采用整舱喷砂至SA2.5的特涂工艺，然后整舱统喷一度或者两度无溶剂环氧漆。
我厂建造的牲口船，其淡水舱面积较大（主要是供牲畜饮用水），全船淡水舱总面积大约是10 000㎡，总舱室23个，约占全船总面积的10%。经过与油漆公司沟通商量，决定采用如表3的油漆配套及施工工艺。
新配套相对于常规配套的优点在于：
（1）将船台阶段整舱打砂作业前移至分段冲砂房，这样不仅符合船上作业平地做的造船指导方针，而且为施工人员创造了良好的工作环境，也降低了安全隐患;
（2）牲畜船采用的淡水舱新工艺，不仅缩短了施工周期，而且大幅度降低了施工成本。相比之前的特涂工艺，牲口船的施工成本至少减少了30万人民币，并且避免了花大量钱购置特涂设备导致的成本上涨;
（3）变特涂为普通涂装作业，减少了船台期间及舱室打砂带来的严重空气污染;
（4）在此基础上根据无溶剂环氧油漆性能及现场生产的反馈信息，对后续新项目8 000 HP海工辅助船的淡水舱油漆配套，我司与油漆厂家及船东协商讨论，进行优化如表4（全船淡水舱面积为10 700 m2，占全船总面积20%）所列。
表5为牲口船和8 000 HP海工辅助船新旧工艺对比表。
以表5可知：两船淡水舱面积及施工工艺相同，由于采用的油漆配套由二度合并为一度，根据统计资料：每艘船油漆用量减少约1 040 L，每个舱室施工周期缩短4天.取得满意的效果后，我司把此工艺作为淡水舱标准工艺固化并推广其他项目使用，如我司后续的海工辅助船及1 750TEU集装箱项目的淡水舱都采用了类似的工艺，并取得了很好的效果。
4 结束语
由于新项目涂装设计在研发过程中提前介入，选择适合我司的油漆配套及涂装工艺，为涂装现场施工带来了极大便利，提高了涂装效率，缩短了涂装周期，涂装成本显著下降，取得了良好效果。
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