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船舶绿色涂装技术发展方向探析

来源:扬帆集团船舶设计研究院  2018-11-02 09:58:23  我要评论(0  

导读:

本文将我国船舶涂装环保技术现状进行了概述,并探究船舶绿色涂装技术的发展方向,以促进造船工业的现代化发展,降低安全事故发生率,确保职业安全,提高企业经济效益。

本文将我国船舶涂装环保技术现状进行了概述,并探究船舶绿色涂装技术的发展方向,以促进造船工业的现代化发展,降低安全事故发生率,确保职业安全,提高企业经济效益。

1 概述

船舶涂装作业是船舶建造和修理行业最主要的污染源,涂装污染物具有毒性和无组织排放性,包括表面处理的粉尘和喷漆形成的漆雾、有机溶剂蒸气等,若处理不当会造成环境污染。为了实现绿色造船,已经在我国各船厂实施的PSPC规范非常有效的加强了涂层保护,提高了造船精度和预舾装率,减少了不必要的涂装重复作业。

2 我国船舶绿色涂装技术的发展方向

2.1 大包装涂料的优势

目前国内油漆供应还是统一的20L一桶的规格,未来可以通过采取大包装供应油漆,可以准确进行油漆配比,通过封闭的容器进行机械搅拌,从而达到更充分的混合,一个大包装油漆供应设备同时可接出2-3把喷枪同时进行喷涂作业,不仅提高了生产效率,并可以做到使用多少混合多少,避免了油漆和工时上的浪费,以及省去了购买喷漆设备上的支出,更重要的是省去了传统流程——回收空桶。

大包装的经济计算的事例如下:

假设一个中型规模船厂每年造20艘船,每条船用200000升通用底漆,总的通用底漆量: 4000000升。

传统施工油漆桶费用:

(1)桶内估算的油漆残留量按 0.5%估算,每升油漆单价按35元估算。

200000升 × 20艘船× 0.5% = 20000 升

20000 升× 35元/升 = 700000元

(2)报废废油漆桶费用,主剂桶+固化剂桶(20升装 + 5升装)为一套,按每套废油漆桶重2.5 公斤, 危化品处置费为1.1元/公斤。

4000000升 ÷ 20升 × 2桶 = 400000套

400000套 × 2.5公斤 × 1.1元/公斤 = 1100000元

(3)节省装载油漆桶的木质货盘费用, 大约 7000 个木质货盘,单价为60元/货盘。

7000个货盘 × 60元 = 420000元

由以上估算得出,每年直接为油漆商和船厂共节省费用大约2200000元。

2.2 性能优良的油漆特点

涂料中的溶剂VOC(有机溶剂)排放到大气经常被人吸入体内,对人的呼吸系统、血液系统和神经系统都有损害。

对新造船涂装而言,最佳性能的油漆需要具备以下特点:

(1)低VOC(挥发性有机化合物)含量、高闪点、高固体份。

(2)最短覆涂间隔短、无最长覆涂间隔期,并具有全船不同腐蚀区域均可使用的通用性。

(3)有较大的低表面处理宽容度,对涂装施工和涂层固化环境要求低。

提倡开发和推广应用环保、低污染涂料,水性涂料在施工性能上还需进一步改进并予以推广。

2.3防污漆的品种和施工

船舶能效设计指数EEDI的实施对船舶制造业提出了更高要求,保证船体表面光洁、低粗糙度的漆膜也是提高船舶航速的方法之一。目前市场上的无锡自抛光防污漆的硅烷技术对保持船体光洁无污损上有很大的优点,选择防污性能优异,施工时流平性能好的防污漆,能得到表面粗糙度更低的漆膜。

表面处理和涂装施工的质量至关重要,为了取得预期的效果,施工时的注意事项如下:

(1)钢板底材表面喷砂后,需要仔细检查表面是否存在飞溅、咬边和凹坑等会影响钢板平整度的结构问题。

(2)喷漆前先试枪,选用合适的枪嘴并调整压力,以达到最佳的雾化状态。

(3)每度油漆施工前,除了控制条件之外,需要检查膜厚和成膜情况,避免产生桔皮、流挂等涂层缺陷。

(4)为保证防污漆均匀地涂覆在底材表面,应纵向和横向交错喷涂,以减少漆雾带的堆积,另外,焊缝区域尽量避免叠枪,以避免焊缝表面漆膜太厚。

俗话说“三分靠涂料,七分靠涂装”,节约涂装成本和提高涂装效率更加不容忽视。

2.4 高压水喷洗自回收设备

用高压水射流进行钢表面处理有许多优势,可清洗钢板表面的氧化皮、铁锈、破损的漆膜,可在瞬间清洗底材至金属发白,基本无粉尘、水溶性盐等腐蚀性介质,不会破坏原有底材表面的粗糙度。传统高压水喷射表面处理技术带来了金属表面易产生潮湿、闪锈等不利因素,如今改良后的新型高压水喷洗自回收设备避免了上述的不利因素。

此设备带有磁性吸盘牢牢地与底材围合成独立的工作空间,一切工作均在吸盘内完成,与外界分离,在喷洗完成后,将喷射水流和污染物一并回收并烘干底材,回收后的废水可自动分离为固态污染物和水,分离后的水还可在净化后重复使用。

比较干喷砂处理,高压水喷洗自回收设备的优势如下:

(1)处理成本大大降低,减少了粉尘污染和废水排放,消除了喷砂废弃物的处理成本;

(2)降低了火灾和爆炸的危险,并适用于各种天气施工;

(3)高压水表面处理与喷漆可以平行作业,不仅保证了涂装表面水溶性盐含量最低和优秀的涂层质量,也提高了工作效率。

此设备是符合“生态环保,节能减排”的解决方案。

2.5 提高跟踪补涂的意识

造船企业需要增加船舶建造全过程的管控意识,特别是在制造过程各环节中,钢板涂层破坏后的即时补涂,可以很大地减少涂料的总体消耗和浪费。

(1)预处理后的板材小组立阶段,需要派专人及时对装配好的涂层破损结构进行修补涂装;

(2)分段整体涂装完成后,针对进出分段路线铺设保护物,并封闭非路线区域。

(3)对其它专业人员的安装等操作施工进行跟踪,待施工完成后及时进行修补涂装。

(4)船体合拢密性试验结束后,对密性焊缝及时进行修补涂装。

(5)派专人整船巡逻,检查破损部位,及时采取正确的修补措施;

(6)修补涂装时,修补区域的涂料品种、层数、每层的膜厚要与周围涂层一致,按涂层配套的先后顺序涂装。修补区域的周围涂层要事先打磨成坡度,叠加处要注意平滑。

从小处着眼,才能产生大效益,提高自身的质量控制和管理水平,做到精细化的管理。

2.6 涂装设计和生产管理的优化

全面推行壳舾涂一体化设计概念,积极推进标准化和计算机智能化辅助管理,完善涂装设计、施工、质量管理、物料管理等标准,广泛应用计算机辅助涂装生产动态管理,可对涂装作业实施动态管理和结算,劳动力负荷更加趋于平衡,从而提高工料可控率和整体效益。提高企业的船舶涂装技术装备机械化和自动化程度,涂装预处理环节是生产管理中的弱项,需要提高。

2.6.1在涂装设计阶段进行涂装工艺优化

(1)压载舱舾装件在安装前涂装至完工漆。

(2)机舱、泵舱的设备座架安装前涂装至完工漆。

(3)主甲板、露天甲板舾装件安装前涂装至完工漆。

(4)淡水舱、饮用水舱提前至分段喷砂涂装,码头拉毛处理。

(5)空舱、底部小舱室及舾装件在分段阶段涂装至完工漆。

(6)将原油漆配套的多道涂层改为单道或二道强防腐涂层(低VOC含量的品种),减少涂层涂装度数和膜厚,降低了涂装劳动强度,提高涂装生产效率,缩短建造周期。

2.6.2在生产管理进行施工优化

(1)船舶外板直底,在船坞或船台统喷施工期间,使用三防布搭建避盖棚以减少对环境的影响。

(2)喷涂施工期间,必须安排专门人员使用湿膜卡,现场及时控制膜厚。

(3)对于油漆桶内的残留涂料进行强制管理,要求现场施工人员用稀料清理油漆桶,减少油漆浪费。

(4)物量前移,尽量将工作量放在前道完成,在平地完成,并严格要求各专业施工人员注重保护完工油漆。

(5)为保证涂层的完整性,船体外板脚手架在搭建时应注意保证其独立稳定,尽量避免将其一端焊在外板上。对船舶各工种施工时产生涂层破损的老旧方法提出挑战,攻克技术难题,减少船舶产品的涂装返工修补率。

3 结语

开展绿色造船不仅船厂工程技术施工人员要有“绿色”意识,提供材料和设备的生产厂商也应树立“绿色”意识,节约整个社会的资源,并注重环保,共同努力将船厂打造成先进高效、绿色造船的工厂,满足船舶绿色制造的需要。

来源:扬帆集团船舶设计研究院作者:张娟艺 王静

参考文献:

[1] 虞兆年. 防腐蚀涂料与涂装[M]. 北京:化学工业出版社.2002.

[2] 涂料工艺编委会. 涂料工艺[M]. 3版. 北京:化学工业出版社.1997.

[3] 船舶涂料与涂装技术[M]. 2版. 北京:化学工业出版社.2006.

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