船舶防腐蚀涂装工艺设计 10

1、 专业工艺课程设计 题 目： 船舶防腐蚀涂装工艺设计 院： 应用技术学院 专业： 应用化学 班级： 0881 学号： 10 学生姓名： 曾 利 辉 导师姓名： 易 翔 肖鑫 完成日期： 2011年6月12日-2011年6月25日 目 录1、前言.2 2、涂装工艺设计.3 2.1原材料表面预处理 2.2预舾装 2.3二次除锈 2.4涂装前工件表面清理 2.5涂装 2.6船台舾装、船台二次除锈和涂装、码头舾装、码头二次除锈和涂装 3、涂料的选择.11 3.1有机硅树脂底漆 3.2氯化橡胶船底漆 3.3环氧树脂水线漆. 3.4氯化橡胶船壳漆 3.5酚醛甲板漆 3.6羟基聚氨酯树脂油箱漆 4、环保工艺

2、设计.16 4.1前处理酸性废水 4.2综合污水处理 4.3废弃物的处理 5、总结.18 6、参考文献.19 1前言当今世界，涂料的应用已渗透到各个领域，涂装因其对改善产品外观形象的特殊作用而越来越受到重视。“船舶涂装”不仅可以改变船舶的外观,给海洋船舶增添亮丽外表,还可以阻止海水对船舶的腐蚀,延长船舶的使用寿命。尽管人们对涂装的认识提高了,但由于缺乏涂装的专业人才和先进的涂装工艺,即使选用了优质的涂料,涂装质量仍难以提高。尽管不少造船企业的产品内在质量一等,由于涂装质量二等,产品价格只能是三等 , 这种情况在国内许多中小型的造船企业中尤为出。根据对江浙地区造船企业的涂装现状调查,目前60%的

3、企业仍采用传统的刷涂,70%的企业还不具备成熟的施工工艺,具备完整的检测手段的企业更是屈指可数。绝大多数企业只能凭借经验进行施工，部分做得好的企业,也就是请油漆供应商委派技术指导 , 在船舶的建造过程中 , 进行相应的技术指导和施工监督。当船舶的建造工期受到影响时,施工监督的力量就显得较为微弱,由此可见,目前船舶建造企业的涂装现状不容乐观。 本工艺设计过程将分为四部分论述：涂装工艺流程部分、具体的涂装工序、涂料的选择以及环保工艺设计部分。旨在探讨船舶的船体和邮舱的腐蚀防护。从船舶防护性涂料开始，包括涂料的性状、配方。到涂装设计，包括每一道工序，工艺参数、操作条件、注意事项、常见的故障处理。以及

4、涂装过程中产生过的废气、废液、废渣的处理。将涂装技术、工艺措施、管理方法等融为一体，使船舶涂装从原材料预处理到涂装作业完成，实现高质量的船舶防腐蚀工艺设计。2涂装工艺设计“ 船舶涂装 ” 就是造船企业对船舶进行油漆 , 它通常是船舶建造的最后一道工序。在大多数的造船企业中 , 由于船舶建造工期越来越短 , “ 船舶涂装 ” 经常不被重视 , 仅把它看成 “ 船舶的化妆 ” 过程 ; 随着国内外船舶建造业的发展及竞争的激烈化 , 船舶涂装也就变得重要起来。 一、涂装工艺流程原材料（钢板）表面预处理钢材落料、加工、装备预舾装二次除锈机械设备和舾装件涂装前表面清理 制造厂涂装造船厂涂装涂装成品油船货

5、油舱等特殊涂装船台合拢船台舾装船台二次除锈、涂装船舶下水码头舾装码头二次除锈、涂装交船前坞内除锈二、涂装工序1、原材料表面预处理在现代造船中，船舶涂装前的表面处理可以有三种方法：抛丸预处理、喷丸预处理和酸洗处理。其中，要获得高效率的自动化流水作业，目前还只有抛丸处理方式，因此本次设计采用的是抛丸预处理。抛射磨料处理亦称为抛丸处理，是利用抛丸机的叶轮在高速旋转时所产生的离心力，将磨料以很高的线速度射向被处理的钢材表面，产生打击和磨削作用，出去钢材表面的氧化皮和锈蚀，让钢铁表面露出金属本色并呈现一定的粗糙度，以利于涂料的黏附。喷丸处理的效率很高，可在密闭的条件下进行，配以粉尘吸收装置以免污染环境。

6、另外配以自动化涂装装置则可达到除锈-车间底漆一体化与自动化流水作业。表2-1 钢材抛丸预处理工序工序名称设备与工具管理项目材料注意事项1钢板校平校平机平整度钢板板厚4-30cm2钢板输送堒道传送速度堒距500mm3预热加热器温度热水升温至40度4抛丸抛丸器、磨料循环系统、磨料清扫装置、通风除尘装置、粗糙度 磨料粗糙度40-70um磨料直径1mm左右5喷底漆高压无气喷漆机、自动喷枪、通风去雾装置排风量、喷漆速度漆料喷距为300mm左右下喷枪距<上喷枪6烘干烘干炉、排风装置不能用明火漆雾过滤器除尘器溶剂粉尘排风溶剂抛丸室预热器校平机自动涂漆机后加热器钢板图2-2 抛丸预处理流水线工艺流程堒道

7、运输起吊工艺要求：1、厚度6mm的板材，型钢均在抛丸流水线上进行预处理，表面除锈清洁度应到“GB8923-88”标准所规定的Sa2.5级，粗糙度达5070µm。2、厚度6mm的板材、型钢、无缝管等异型钢材进行喷砂预处理，表面除锈、清洁度应达到“GB8923-88”标准所规定的Sa2.5级，粗糙度达4050µm。3、钢材经表面处理后，应立即喷涂车间底漆，本船车间底漆采用具有LR证书的溧阳冶建防腐材料厂生产的TH-2型硅酸锌车间底漆，干膜厚度1520µm。2、预舾装船舶舾装是船舶建造的重要工作,船体主要结构造完后,就从造船平台下水，就开始船舶舾装工作, 安装船内的机械

8、电气电子设备。船舶舾装在船舶建造中占相当大的比重。1、各种舾装件、除规定不必补漆的外（如不锈钢、有色金属制品、镀锌件等），上船安装前，都必须经过表面喷砂处理，并涂好TH-2型硅酸锌底漆（有的在安装时不易损伤的舾装件也可涂完面漆），不允许未经表面处理和涂装的钢质舾装件上船台安装。舾装件上船台安装后所涂的油漆，应和其安装部位的油漆相同，面漆的颜色除有规定外，一般应和周围颜色相同。2、外购面漆完善的舾装件上船台安装后，对涂层损坏处，应用同类型的涂料做好逐层修补工作。3、对外厂定购或定制的钢质水密门、舱口盖、人孔盖，应按本工艺要求进行表面处理，涂装规格详见涂装规格书要求。3、二次除锈涂有车间底漆的船体

9、钢材表面在进一步涂装防锈之前需要进行二次除锈。新造船的二次除锈方式通常采用喷射磨料（喷丸或喷砂）处理和动力工具打磨处理两种方式。喷射磨料处理方式的效率高、质量好、但需一整套的设备。动力工具打磨处理方式有工具轻巧、灵活方便、应变能力强等特点。因此本设计采用的是动力工具打磨处理。 动力工具打磨处理的注意事项如下：（1）在端型平面砂磨机或带锥齿轮的平面砂磨机上装安砂纸盘，对焊缝区、火工烧损区、自然锈蚀区做彻底打磨直到呈现金属本色。打磨作业也应该遵循先难后易，先下后上的原则。（2）对车间底漆完好的部位做轻度打磨，出去表面的锌盐和表面老化层。（3）对于区域二次除锈来说，应将焊缝两侧和烧损区、自然锈蚀区的

10、周围涂层打成 坡度，以利于修补涂层迭加时的附着。（4）换装碗型或碟型钢丝刷盘，对焊缝区、火工烧损区、自然锈蚀区进行彻底旋刷，移出去细孔内黄锈。（5）用直柄砂轮机装上束状钢丝刷，对角缝、小孔周围以及工具难以达到的地方进行旋刷，除尽黄锈。（6）用风铲将焊缝周围的另行铁鳞与少量焊缝夹渣除尽。（7）及时清扫垃圾和积尘。4、涂装前工件表面清理 二次除锈后，为保证涂料与被涂表面之间的附着力，要求对工件表面的清理。其主要工序如下表：工序名称内容1除水用布团、棉纱擦去，或用经过除去油份和水分的压缩空气吹干2除盐用清水冲洗干净，出去水分，使表面完全干燥3除油用清洁的、沾有溶剂的布团或棉纱仔细擦去4除尘用毛刷刷去

11、或用压缩空气吹净5其他被涂表面的锌盐、粉笔或油漆几号及其他杂物应在二次除锈同时先行除去5、涂装（1）涂装前准备 开罐：涂料开罐前，应仔细检查并确认涂料的品种、牌号、颜色和出场日期 是否符合规定要求。如涂料罐上上述标记模糊不清，应在仔细核对仓库有关记录，确认仓库有关记录，确认无误后方能开罐。涂料开罐后要仔细判断是否有胶化、结块等弊病，在确认其性能无明显变化的情况下，放能使用。 搅拌：涂料在储存期间，颜料因其密度较大沉降在罐底，而有些颜料因分散 性差，会发生浮于表面的现象。因此，使用前必须认真搅拌均匀。搅拌时应先用光滑干净的木条将罐底沉积的颜料翻起，然后用电动或气动搅拌机搅拌。直至整罐涂料上下粘度

12、均匀。 混合和熟化：一般靠化学反应而固化的涂料均为双组分型。双组分型的涂料的基料与固化剂分别包装。使用时才会混合。混合前，基料和固化剂必须搅拌均匀，边搅拌边混合。某些双组分涂料使用前需要有一段时间的反映，也称为熟化。 稀释：涂料的粘度在出厂前都已调试好，开罐前搅拌均匀即可使用，但由于储存上的原因使涂料变稠，或施工上原因需要降低粘度，就应当用稀释剂加以稀释。 过滤：过滤一般采用60-80目的滤网。滤网应干净，用过后要立即清洗。过滤后的涂料如不暂时使用，要加盖保护，以防杂质混入。 调色：新造船的面漆颜色，通常都有油漆厂根据船厂要求调配好，但是有时候，当用量特别少的时候、用做各种标志的油漆，不一定要

13、定制，需要自己调配。涂料的调色，应该采用基料相同的涂料，按不同的颜色比例混合好。调色，应有样板对照，首先配置小样，摸准各基色与白色，黑色的比例，然后按比例所配制所需的漆料，一般的涂料颜色在湿的时候颜色比较浅，干的时候比较深，所以，要让湿漆的颜色要比样板浅一些。比色时，要在自然光下进行对比。（2）涂装方式及其介绍在船舶涂装作业中，主要采用刷涂、堒涂、压缩空气喷涂和高压无气喷漆等方式，本工艺设计采用静电无气喷涂。静电无气喷涂方法是在无气喷涂基础上加静电发生器，在喷枪和被涂物之间用导线使其各自带电荷。涂料从喷枪喷出时带负电荷，被涂物面带正电，带负电荷的涂料微粒被带正电的物面吸附，形成均匀的涂层。静电

14、无气喷涂除了具有无气喷涂的特点之外，在任何形状工件的正反方面都能喷到所需涂料的优点。（3）静电无气喷涂组成如图Po动力部分 Pi喷枪部分Pr控制涂料压力部分Pa涂料容器、搅拌机等 Pu涂装机本体ho软管及其他组成零件（4）静电无气喷涂工艺流程如图（5）喷涂工艺条件涂料品种喷嘴口径/mm喷出量/(L/min)图幅宽/mm涂料粘度/s涂料压力/MPa硅酸酯富锌底漆0.43-0.481.02-1.29250-41010-1210-14氯化橡胶船底防锈漆0.33-0.380.6-0.80250-36030-7012-15酚醛树脂漆甲板漆0.33-0.380.61-0.80200-31030-8012-

15、14环氧树脂漆0.33-0.380.61-0.80200-31030-8012-14聚氨酯树脂油舱漆0.33-0.380.80-1.29250-36030-5011-15（6）喷涂船壳和油舱时的注意事项钢板应达到一定的除锈等级，要在钢板上涂装相应的防锈底漆。防锈底漆与船壳漆应具有良好的配套性能。如在环氧底漆或氯化橡胶底漆上涂装氯化橡胶、醇酸船壳漆，不能在醇酸底漆上涂装氯化橡胶等高性能涂料，聚氨酯涂料的防锈底漆必须为环氧或聚氨酯防锈漆等；严格按照配套原则进行涂装。船壳漆应具有装饰性能，因此涂料应达到一定的细度，使用前必须搅拌均匀同时过滤。在旧漆膜或光滑的底漆上涂装时，应把底漆打毛并除尘。在环氧底

16、漆上涂装船壳漆时，一般加涂一道氯化橡胶铁红防锈漆作为中间层。对旧漆膜要确定其品种并选用同种涂料或配套涂料进行重涂。由于在户外施工，应防止在风沙、阴雨、曝晒等条件下的施工。对高氯乙烯、氯化橡胶等单组分溶剂挥发固化型涂料，达到完全硬化需要14天左右的时间，在此阶段，避免刻划碰撞涂膜表面。 各道涂装之间应具有一定的时间间隔，虽然单组分涂料可在半小时之内 表干油舱的施工方法与普通涂料相类似，可采用刷、辊、无气喷涂等方法施工。一般施工3道，总干膜厚度不小于105m，实干后涂装下道涂料，最短涂装间隔为4小时，最长应在24小时内涂装下道涂料。但涂装间隔最短不应少于6个小时。 6、船台舾装、船台二次除锈和涂装

17、、码头舾装、码头二次除锈和涂装船台舾装、船台二次除锈和涂装、码头舾装、码头二次除锈和涂装与以上工序是一样的，不再重复叙述。3涂料的选择船舶的各部位处于不同的腐蚀环境中，也遭受外界不同的作用，因此对涂料的性能要求也不同。本次设计主要针对船壳和油舱的涂装施工，采用以下船舶涂料，见下表。表3-1 船舶漆的选用部位作用涂料品种备注整个船体底漆有机硅酸酯富锌底漆船底和水线以下防污、防锈氯化橡胶漆常以沥青改性而成水线耐碱、防冲击环氧树脂漆水线以上的船壳防锈氯化橡胶漆甲板防锈酚醛树脂漆油箱防锈、阻燃羟基聚氨酯树脂漆1、有机硅酸酯底漆性能：颜色及外观：灰色无光；比 重 约：1.8kg/L；干膜厚度：20m湿膜

18、厚度：50m；理论用量：90g/m2；干燥时间：（25）表干5min 实干1h 完全干燥7d；适 用 期：（25）5h；具有阴极保护作用，防锈性能优异；在喷砂钢铁上具有优异的附着力；具有良好的焊接性能；具有良好的耐水性，耐油性和耐溶剂性；干燥快速，具有较好的施工性能。表3-2 有机硅酸酯底漆配方表组分原料名称用量（质量份）配比甲组分有机硅树脂氨基树脂乙基纤维素二甲苯丁醇重芳烃48.0811.6720.128.563.018.56100乙组分铝粉浆（合格）二甲苯94.335.67182、氯化橡胶船底漆性能：氯化橡胶是由天然或合成橡胶经氯化改性后得到的白色或微黄色粉末，无味、无毒，对人体皮肤无刺激

19、性，具有良好的粘附性、耐化学腐蚀性、快干性、防透水性和难燃性。氯化橡胶防腐涂料广泛用作建筑涂料、化工防腐涂料、阻燃涂料、船舶及海洋钢结构防腐涂料，与常温固化环氧树脂涂料并列为当今世界防腐涂料的两大体系。表3-3 沥青改姓氯化橡胶防锈漆配方原材料名称配方，%氯化橡胶R10氯化石蜡52煤焦沥青（85%）古马隆树脂云母氧化铁环烷酸锌滑石粉改姓氢化蓖麻油二甲苯9.83.516.40.728.71.59.71.528.23、环氧树脂水线漆性能：环氧树脂涂料具有良好的耐水、耐候、耐干湿交替性，同时具有良好的机械强度、耐摩擦性和耐冲击性。附着力不小于2.94MPa，漆膜不起泡，不生锈，不脱落，不软化，无斑点

20、。有鲜明的颜色，既有装饰也有标志作用，有紫红和绿色。表3-4 环氧树脂水线漆配方原材料名称配方，%氯化铁红氯化锌氯化亚铜氧化汞DDT松香环氧树脂200号煤焦溶剂15152533111994、氯化橡胶船壳漆性能：以氯化橡胶为基料，氯化石蜡为增塑剂，常以醇酸树脂或丙烯酸树脂改姓获得的，有较高装饰性能，其干燥快、与底漆附着力强、漆膜坚韧、耐水性好，已广泛用于船壳涂装。表3-5 4、氯化橡胶船壳漆配方原材料名称配方，%金红石型钛白粉着色颜料氯化锌30%氯化橡胶液氯化石蜡增稠剂200号煤焦溶剂180.21.621.7（纯氯化橡胶）11.80.7465、酚醛甲板漆性能：由纯酚醛树脂改性与亚油、桐油熬炼制成

21、漆料，或采用松香改性酚醛树脂为漆料，配以耐磨性好的颜料制备而成。其漆膜硬度高，附着力强，耐水性好。表3-6 酚醛甲板漆的配方原材料名称配方，%氧化铁红氯化锌硫酸钡酚醛漆料催干剂200号溶剂汽油201.36.5621，09.26、羟基聚氨酯树脂油箱漆性能：油箱长期存放燃油，一般不容易腐蚀，可以不涂装，但是在投放然哟以前必须清洁表面，涂以相应的涂料保护。表3-7 羟基聚氨酯树脂油箱漆配方原料规格用量（质量分）新戊二醇丁二醇乙基丁基丙二醇三羟甲基丙烷邻苯二甲酸酐间苯二甲酸己二酸催化剂二甲苯乙酸丁酯工业级工业级工业级工业级工业级工业级工业级工业级聚氨酯级聚氨酯级300.0100.0120.0200.0

22、300.0200.0350.01.500500.0435.04环保工艺设计由于在涂装工艺中使用了大量的酸、碱、重金属溶液和大量有毒、有害的废气和废渣，给环境和人类带来了巨大的危害。因此，对涂装“三废”必须进行有效的处理，减少其对环境的污染，以实现工业的可持续发展。涂装生产中产生大量废水，其主与来自于涂装前处理工段，其次是喷涂废水。1、前处理酸性废水采用投药中和处理法，就是向含酸废液中投加适量的碱性中和剂，一般投加石灰，也可以选用苛性钠、碳酸钠、石灰石或白云石，还可以利用工业废渣电石渣、锅炉灰以及用石灰软化水排除的废渣和涂装生产中废弃的除油液等。根据酸碱中和的原理中和涂装工艺过程中产生的废水。2

23、、综合污水处理余泥污水污泥压缩机污泥罐污泥池污泥块运走污泥污泥较清水池污水沉淀池三级生化二级生化一级生化气浮装置斜板隔油装置污水调节池综合污水过滤器反冲污泥污水过滤器清水池活性炭过滤器清水排放3、废弃物的处理 对于含铅、硫量低的废渣可进行焚烧处理(与涂装和涂料有关的废弃物多是易燃的，因而可以采用聚焚烧处理)，但应尽量回收进行再次加工利用。在处理时应注意以下几点：要考虑作为可能产生的资源回收、再利用;废弃物应分类收集，按废弃物的种类进行最适宜的处理;要防止在焚烧时产生二次污染。如在焚烧氯化橡胶涂料、聚氯乙烯树脂涂料的场合产生氯气，涂料中含的颜料成为灰尘放入大气中等;要防止发生火灾事故。涂料和废渣

24、经焚烧后残留的灰分，不含有有害物质的灰分可直接深埋处理;含有有害物质的废弃物焚烧后的灰分应符合含有有害物质污泥的标准，才能进行深埋处理。当焚烧中有害气体产生时，如在废弃物中含有氯化橡胶、聚氯乙烯和含氟树脂涂料等，焚烧时有氯化氢和氟化氢气体产生，炉子结构材料和气体水洗设备等必须选用钛等耐腐蚀性强的材料。通过这次课程设计，我深有感触。一套完整的防腐涂装程序是一个重要的课程，我们都在不断的改进完善。5总结 船舶涂装作为 2020年的一项中长期经济、国防和科技发展规划中的重大问题腐蚀和防护是一个国际性的课题 ,是一个国际化科技综合实力和创新能力的大竞争,它的意义比国防经费的提升国防，实力的提升意义更大,谁在这个问题上领先, 谁就会成为世界军事强国。 由于金属的化学腐蚀机理在电化学及电化学动力学、热力学中都已研究得很清楚了,对于腐蚀和防护的问题 , 目前需要的是引进其他学科的基础理论研究成果。例如 ,光学、声学、生物学、医学、卫生学、人类学等以及其他科学的新成果。以边缘科学为动力去进行创新 ,另一个大的方面就是要从细小的施工起步 ,从思想上从严出发 ,培养出一支有理论基础的施工专家团队,总结出一整套的腐蚀处理工艺原则。 我对这次设计的评价是良好。通过