0 引言

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

如中船重工所屬的長(zhǎng)江、長(zhǎng)平機(jī)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(jìn)的雙組分無(wú)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(huì)和經(jīng)濟(jì)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(jī)進(jìn)行拋丸處理及噴涂車(chē)間底漆；很多涂裝單位還在用石英砂作磨料進(jìn)行開(kāi)放式噴砂；對(duì)厚膜型重防腐涂料采用手工輥涂、刷涂的方式進(jìn)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(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐蝕處理仍是目前應(yīng)用最廣泛的保護(hù)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(guò)涂膜質(zhì)量來(lái)體現(xiàn)，而涂膜性能的好壞與形成涂膜時(shí)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(guó)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(gè)明顯特點(diǎn)：

（1） 涂裝工藝的重要性：涂裝工藝貫穿于整個(gè)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(shí)施。

（2） 涂裝工藝的專(zhuān)業(yè)性：目前，我國(guó)已成為世界造船工業(yè)和集裝箱制造業(yè)的中心，國(guó)內(nèi)大型鋼結(jié)構(gòu)工程也紛紛興建，這些促進(jìn)了我國(guó)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(guó)阿麥隆等國(guó)際著名涂料公司以合資或獨(dú)資方式在中國(guó)建廠，帶來(lái)了先進(jìn)的涂裝工藝技術(shù)；大型鋼鐵橋梁、船舶、集裝箱、石油儲(chǔ)罐、海上平臺(tái)、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(shí)踐形成了專(zhuān)門(mén)的涂裝技術(shù)，有的已達(dá)到較高的專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)。比如，“江南造船”“滬東- 中華”等大型鋼結(jié)構(gòu)廠均配備有專(zhuān)業(yè)的涂裝設(shè)計(jì)人員，借鑒船舶涂裝設(shè)計(jì)的先進(jìn)技術(shù)，使我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)涂裝工藝設(shè)計(jì)達(dá)到世界領(lǐng)先的水平，已應(yīng)用于我國(guó)第一條磁懸浮列車(chē)、盧浦大橋、三峽水庫(kù)的永久閘門(mén)等大型工程中。

（3） 涂裝工藝的規(guī)范性：根據(jù)國(guó)際上的相關(guān)規(guī)范，我國(guó)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(jí)和除銹等級(jí)》、GB 50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、GB 50212—2002《建筑防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》等。原鐵道部、水利電力部［3］等更詳細(xì)制訂了有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)涂裝的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如TB/T 1527—1995《鐵路鋼橋保護(hù)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(biāo)準(zhǔn)》、SL105—1995《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》等。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12944—1998《色漆和清漆 鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層保護(hù)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(shí)出臺(tái)的還有針對(duì)熱噴涂防腐蝕涂層體系的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 14713—1998《鋼鐵構(gòu)件腐蝕保護(hù)—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(jì)、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(duì)上述幾方面進(jìn)行認(rèn)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(shí)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(jiǎn)單的事，需要做大量的工作。

 

2 先進(jìn)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(fēng)等通過(guò)長(zhǎng)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(lèi)，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(jí)的清潔度，提高涂料的潤(rùn)濕性；

（2）使基材表面有一定等級(jí)的粗糙度，提高涂料與基材的附著力；

（3）強(qiáng)化鋼材表面，有效消除殘余應(yīng)力，增強(qiáng)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(duì)涂料性能的發(fā)揮有重要影響。采用先進(jìn)的涂裝方法和設(shè)施對(duì)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(jì)的主要內(nèi)容之一，是保證涂層質(zhì)量的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)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(diǎn)，重防腐涂料的各項(xiàng)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(tuán)長(zhǎng)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(jì)如下（在工廠中）：鋼材→表面預(yù)處理拋丸、噴涂車(chē)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(hù)。

李敏風(fēng)等指出：在工地，鋼箱梁外表面涂裝工藝流程設(shè)計(jì)為：壞焊縫補(bǔ)涂合格→其他部位涂層損壞處修補(bǔ)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(yàn)收前，全面涂裝修補(bǔ)→交工驗(yàn)收。

2.3 無(wú)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(bǔ)采用刷涂外，重防腐涂料必須適應(yīng)無(wú)氣噴涂法。

（1） 無(wú)氣噴涂法的優(yōu)點(diǎn)：

無(wú)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(wú)溶劑涂料的涂裝，一次成膜厚，節(jié)能降耗。在掌握適當(dāng)?shù)膰娡繅毫A(chǔ)上，充分?jǐn)嚢杌蚣訜嵬苛?，可少加或不加稀釋劑進(jìn)行噴涂，有利于環(huán)保。由于涂料噴涂壓力高，滲透性強(qiáng)，無(wú)空氣、油水混入，涂層質(zhì)量好。

（2） 無(wú)氣噴涂壓力的控制：

無(wú)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(wú)氣噴涂時(shí)最重要的工藝參數(shù)。涂料生產(chǎn)企業(yè)提供的技術(shù)說(shuō)明書(shū)中應(yīng)正確標(biāo)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(lèi)的重防腐涂料，因不同生產(chǎn)廠家的樹(shù)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(jì)算方法為：噴涂壓力= 無(wú)氣噴涂機(jī)的進(jìn)風(fēng)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(fēng)力狀況等對(duì)漆膜質(zhì)量影響較大。在各大公司的重防腐涂料說(shuō)明書(shū)中，均詳細(xì)闡明了噴涂、涂層固化、干燥時(shí)所必需的環(huán)境條件。需強(qiáng)調(diào)的是，應(yīng)根據(jù)涂料的成膜機(jī)理和作用，依據(jù)當(dāng)時(shí)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(dá)到涂層的最佳效果。陸伯岑等通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)于封閉無(wú)機(jī)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(zhuān)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(jìn)行噴涂作業(yè)；

（2）提高操作人員的工作責(zé)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(dāng)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(guò)干燥或固化形成漆膜后，才能發(fā)揮其保護(hù)作用。根據(jù)重防腐蝕涂料的成膜機(jī)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(chēng)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(chē)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(guò)大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：自然干燥并不是指鋼結(jié)構(gòu)被涂物在露天場(chǎng)所自然晾干，而是必須有滿(mǎn)足環(huán)保、消防和勞動(dòng)衛(wèi)生法規(guī)的固定場(chǎng)所。自然干燥的固定場(chǎng)所應(yīng)清潔、無(wú)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(guò)快也會(huì)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(shí)，環(huán)境濕度是影響干燥速度和涂膜質(zhì)量的另一個(gè)重要因素。

濕度高時(shí)，空氣中含大量水分，對(duì)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(chēng)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(diǎn)：干燥速度快，較少占用場(chǎng)地和設(shè)備；在一定程度上，能增強(qiáng)涂層的物理機(jī)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(guò)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(shí)，對(duì)溫度有一定的要求，固化過(guò)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(duì)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(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)查驗(yàn)產(chǎn)品合格證，并取樣復(fù)驗(yàn)，對(duì)照涂料說(shuō)明書(shū)，符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)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(jī)取樣數(shù)應(yīng)大于n/2（ n為交貨產(chǎn)品桶數(shù)），同時(shí)取樣兩份，每份0.25 kg，其中一份校驗(yàn)，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(yàn)收規(guī)范》中的14.2.3，構(gòu)件表面應(yīng)沒(méi)有誤涂、漏涂；涂層無(wú)脫皮和返銹；涂層均勻，無(wú)明顯皺皮、流掛、針孔和氣泡，全部構(gòu)件目測(cè)檢查。

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

膜厚質(zhì)量：用干漆膜測(cè)厚儀認(rèn)真檢測(cè)每層涂層的干膜厚度，必須達(dá)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(yàn)收規(guī)范》中的14.2.2，每個(gè)構(gòu)件檢測(cè)5 處，每處的數(shù)值為3 個(gè)相距50 mm 測(cè)點(diǎn)涂層干膜厚度的平均值。

在很多鋼結(jié)構(gòu)廠采用兩個(gè)85% 的膜厚質(zhì)量檢查法，即85% 的膜厚檢測(cè)值能達(dá)到規(guī)定膜厚的要求；5% 達(dá)不到規(guī)定膜厚的膜厚檢測(cè)值，能達(dá)到規(guī)定膜厚的85%。必須檢測(cè)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(yǔ)

涂裝工藝的正確性和先進(jìn)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(hù)壽命。涂裝技術(shù)已發(fā)展成為多學(xué)科、知識(shí)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(lái)，我國(guó)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(gè)新臺(tái)階。

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