浮碼頭鋼躉船防腐涂裝體系研究

倪余偉，董建民，張松

（中國人民解放軍92117部隊，北京 100072）

浮碼頭鋼躉船防腐涂裝體系研究

倪余偉，董建民，張松

（中國人民解放軍92117部隊，北京 100072）

目的為浮碼頭鋼躉船優選防腐涂裝體系，以延長其使用壽命。方法根據鋼躉船腐蝕環境特點，對選用的防腐涂料進行對比試驗，針對不同的腐蝕環境，優選不同的防腐蝕方案。結果制定了4套與不同腐蝕環境相對應的防腐涂裝體系。結論該防腐蝕涂裝體系已在上海、青島、湛江等海域的鋼躉船上使用，效果良好。

鋼躉船；耐鹽霧；防污涂料；涂裝體系

浮碼頭作為固定碼頭的有力補充，不僅能用于各種艦艇的靠泊，還可用于物資的儲運[1—2]。躉船是浮碼頭的重要組成部分，以鋼結構為主。由于浮碼頭架設地域通常選擇在水深條件較好的海灘，導致鋼躉船設施長年累月地處于含鹽、潮濕的海洋大氣之中，經常受到日光曝曬和海浪沖擊，腐蝕情況非常嚴重。另外，船舶在靠、離浮碼頭以及系泊碼頭進行裝卸作業時，船體對躉船還會造成沖撞、擠壓和摩擦等作用，也會加速腐蝕的發生。經過對舟山、福州、廈門、青島等地鋼躉船的腐蝕污損情況進行調研，發現躉船的污損腐蝕情況也很嚴重。躉船被海洋生物附著污損，危害主要表現為增加了躉船的質量，降低其有效載荷，加快了躉船船體的腐蝕速度等。鋼躉船的腐蝕不僅造成大量的經濟損失，還影響碼頭戰略戰備設施的正常使用。因此，有針對性地研究浮碼頭鋼躉船的防腐蝕方案非常必要。

1 防腐蝕技術與產品的選擇

近年來，由于熱浸鍍鋅、熱噴涂[3—6]以及達克羅[7—9]等先進防腐技術對室外鋼結構有奇特的防腐蝕性而被廣泛應用，例如倫敦-曼徹斯特的高壓輸電鐵塔采用熱浸鍍鋅件組裝，使用30年，情況良好。采用電弧熱噴涂得到的200 μm厚熱噴鋁層在海洋飛濺區的防腐壽命可超過30年[10]。由于達克羅技術具有優異的防腐蝕性、高耐候性、耐熱性、無氫脆、環保等優點，已成為熱門防腐技術也被廣泛關注和使用[11]。上述幾種防腐技術均存在施工工藝復雜、成本較高、質量控制難度大等缺點，給實際應用造成很大困難。對裝備及基礎設施的腐蝕的控制，在多數情況下，涂層技術是一種最經濟、有效和可靠的方法[12]。

鋼躉船按所處的腐蝕環境[13]可分為海洋大氣區（甲板）、海水飛濺區（干舷）、海水全浸區、艙室等幾種情況。其中，艙室選用較成熟的產品036耐油防腐蝕涂料，文中不再展開討論。海水飛濺區與海洋大氣區腐蝕環境相當，作為耐鹽霧防腐涂裝體系，文中將一并考慮。海水飛濺區腐蝕環境更苛刻，可考慮加涂中間層漆來增加涂層厚度的方法予以彌補。海水全浸區則以防污涂料涂裝體系來討論。

2 耐鹽霧防腐涂裝體系研究

目前，國內常用的耐鹽霧防腐蝕涂料以橡膠涂料、聚氨酯涂料和氟碳涂料為主。其中，氯化橡膠涂料施工方便，層間附著力好，可用在熱噴鋅表面，裝飾性較好，但長期暴露會引起粉化。由于制氯化橡膠用的四氯化碳有毒，而且還會破壞臭氧層，其使用已受到嚴格限制[14]。氟涂料具有超耐候性，可用作防腐蝕體系的面涂層，在橋梁、建筑物上的實際應用證明它具有20年以上的使用壽命[15]，但由于成本太高，不利于推廣使用。

2.1 底漆選擇

環氧樹脂涂料是目前防腐蝕涂料的主要品種，尤其作為底漆使用，防腐蝕效果優異。文中選用8種環氧底漆進行對比試驗，分別對8種底漆的力學性能和耐鹽水性能的測試結果進行排序。每項指標性能最好的得8分，其次得7分，依此類推。

2.1.1力學性能

對涂料樣品進行了力學性能試驗，分別采用劃圈法（GB 1720—88）和拉開法（GB/T 5210—2006）對不同底材的涂層進行附著力測試；沖擊強度采用GB 1732—93的試驗方法；柔韌性采用GB 1731—93的試驗方法；硬度采用GB/T 1730—93的試驗方法。測試結果見表1。

表1 底漆涂層力學性能試驗結果Table 1 Test results of mechanical performance of primer coatings

2.1.2耐鹽水性能試驗

試驗樣板按GB/T 1727—92《漆膜一般制備法》制備，涂刷2道，厚度約為60 μm。試驗按照GB/T 9 274—1988方法進行。鹽水為5%（質量分數）NaCl溶液，共浸泡3個月。試驗結果見表2。

2.1.3綜合評價

在防腐底漆的評價指標中，力學性能和耐鹽水性能同樣重要。因此，對8種底漆的力學性能和耐鹽水性能的評分結果進行算術平均，得到的綜合評價結果見表3。

研究結果顯示：與基礎組相對比，分析組患者的不良反應率低，依從率和滿意率高，圖像質量優（P＜0.05）。原因分析：臨床護理路徑在現代護理理念基礎上，繼承傳統護理優點，優化護理不足之處，圍繞患者為中心，從病情、心理、生理等方面，設計護理方案，開展護理工作，有效確保臨床療效，促使護理質量提高，讓患者更加滿意護理服務。臨床護理路徑規范作為護理人員執行工作的標準，護理人員嚴格要求自己按照護理計劃實施工作，有效彌補護理人員素質參差不齊、能力不足的缺陷，為患者提供更加優質、舒適的護理服務。

表2 底漆涂層耐鹽水性能試驗結果Table 2 Test results of resistance to salt water of primer coatings

表3 幾種底漆的綜合評價結果Table 3 Test results of comprehensive evaluation of primer coatings

通過以上測試和評價結果，H52-60環氧帶銹底漆綜合性能最佳，該涂料對馬口鐵、不銹鋼、鋁合金等底材均具有較強的附著力，耐鹽水性能優異，并且可帶銹涂裝，因此采用該涂料作為防腐體系的底漆使用。

2.2 面漆選擇

文中選用8種涂料作為耐鹽霧防腐蝕體系的面漆進行對比試驗，分別對8種面漆的力學性能和耐中性鹽霧性能、耐人工氣候老化性能的測試結果進行排序。每項指標性能最好的得8分，其次得7分，依此類推。

2.2.1力學性能

對涂料樣品進行了力學性能試驗，試驗方法同2.1.1，測試結果見表4。

表4 幾種面漆涂層的力學性能測試結果Table 4 Test results of mechanical performance of top coatings

2.2.2耐中性鹽霧試驗

使用SST-9NL型鹽霧腐蝕試驗箱對涂料進行耐中性鹽霧試驗。按照GB/T 1765—79（1989）進行試板制備，按GB/T 1771—91的有關規定進行試驗。試驗結果見表5。

2.2.3人工氣候老化試驗

按照GB/T 1765—79（1989）進行試板制備，試驗采用美國ATLAS公司生產的Ci5000型氙燈氣候試驗機，按照GB/T 1865—1997進行。漆膜老化評定按GB/ T 1766—1995進行。試驗結果見表6。

表5 幾種面漆涂層的耐中性鹽霧測試結果Table 5 Results of neutral salt spray test of top coatings

表6 幾種面漆涂層的耐人工氣候老化測試結果Table 6 Test results of resistance to artificial weathering of top coatings

2.2.4綜合評價

面漆的力學性能和耐中性鹽霧性能、耐人工氣候老化性能對涂層性能同樣具有較大影響，確定三項指標的權重相同。因此，對上述三項指標的評分進行算術平均即得最終的綜合評價結果。涂料名稱為氟碳漆、老人牌聚氨酯面漆、S43-31聚氨酯面漆、S97耐鹽霧防腐蝕涂料、氯化橡膠面漆、HPL-M161亞光面漆、丙烯酸聚氨酯面漆、BS60-6聚氨酯磁漆的綜合得分分別為7，6.67，4.33，6，4.33，3，3，3。

通過以上測試和評價結果，氟碳漆性能較好，氯化橡膠涂料性能稍差，而丙烯酸聚氨酯面漆采用的樹脂和固化劑不同，性能也存在較大差別。文中選擇性價比較高的S97耐鹽霧防腐蝕涂料作為防腐體系的面漆。

2.3 耐鹽霧防腐蝕涂裝體系表

依據上述分析及性能試驗結果，確定了防腐體系的底漆、面漆。結合不同的腐蝕環境及底、中、面漆的施工參數等制定相應的涂裝體系表，見表7。其中：x為涂裝道數；m為理論刷涂量；d為總干膜厚度；t1為干燥時間；t2為最佳涂裝間隔時間；T為預期使用年限；S為除銹等級；θ為噴涂黏度。

3 防污涂料涂裝體系的研究

由于碼頭附近水域的海水流速較低，艦船用防污涂料的效能在碼頭設施上難以得到充分發揮。這是因為一方面低流速對附著生物的沖擊力較小，沒有較強的沖刷作用；另一方面低流速會抑制涂料表面的更新并影響防污劑的釋放。因此，適用于艦船的防污涂料并不完全適用于躉船等碼頭設施的防污，開發研制適合躉船使用的環保型防污涂料是研究的重要課題之一。

表7 海洋大氣區（甲板）的耐鹽霧防腐蝕涂裝體系Table 7 Coating system table of salt spray corrosion resistance of ocean atmosphere zone(deck)

3.1 躉船環保型防污涂料面漆的研制

通過添加天然生物防污劑，開發研制適用于躉船的環保型防污涂料，以防止海洋浮游生物污損，并保證海洋環境不受涂料污染，確保碼頭各類水下設施的安全有效運行，滿足使用需要。防污涂料由成膜物質、毒料、顏料、溶劑及助劑等部分組成。通過常規理化性能測試及正交試驗的方法對配方進行優選，具體配方見表8。

3.2 底漆和中間漆的選擇

采用已有的成熟產品環氧富鋅涂料和環氧云鐵中間漆作為底漆和中間層漆，以躉船環保型防污涂料為面漆制作樣板進行理化性能和實海掛板試驗。試驗結果：附著力為1～2級，柔韌性為1級，抗沖擊強度為50 cm。委托廈門725所對樣品進行實海掛板試驗，經過1年實海浸泡，樣板污損面積為3%，涂層沒有出現鼓泡、剝蝕、脫落的現象，能夠滿足使用要求。因此選用環氧富鋅涂料作為防污涂料涂裝體系的底漆，環氧云鐵涂料作為中間漆。

表8 躉船環保型防污涂料配方Table 8 Formulation of environment friendly antifouling paint for barge

3.3 防污涂料涂裝體系表

依據上述分析及性能試驗結果，確定了防腐體系的底漆、中間層漆、面漆。結合底、中、面漆的施工參數等制定相應的涂裝體系表，見表9。

表9 海水全浸區的防污涂料涂裝體系表Table 9 Coating system table of antifouling paint of underwater area

4 結論

1）浮碼頭鋼躉船腐蝕環境惡劣，腐蝕問題突出，有必要研究和制定針對性的防腐蝕方案。

2）根據浮碼頭鋼躉船按所處的腐蝕環境，制定了海洋大氣區（甲板）、海水飛濺區（干舷）、海水全浸區、艙室等4套不同腐蝕環境相對應的防腐蝕涂裝體系表。

3）該防腐蝕方案已在上海、青島、旅順、湛江等海域的鋼躉船上使用，效果良好。

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Research on Anticorrosion Coating Systems of Naval Pontoon Steel Barge

NI Yu-wei，DONG Jian-min，ZHANG Song
（The 92117 Unit of PLA，Beijing 100072，China）

ObjectiveTo select optimal anticorrosion coating system for naval pontoon steel barges in order to prolong their service life.MethodsAccording to the corrosion environment characteristics of steel barges,comparison tests were conducted for the selected anticorrosion coatings.For different corrosion environments,different corrosion protection schemes were used.ResultsFour sets of anticorrosive coating systems corresponding to different corrosive environments were developed.ConclusionThe anticorrosion coating system has been applied on steel barges in the sea areas of Shanghai,Tsingtao and Zhanjiang,all achieving good results.

steel barge；resistance to salt spray；antifouling paint；coating systems

2014-11-08；

2014-12-09

倪余偉（1971—），男，黑龍江慶安人，碩士，高級工程師，主要從事裝備防腐和防腐涂料的研究工作。

Biography：NI Yu-wei（1971—），Male，from Qing′an，Heilongjiang，Master，Senior engineer，Research focus：resistance to equipment corrosion and anti-corrosion coatings.

10.7643/issn.1672-9242.2015.02.023

TJ05；TQ639

A

1672－9242（2015）02－0110-06

2014-11-08；

2014-12-09