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作者：贾恒涛 王毅军 ( 沪东中华造船集团设计二所，上海 ) [据《上海涂料》报道]摘要：介绍了 147 210 m3 液化天然气船压载舱涂装工艺，讨论了不同液化天然气船压载舱的涂装方案。 关键词：液化天然气船；压载舱；涂装工艺 O 概述 沪东中华造船集团建造的 147 210 m 3 液化天然气 (LNG) 船是国内首次建造的 LNG 船，用于装载 -163 ℃ 液化天然气。由于该船是典型的“三高” ( 高难度、高要求、高附加值 ) 船舶，而且使用寿命 要求长 ( 设计寿命长达 4O 年 ) ，这就给涂装质量，尤其是压载舱的涂装质量提出了很高的要求。该船压 载舱的涂装有如下特殊性：①涂装面积大，超过 15 万 m2 ，涂装工作量大；②液货舱绝缘层基座烧焊影响压载舱涂层质量，压载舱涂装工艺复杂；③质量 要求高，涂装配套和涂装工艺要遵循 TSCF 准则 ( 压 载舱涂装配套和表面处理准则 ) ；④压载舱涂层设 计寿命长达 25 年。 1 压载舱涂装配套 该船共有 13 只压载舱，舱容约为 56 080 m 3 ，面积约为 154 460 m 2 ，采用上海国际油漆公司生产的涂层配套： Intershield 300 ENA300 ／ A( 青铜色 ) 150 μ m Intershield 300 ENA301 ／ A( 铝色 ) 预涂 Intershield 300 ENA300 ／ A( 青铜色 ) 预涂 Intershield 300 ENA301 ／ A( 铝色 ) 150 μ m Intershield 300 是一种浅色纯环氧耐磨漆，具有 B 1 级压载舱涂料证书 ( 经 DNV ／ Marintek 测试 ) 。最低膜厚要求：在所有测量点中， 85 ％的测量点的干膜厚度要达到规定膜厚，其余 15 ％ 的测量点的干膜厚度至少要达到规定膜厚的 85 ％。最高膜厚要求：按油漆商推荐。 2 压载舱涂装工艺 2 ． 1 钢板预处理 2 ． 1 ． 1 氧化皮去除 钢板必须没有轧制杂物、迭片、飞溅等，如果有，必须在钢板预处理前清除。钢板的腐蚀程度不能超过 B 级板 (ISO- 8501 ． 1 — 1988) ，并且没有点 蚀发生。 在除锈之前，钢材表面需进行清理、干燥，去除油脂、腐蚀盐和硫酸盐。 所有要进行涂装的 6 mm 及以上厚度的钢板和型钢，都要进行抛丸除锈，达到 ISO-8501 ． 1 — 1988 标准 Sa 2 ． 5 级，其表面粗糙度要达到 4O ～ 75 μ m 。小型钢质件的表面 ( 例如小管径的管子，管子支撑件，基座等 ) 一般进行化学清理或动力工具清理，如用动力钢丝刷或动力砂纸盘去除表面锈蚀和松动的氧化皮。但不管用什么预处理方法，在涂装前，其表面粗糙度至少要达到 30 μ m 。 2,1 ． 2 车间底漆 涂装车间底漆前，钢材表面含盐量不大于 80 mg ／ m 2(ISO 85O2 — 9) 在抛丸除锈之后，应立即涂装无机硅酸锌车间底漆。 2 ． 2 结构性处理 结构性处理等级为 P2(ISO 8501 — 3) ，结构自由边倒圆到 r= 2 mm 。 2 ． 3 分段阶段二次除锈 所有焊缝和车间底漆烧损区域喷砂至 sa 2 ． 5 级，其表面粗糙度要达到 40 ～ 75 μ m 。剩下完整车间底漆的表面用扫砂的方式清除原底漆 70 ％。 2 ． 4 分段涂装 在涂装或复涂之前，去除所有表面污染物，如盐分、油脂和灰尘等，钢材表面含盐量不大于 80 mg ／ m2(ISO 8502 — 9) ，灰尘为 2 级 (ISO 8502 — 3) ，为了达 到要求，分段应尽量在涂装房内进行涂装，如选择 在室外涂装，必须采取合适的措施，以确保被涂表面不被污染，在整个清洁、油漆、处理和干燥过程中，要注意控制湿度和通风。 全面喷涂第 1 道漆，膜厚为 150 μ m ，第 1 次全面涂装后，对开孔自由边缘等难以涂装和膜厚难以保证的部位进行第 l 道预涂装，然后再进行第 2 道预涂装，最后进行第 2 道全面喷涂，膜厚为 150 μ m 。涂层总膜厚不得低于 255 μ m 。 2 ． 5 合拢后的二次除锈 所有船体大接缝喷砂至 sa 2 ． 5 级，对于其余大 面积烧损处喷砂至 sa 2 ． 5 级，局部小面积烧损处打 磨至 St 3 级。应当指出的是，由于液货舱绝缘层基座烧焊是在合拢后进行的，焊接时钢板背面 ( 压载 舱侧 ) 的温度达到 145 ～ 210 ℃ ，已经超过了压载舱涂层环氧涂料的耐温极限，所以此处的压载舱烧损涂层需重新喷砂至 sa 2 ． 5 级，然后进行涂装。为了既能提高喷砂效率，又要减少喷砂作业对周围涂层 的破坏，我们采用了小型喷砂设备。 2 ． 6 损坏处油漆修补 按涂装配套逐道修补。在涂装或复涂之前，去除所有表面污染物，如盐分、油脂和灰尘等，钢材表面含盐量不大于 80 mg ／ m 2(ISO 8502 — 9) ，灰尘为 2 级 (ISO 8502 — 3) 。在整个清洁、油漆、处理和干燥过程中，要注意除湿、控温和涂装安全。 2 ． 7 海水浸泡试验 漆膜完全干燥后，压载舱需进行海水浸泡试 验，如使用淡水，应保证 48 h 后开舱检查，如发现缺陷，需进行修补。 3 讨论 关于 LNG 船压载舱涂装工艺方案值得进行一下探讨。 由于不同 LNG 船液货舱绝缘层采用的基座形式不一样 ( 有采用 Mark 3 式的，也有采用 No96 式 或其它形式的 ) ，而它们各自的焊接工艺也不一样， 这样它们焊接时产生的温度对压载舱涂层的影响就不同，所以压载舱涂装就需要采取相应的工艺进行，总的来说， LNG 船压载舱涂装工艺方案通常有 3 种，如表 1 所示。 在日本和韩国的许多船厂，液货舱绝缘层基座 的形式采用的是 Mark3 式的，由于这种形式的基座焊接时间短，产生的热量少，不会对压载舱的涂层产生影响，所以压载舱的涂装工艺大多采用方案 1 ；也有船厂液货舱绝缘层基座的形式采用 No96 式，这种形式的基座焊接时间长，焊接电流大，产生的热量多，高温可能会对压载舱的涂层产生影响，但由于他们大部分基座焊接可在分段阶段涂装前完成，所以也不会对涂层产生影响，所以压载舱的涂装工艺基本采用方案 1 。 表 1 LNG 船压载舱涂装工艺方案 在法国大西洋船厂，液货舱绝缘层基座的形式采用的是 No96 式，压载舱的涂装工艺采用方案 2 。 沪东中华造船集团建造的 LNG 船液货舱绝缘 层基座的形式采用的也是 No96 式，在实船涂装前， 我们做了一些试验来研究液货舱基座焊接所产生 的温度对压载舱涂层的影响，从而选择合适的压载舱涂装配套和涂装工艺，试验程序如下： (1) 准备 20 mm × 400 mm × 400 mm 和 16 mm × 400mm × 400mm 试板各 1 块。 (2) 试板两面喷丸到 Sa 2 ． 5 级 (ISO8501-1) ，然后涂装油漆： 一面：压载舱环氧漆 2 × 150 μ m ； 另一面：车间底漆 15 μ m 。 (3) 待涂层完全干燥后，测量其膜厚。 (4) 在涂车间底漆的一面焊接 3 只基座，要求 如下： ① 焊接处焊接前打磨去除车间底漆； ② 焊接同时，测量背面温度。 (5) 观察背面涂层状况。 (6) 进行涂层的附着力试验。 试验结果分析： (1) 对于 16 mm 厚钢板，背面温度达到 203 ℃ ，涂层明显被烧坏。 (2) 对于 20 mm 厚钢板，背面温度在 145 ～ 152 ℃ ，涂层未发现损坏，再进行涂层附着力试验， 涂层结合力符合要求。分析：虽然通过试验未发现 涂层损坏，但考虑到钢板背面温度已经超过了环氧涂料的理论耐温极限 150 ℃ ，所以此试验结果还不能确认涂层未被损坏。 (3) 应当指出的是，钢板背面温度与多种因 素有关，如：焊接时的电流、焊接时间、钢板厚度、 钢板是否涂装油漆、漆膜厚度、环境温度、钢板起 始温度、相邻 2 个基座的距离、相邻 2 个基座焊接 时的时间间隔等等，所以实验测出的钢板背面温度有一定的波动。 基于以上试验结果，我们压载舱的涂装工艺采用方案 3 。实船液货舱绝缘层基座焊接时发现：对 于边压载舱，由于液货舱基座焊接处的钢板厚度较 薄 ( 一般在 16 mm 左右 ) ，压载舱涂层被烧坏现象明显，颜色发黄，易于观察发现；对于双层底压载 舱，由于液货舱基座焊接处的钢板厚度较厚 ( 一般 在 20 mm 以上 ) ，压载舱涂层被烧坏现象不明显，很难被发现，修补时需通过测量确定修补点的位置。 4 结语 LNG 压载舱的涂装与船体、舾装的建造工艺关系密切，应牢牢树立“壳舾涂一体化”的造船理念，通过深化设计，提高分段的预舾装率，降低合拢后 涂层的烧损面积，减少涂装的二次除锈率，不断提 高涂装质量和涂装效率，为成功建造优质 LNG 船打下良好的基础。