0 引言

近幾年來，船舶行業(yè)涂裝技術(shù)領(lǐng)先的日本和韓國加強了對先進、環(huán)保涂裝技術(shù)的研究，搶占了涂裝技術(shù)的制高點，其船舶涂裝生產(chǎn)效率比我國高出20% 左右。中國作為世界第一大造船國，也將提高船舶涂裝技術(shù)作為主要競爭手段。

如中船重工所屬的長江、長平機械廠與701 所3 家單位成立了中船重工涂裝技術(shù)聯(lián)合體，主攻涂裝技術(shù)難關(guān)，發(fā)展涂裝工藝；上海外高橋船廠采用先進的雙組分無氣噴涂、加熱噴涂工藝涂裝船舶涂料，既保證了涂層質(zhì)量，又減少了涂料消耗量，取得了良好的社會和經(jīng)濟效益。

但在建筑、鋼結(jié)構(gòu)、石化等行業(yè)，涂裝工藝仍比較落后，鋼板和型鋼很少采用預(yù)處理機進行拋丸處理及噴涂車間底漆；很多涂裝單位還在用石英砂作磨料進行開放式噴砂；對厚膜型重防腐涂料采用手工輥涂、刷涂的方式進行施工，很難保證涂層質(zhì)量。因此，涂裝技術(shù)明顯成為行業(yè)發(fā)展的瓶頸。

1 涂裝工藝概況

采用配套重防腐蝕涂料對鋼結(jié)構(gòu)進行防腐蝕處理仍是目前應(yīng)用最廣泛的保護方法，但重防腐蝕涂料僅是涂裝的材料，其性能最終還是要通過涂膜質(zhì)量來體現(xiàn)，而涂膜性能的好壞與形成涂膜時的施工技術(shù)、涂裝設(shè)備和涂裝作業(yè)的環(huán)境有直接關(guān)系。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的涂料科學(xué)和涂裝技術(shù)已逐步與世界接軌，目前鋼結(jié)構(gòu)涂裝工藝具有以下4 個明顯特點：

（1） 涂裝工藝的重要性：涂裝工藝貫穿于整個鋼結(jié)構(gòu)制造工程的始終，要保證鋼結(jié)構(gòu)工程的制造質(zhì)量，不僅涂裝工藝要適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)的制造工藝，而且鋼結(jié)構(gòu)廠的涂裝設(shè)備、工藝條件和重防腐蝕涂料的施工性能也要保證涂裝工藝的實施。

（2） 涂裝工藝的專業(yè)性：目前，我國已成為世界造船工業(yè)和集裝箱制造業(yè)的中心，國內(nèi)大型鋼結(jié)構(gòu)工程也紛紛興建，這些促進了我國涂料工業(yè)及涂裝工藝技術(shù)的迅速發(fā)展；此外，荷蘭阿克蘇·諾貝爾、日本關(guān)西、丹麥海虹老人、挪威佐敦、美國阿麥隆等國際著名涂料公司以合資或獨資方式在中國建廠，帶來了先進的涂裝工藝技術(shù)；大型鋼鐵橋梁、船舶、集裝箱、石油儲罐、海上平臺、水利樞紐工程等鋼結(jié)構(gòu)工程有了與使用年限相匹配的涂裝配套體系；大量的工程實踐形成了專門的涂裝技術(shù)，有的已達到較高的專業(yè)水準。比如，“江南造船”“滬東- 中華”等大型鋼結(jié)構(gòu)廠均配備有專業(yè)的涂裝設(shè)計人員，借鑒船舶涂裝設(shè)計的先進技術(shù)，使我國鋼結(jié)構(gòu)涂裝工藝設(shè)計達到世界領(lǐng)先的水平，已應(yīng)用于我國第一條磁懸浮列車、盧浦大橋、三峽水庫的永久閘門等大型工程中。

（3） 涂裝工藝的規(guī)范性：根據(jù)國際上的相關(guān)規(guī)范，我國已陸續(xù)制定了有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)涂裝工藝的規(guī)范，如GB 8923—1988《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》、GB 50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》、GB 50212—2002《建筑防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》等。原鐵道部、水利電力部［3］等更詳細制訂了有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)涂裝的行業(yè)標準，如TB/T 1527—1995《鐵路鋼橋保護涂裝》、YB/T 9256—1996《鋼結(jié)構(gòu)、管道涂裝技術(shù)規(guī)程》、SY/T 0447—1996《埋地鋼質(zhì)管環(huán)氧煤瀝青防腐層技術(shù)標準》、SL105—1995《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》等。國際標準ISO 12944—1998《色漆和清漆 鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層保護體系》，使涂裝工藝在表面處理、涂裝配套、膜厚控制、涂層使用年限的判定等方面有章可循，同時出臺的還有針對熱噴涂防腐蝕涂層體系的國際標準ISO 14713—1998《鋼鐵構(gòu)件腐蝕保護—金屬涂層指南》。

（4） 涂裝管理的復(fù)雜性：鋼結(jié)構(gòu)涂裝是涉及到設(shè)計、技術(shù)、設(shè)備、施工等多方面的系統(tǒng)工程。要提高涂裝質(zhì)量，必須對上述幾方面進行認真、科學(xué)的管理。鋼結(jié)構(gòu)涂裝管理包括涂裝工藝條件管理、涂層質(zhì)量管理、耗漆量管理、涂裝安全衛(wèi)生管理等，它們之間是相輔相成的，提高管理水平是實現(xiàn)涂裝工藝優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、安全的唯一途徑，但這不是一件簡單的事，需要做大量的工作。

 

2 先進涂裝工藝的發(fā)展

2.1 噴漆前鋼材的表面處理

表面處理是噴涂重防腐涂料前除去鋼材表面的附著物或其他異物，以提高基材表面與涂層的附著力，并賦予表面一定耐蝕性的工藝。李敏風等通過長期研究得出結(jié)論：表面處理是重防腐涂料涂裝工藝中最重要的部分，是重防腐涂料發(fā)揮優(yōu)異性能的關(guān)鍵。在影響防腐蝕涂層有效使用壽命的諸多因素中，表面處理質(zhì)量的影響率最高，為49.5%，其他依次為：涂裝工藝條件等，26.5% ；涂層厚度，19.1% ；涂料種類，4.9%。

表面處理包括去油脫脂、掃砂、噴砂、拋丸、電焊縫及角隅結(jié)構(gòu)打磨處理等，其主要目的如下：

（1）使基材表面有一定等級的清潔度，提高涂料的潤濕性；

（2）使基材表面有一定等級的粗糙度，提高涂料與基材的附著力；

（3）強化鋼材表面，有效消除殘余應(yīng)力，增強涂層的耐腐蝕能力。

2.2 重防腐蝕涂料的涂裝“三分涂料，七分涂裝”，涂裝施工對涂料性能的發(fā)揮有重要影響。采用先進的涂裝方法和設(shè)施對改涂層質(zhì)量、提高涂料利用率有積極的作用，并能改善涂裝施工環(huán)境和符合環(huán)保要求。

涂裝工藝流程是涂裝設(shè)計的主要內(nèi)容之一，是保證涂層質(zhì)量的關(guān)鍵。設(shè)計涂裝工藝流程的依據(jù)是重防腐涂料的涂層配套方案和規(guī)定膜厚，現(xiàn)有涂裝設(shè)備和涂裝流水線的特點，重防腐涂料的各項施工性能等。以廈漳大橋鋼箱梁外側(cè)涂層配套、上海振華（重工）集團長興基地涂裝設(shè)備流水線為例，鋼箱梁外表面涂裝工藝流程設(shè)計如下（在工廠中）：鋼材→表面預(yù)處理拋丸、噴涂車間底漆→焊接成型→表面清理、結(jié)構(gòu)處理→檢查清理質(zhì)量→噴砂除銹→吸塵、除塵→檢查清潔度和粗糙度→焊縫處貼膠帶→電弧噴鋁→檢查質(zhì)量、厚度等→噴涂環(huán)氧封閉漆→預(yù)涂、噴涂環(huán)氧云鐵中間漆→質(zhì)量（如外觀、厚度等）檢查→預(yù)涂、噴涂氟碳面漆→檢查外觀、膜厚及附著力等→養(yǎng)護。

李敏風等指出：在工地，鋼箱梁外表面涂裝工藝流程設(shè)計為：壞焊縫補涂合格→其他部位涂層損壞處修補合格→表面清洗、砂布打磨→檢查清洗、打磨質(zhì)量→噴涂第2 道氟碳面漆→檢查外觀、膜厚及附著力等→全橋交工驗收前，全面涂裝修補→交工驗收。

2.3 無氣噴涂法的推廣與應(yīng)用

除焊縫、切口的頂涂和小面積修補采用刷涂外，重防腐涂料必須適應(yīng)無氣噴涂法。

（1） 無氣噴涂法的優(yōu)點：

無氣噴涂法的涂裝效率高，適用于現(xiàn)代化流水線生產(chǎn)，以及高固體分涂料和無溶劑涂料的涂裝，一次成膜厚，節(jié)能降耗。在掌握適當?shù)膰娡繅毫A(chǔ)上，充分攪拌或加熱涂料，可少加或不加稀釋劑進行噴涂，有利于環(huán)保。由于涂料噴涂壓力高，滲透性強，無空氣、油水混入，涂層質(zhì)量好。

（2） 無氣噴涂壓力的控制：

無氣噴涂的壓力關(guān)系到漆料的流量和膜厚，以及涂層的附著力，是無氣噴涂時最重要的工藝參數(shù)。涂料生產(chǎn)企業(yè)提供的技術(shù)說明書中應(yīng)正確標明這一技術(shù)參數(shù)。不同的重防腐涂料要求有不同的噴

涂壓力（表1）。即使是同類的重防腐涂料，因不同生產(chǎn)廠家的樹脂、鋅粉成分及含量上的差別，要求的噴涂壓力也各不相同。噴涂壓力的計算方法為：噴涂壓力= 無氣噴涂機的進風壓力× 壓縮比。

2.4 噴涂條件的影響

重防腐涂料一般在室外噴涂，溫度、濕度、照明、風力狀況等對漆膜質(zhì)量影響較大。在各大公司的重防腐涂料說明書中，均詳細闡明了噴涂、涂層固化、干燥時所必需的環(huán)境條件。需強調(diào)的是，應(yīng)根據(jù)涂料的成膜機理和作用，依據(jù)當時的環(huán)境條件，有目的地調(diào)節(jié)某些施工技術(shù)參數(shù)，以達到涂層的最佳效果。陸伯岑等通過研究發(fā)現(xiàn)：對于封閉無機硅酸鋅底漆涂層、電弧噴鋁和混凝土層的孔隙，必須噴涂配套的專用環(huán)氧封閉漆。在氣溫高于30℃的季節(jié)，封閉漆容易出現(xiàn)“干噴”現(xiàn)象，使環(huán)氧中層漆和面漆的漆膜鼓泡。解決上述漆膜弊病，可采取以下措施:

（1）在氣溫低于30℃的早、晚進行噴涂作業(yè)；

（2）提高操作人員的工作責任心，盡量使噴嘴與被涂物之間的距離控制在25~30 cm ；

（3）適當調(diào)慢稀釋劑的揮發(fā)速度，增加封閉漆的滲透能力。

2.5 重防腐涂料的干燥與固化

重防腐涂料只有通過干燥或固化形成漆膜后，才能發(fā)揮其保護作用。根據(jù)重防腐蝕涂料的成膜機理和鋼結(jié)構(gòu)的涂裝工藝流程，有以下兩種干燥固化的方法：

（1） 自然干燥，也稱空氣干燥，包括溶劑揮發(fā)型涂料、氧化- 聚合型涂料、室溫固化型涂料。除去車間底漆和少數(shù)大型鋼結(jié)構(gòu)廠有烘房外，絕大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)廠還是采用自然干燥法。Dexter S C等通過大量試驗發(fā)現(xiàn)：自然干燥并不是指鋼結(jié)構(gòu)被涂物在露天場所自然晾干，而是必須有滿足環(huán)保、消防和勞動衛(wèi)生法規(guī)的固定場所。自然干燥的固定場所應(yīng)清潔、無灰塵。

自然干燥受自然條件的影響較大，一般溫度高能加快自然干燥速度，但在氣溫特別高的情況下，溶劑揮發(fā)過快也會影響干燥后的涂膜質(zhì)量，建議干燥溫度應(yīng)在10~35℃。自然干燥時，環(huán)境濕度是影響干燥速度和涂膜質(zhì)量的另一個重要因素。

濕度高時，空氣中含大量水分，對濕膜中溶劑的揮發(fā)起抑制作用，一旦遇到低溫，空氣中水氣在濕膜表面冷凝，造成涂膜泛白，影響涂膜質(zhì)量。

（2） 加熱固化，或稱烘干，是現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)涂裝中主要的涂膜干燥方式。它具有下列優(yōu)點：干燥速度快，較少占用場地和設(shè)備；在一定程度上，能增強涂層的物理機械性能；能減少涂層沾染灰塵，減少有害溶劑的揮發(fā)。

Beccaria A M通過研究發(fā)現(xiàn)：環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧面漆、環(huán)氧磷酸鋅底漆屬化學(xué)固化型涂料，涂料成膜時，對溫度有一定的要求，固化過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的比率與溫度直接相關(guān)。

氯化橡膠涂料、丙烯酸涂料、乙烯涂料等鋼結(jié)構(gòu)面漆，屬物理干燥型涂料。溫度高，溶劑揮發(fā)快，涂膜的干燥也快，所以對于鋼結(jié)構(gòu)而言，設(shè)置烘干室加熱干燥是最理想的方法。

 

3 涂裝工藝的質(zhì)量檢查

涂料質(zhì)量：涂料進場時應(yīng)查驗產(chǎn)品合格證，并取樣復(fù)驗，對照涂料說明書，符合產(chǎn)品質(zhì)量標準后，才可使用。按GB/T 3186—2006《色漆、清漆和色漆與清漆用原材料 取樣》規(guī)定隨機取樣數(shù)應(yīng)大于n/2（ n為交貨產(chǎn)品桶數(shù)），同時取樣兩份，每份0.25 kg，其中一份校驗，另一份貯存?zhèn)溆谩?/p>

涂層外觀質(zhì)量：根據(jù)GB 50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中的14.2.3，構(gòu)件表面應(yīng)沒有誤涂、漏涂；涂層無脫皮和返銹；涂層均勻，無明顯皺皮、流掛、針孔和氣泡，全部構(gòu)件目測檢查。

附著力：按GB 1720—1989《漆膜附著力測定方法》或GB 9286—1998《色漆和清漆 漆膜的劃格試驗》用劃格法測定，附著力至少達到1 級。檢查數(shù)量：按構(gòu)件數(shù)1% 抽查，不應(yīng)少于3 件，每件測3 處。

膜厚質(zhì)量：用干漆膜測厚儀認真檢測每層涂層的干膜厚度，必須達到規(guī)定的膜厚要求。檢查方法依據(jù)GB 50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中的14.2.2，每個構(gòu)件檢測5 處，每處的數(shù)值為3 個相距50 mm 測點涂層干膜厚度的平均值。

在很多鋼結(jié)構(gòu)廠采用兩個85% 的膜厚質(zhì)量檢查法，即85% 的膜厚檢測值能達到規(guī)定膜厚的要求；5% 達不到規(guī)定膜厚的膜厚檢測值，能達到規(guī)定膜厚的85%。必須檢測涂層配套中的每一道膜厚，特別是保證富鋅涂料的規(guī)定膜厚。

 

4 結(jié)語

涂裝工藝的正確性和先進性在重防腐涂料中起著至關(guān)重要的作用，在同樣的涂料配套體系中，涂裝工藝直接決定了防腐涂層的保護壽命。涂裝技術(shù)已發(fā)展成為多學(xué)科、知識面交叉、科技含量高的現(xiàn)代化工程技術(shù)。相信在不久的將來，我國重防腐涂料涂裝在質(zhì)量、生產(chǎn)效率、節(jié)能環(huán)保等諸方面將邁上一個新臺階。

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