硅谷杂志：海洋飞溅区结构物HBE涂敷 |
| 2012-07-02 14:49 作者：孔瑞林 张晓灵 杨加 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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摘要：针对海洋飞溅区的腐蚀防护特点，介绍HBE涂料及其喷涂方式，研究HBE无气喷涂工艺，分析总结HBE涂敷质量控制点及经常出现的问题，提出解决常见问题的方法。
关键词：HBE；无气喷涂；质量控制
中图分类号：R574.2文献标识码：A文章编号：1671—7597（2012）0120
【《硅谷》杂志2012年5月刊文】
0序言
海洋钢结构物，诸如海上采油平台、导管架、钢桩码头、栈桥、系船墩、灯标、浮筒、各种钢闸门、坞门及海洋观测塔等，必须经受成年累月的海水腐蚀和强烈的波浪冲击等的破坏。在海洋工程中，海洋飞溅区的腐蚀防护一直是一个重点，全面腐蚀速率最高。这个环境的钢结构物一直处于干湿交替状态，氧供应充分，盐分不断浓缩，同时波、浪、潮、流又对金属构件产生低频往复应力和冲击，加上海洋微生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用。同时，阴极保护在这个部位不容易发挥作用，因而腐蚀特别严重。
对于飞溅区的腐蚀防护经常采用的一种方法是厚浆型重防式涂料，在中海油的海洋工程中，环氧厚浆漆也得到了大量的应用。HBE，又称环氧厚浆漆或高固环氧漆，具有高固体含量（最高可达99%），双组分（涂料及溶剂），能够得到比较厚的干膜厚度（可达3000μm），同时涂层会具有很好的抗冲击性能（≥5.6J）、耐磨性（≤50μm/1000转）、与被涂覆界面具有良好的粘接性能。HBE常被用于海上平台及附属设施、船舶吊装设施、码头及码头设施、桥梁、化工厂、造纸厂、水处理厂等的腐蚀防护。绥中36-1海管涂敷项目飞溅区立管涂敷使用的就是HBE涂料，以该项目立管HBE涂敷为例，对HBE涂敷工艺、材料及质量控制进行简单阐述。
1涂敷工艺
在HBE涂敷过程中，分为表面处理，涂料准备，喷涂设备准备，喷涂底漆、中间漆、面漆等几个阶段。下面按照施工顺序对整个喷涂工艺过程进行阐述。
1.1表面处理
HBE涂敷表面处理要求跟FBE及3L-PE涂敷表面处理要求类似，均是要求待涂敷表面干燥、干净、无污染物，除锈等级需达到Sa2.5，表面锚纹深度最小50μm，对环境条件的要求也均为环境湿度不能超过85%，钢管表面温度需高于环境露点温度3℃。不同点在于由于受环境影响，HBE涂敷时一般没有条件对钢管进行预热，因此一般要求在天气比较好的白天进行。另外由于HBE较好的流动性，被涂装表面允许有边缘半径大于2mm的不规则部分。一般涂料供应商会对待涂装表面有建议最低表面处理要求，因此除遵循涂装规格书外，表面处理还应遵循涂料操作说明书。
1.2涂料准备
为便于施工，一般涂料会用到固化剂及稀释剂。混合方法为：先用动力搅拌器搅拌基料，同时加入固化剂，再加入稀释剂（如需要），加入比例需严格按照涂料供应商建议的比例加入。搅拌应均匀，搅拌应严格遵照涂料供应商建议的搅拌时间进行。绥中36-1海管涂敷项目飞溅区立管涂敷HBE涂料最少搅拌时间为5分钟。
1.3喷涂设备准备
一般HBE涂敷使用的方式有无气喷涂、有气喷涂、刷涂、辊涂等。由于无气喷涂具有可在与工件表面距离更远、能获得更厚的涂层、可以喷涂关键区域或形状复杂的物体、可以喷比较“湿”的涂料、由于不存在空气气流而没有喷雾从而减少浪费及对周围环境的污染、无需稀释而节约时间及材料等优点，HBE一般选择无气喷涂的方式进行涂装。绥中36-1海管涂敷项目飞溅区立管涂敷使用的为无气喷涂设备。一套无气喷涂设备包括压力提供设备、流体管、流体喷嘴、过滤器。流体喷嘴选择可根据待涂敷工件尺寸、拟涂敷涂层厚度、希望的喷涂速度选择，一般流体喷嘴可参照表1。一般涂料厂家会对涂敷方式及设备有规定，因此选择涂敷设备及方式时应严格选用涂料供应商建议使用的涂敷设备。
表1
1.4喷涂
准备好涂料，选择好喷涂设备后就可以开始喷涂工作了。连接好流体管与喷枪，再开启压力提供装置，待压力达到要求后，可以打开扳机进行试喷，调节好最佳喷涂距离与喷枪移动速度。打开喷枪扳机后，喷枪应平行于涂装表面进行移动，否则会导致施工不均匀以及过喷。在处理复杂的形状、角落时，应特别小心，在每一道油漆的喷涂过程中，喷枪的喷涂必须与表面保持90°，否则会造成大量浪费。
绥中36-1海管涂敷项目飞溅区立管涂敷由于要求膜厚较厚，采用了3次喷涂才达到3000μm的厚度要求。第一次喷涂为底漆喷涂，考虑到保护刚完成喷砂除锈的钢管表面不宜在空气中暴露太长时间，选择了较小的底漆厚度以便达到较快的施工速度，底漆喷涂厚度为80μm左右，完全覆盖待涂装表面即可。由于底漆厚度较小，成膜速度很快，当天即可进行中间漆的喷涂。中间漆可以喷涂到1500μm，绥中36-1项目中间漆的干燥用了9天。中间漆达到硬干后可以开始喷涂面漆。在中间漆喷涂完毕到面漆开始喷涂期间需要注意保护涂装好的表面需要在工棚中得到妥善的保护以防止灰尘等污染物污染涂层表面影响面漆涂敷。由于喷涂完毕后涂层中预混的溶剂将挥发掉，干燥后的干膜厚度往往会小于湿膜厚度，因此喷涂完毕后需要使用湿膜仪测量湿膜厚度并通过计算以确定是否达到了需要的湿膜厚度。干膜厚度可以根据公式计算出来：σ=t×s
（其中：σ：干膜厚度；t：湿膜厚度；s：体积固体份）
2质量控制
HBE涂敷现场质量控制分为以下几个方面：
2.1现场的油漆测试
由于涂料施工现场缺少必要的试验设备，涂料的测试范围受到很多限制，但是现场仍然可以进行一些常规测试，比如可以简单测试涂料的粘性，即检查涂料流动的适宜性和所加稀释剂的数量，当然，这些都需要一定的操作经验。
2.2目测检查
可以观察油漆的状况，检查油漆的批号、储存时间、油漆容器的状况、标签细目等。也可在施工完毕后对干燥涂料漆膜进行进一步的目测检查，检查项目包括涂层光泽度、漏涂点、针孔等。
2.3湿膜厚度检查
可以使用湿膜仪检验喷涂的湿膜厚度以确保膜厚能达到期望的干膜厚。常用的湿膜仪是梳齿形湿膜测厚仪。由于湿膜测厚仪经常会给涂层的完整性造成不利影响，因此需要在测试完成后立即采用新鲜涂料进行复涂。
2.4气候条件检查
由于很差的气候条件将导致涂料漆膜质量差，并且会降低涂料的保护作用，因此需要对气候条件进行检查。现场质量控制对气候应从以下几点进行监控。
2.4.1相对湿度
涂料施工在潮湿的表面上或施工后不久刚施工好的涂料即受湿气影响都会造成涂料漆膜质量差以及降低涂料的保护作用，并且湿度过大会造成局部过高的蒸气压力造成涂料溶剂无法蒸发，及因此随时监控相对湿度对涂敷作业非常重要。一般相对湿度高于90%即不允许施工，也有的涂料供应商要求相对湿度不超过85%。
2.4.2露点温度及待涂装表面温度
露点温度与待涂装表面温差过低可能造成待涂装表面潮湿，而待涂装表面温度过高会打乱成膜过程，因此也需要随时监控露点温度及待涂装表面温度。一般要求待涂装表面温度高于露点温度3℃。
2.4.3空气温度
由于空气温度过低涂料固化反应可能无法进行，因此需要随时监控空气温度。一般要求空气高于5℃方允许施工。
2.4.4表面处理检验
表面处理检验项目一般为除锈等级、锚纹深度、灰尘污染度、表面盐分。一般除锈等级需要达到Sa2.5或等同、锚纹深度≥50μm、灰尘污染度优于3级、表面盐分≤30μg/cm2。
3常见的涂装问题及解决方法
3.1不正确的膜厚
如果涂层过薄，可能发生针孔腐蚀，而如果涂层过厚，由于高膜厚涂层在涂料干燥过程中固话周期内会在内部产生应力，高膜厚涂层引起的问题可能比低膜厚产生的问题更大，而且也更难纠正。过厚的涂料会产生溶剂滞留，从而引起固化问题，在极端情况下，还会引起起泡。而对于聚合涂料高膜厚涂层（每道大于500μm），内部可能存在收缩从而导致涂层出现龟裂、剥落或者分层。因此应严格按照涂料供应商建议的数据范围施工，这一点跟我们通常理解的3L-PE涂层厚度不同，3L-PE涂层厚度可以偏厚。
3.2针孔
针孔是涂层中的小孔，通常出现在由于多空表面上施工较厚的有机涂料而引起。引起的原因可能是涂料中的溶剂量加错，导致溶剂无法从快速固化的涂料中释放，待涂装表面温度过高也会引起针孔。在施工多孔底材时，为避免针孔的形成，可以实现施工一层能渗入底材的涂料。
3.3过喷
当涂料涂在无需再进行喷涂的表面时，即为过喷。过喷经常会造成涂层粗糙或形成无效涂层。过喷经常出现在喷涂结束时施工人员先停止移动喷枪而喷枪没有关闭的情况下，所以喷涂结束时应该及时关闭喷枪。
3.4干喷
干喷一般出现在施工人员在一定高度进行施工，溢出的涂料滴会掉落，而在掉落的过程中涂料滴中的溶剂会大量挥发掉，从而造成涂料与待涂装表面结合较差，更严重的是干喷表面的涂料粉尘有可能阻止其与下一道涂层的充分结合从而导致系统内附着力短缺。所以，避免远距离喷涂或易挥发环境作业可有效避免干喷。
3.5漏涂点
漏涂点指的是待涂装表面没有被涂装的裸露的点、漏涂区域或涂层内的薄区。漏涂点将有可能造成针孔腐蚀。喷涂时应该细致认真，严格控制喷枪参数及工艺，特别注意在涂敷作业开始的区域。
参考文献：
[1]胡传炘、宋幼慧，涂层技术原理及应用，化学工业出版社，2000.09.
[2]刘栋、张玉龙，涂料配方精选，北京：中国石化出版社，2000～2007.
作者简介：
孔瑞林（1982.4-），男，工程师，2006年7月毕业于大连理工大学，获化学工程与工艺和英语双学士学位，现在中海油能源发展管道工程公司，从事海洋管道防腐、保温及配重技术研究工作。（注：本文版权归作者本人和硅谷杂志所有，禁止他人未经授权转载）
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