CN116695130A - 一种船体外板涂装前处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于船体钢板表面处理技术领域，涉及一种采用专用水处理船体外板的工艺。本发明工艺以专用水清洗船体外板，所述专用水pH为10～13，电导率为100～2.16×104us/cm，氯化物含量≤6.5mg/L。本发明处理后的船体外钢板表面12～24小时不返锈，相比原始采用抛喷丸作业，会产生大量灰尘，需要人力投入进行除尘，本发明以专用水为介质表面处理施工时无粉尘污染，减少清洁工序，提升效率，环保卫生，不产生VOCs排放污染，且钢板表面处理后显著增强了油漆附着力，涂装后符合行业内标准效果。
Description
技术领域
本发明属于船体钢板表面处理技术领域，更具体地，涉及一种采用专用水处理船体外板的工艺。
背景技术
我国船舶涂装技术的发展始于20世纪80年代初期。当时，我国船舶工业开始承造出口船舶，较系统地引进了国外先进造船工艺、方法和标准，使船舶涂装技术领域发生了极大变化，在短短的几年时间里，先进的涂装技术和管理模式就替代了落后的“敲铲油漆”生产方式。近20年来，我国船舶涂装技术获得了较快的发展，达到了一定的水平，例如：涂装工作被列为船舶设计的重要内容之一；钢材预处理工艺得到广泛应用；建立了分段除锈、喷涂车间，并配备了相应的自动、半自动除锈和喷涂设备；制定了一系列的除锈涂装技术标准，完善了标准体系；已经掌握高性能涂料施工工艺和化学品/成品油船特种涂装技术。这些涂装新技术的应用使涂装技术水平、生产效率和涂装质量大大提高，显著缩短了与国外先进涂装技术的差距，涂装质量受到国内外船东的好评。
目前，船体外钢板表面前处理一般采用激光表面处理法、抛丸或喷丸表面处理法、高压水射流表面处理、酸洗表面处理法等。国内激光处理技术和产业化仍落后国外，国内激光处理法激光表面处理单位时间处理面积小，效率低适用于小面积附加值高的有色金属材料处理。抛、喷丸工艺随着国家环保政策的逐渐提高和完善，使用该技术产生的VOCs等物质的处理成为各大重工企业的痛点，企业环保成本不断提升；此外此项技术中应用的抛喷丸介质均不可循环使用，企业的耗材成本增加。酸洗表面处理是利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物，是清洁金属表面的一种方法，以除去金属表面的氧化物等薄膜。现阶段采用的酸洗工艺除去不锈钢表面厚氧化皮，工艺对除去薄氧化皮效果好，酸洗处理后表面洁净光亮，不易失光褪色，不泛黄，但酸洗时间长，加工成本居高不下，环境污染问题一直得不到解决。该工艺适用于不锈钢等高附加值的有色金属管材的表面处理，使用后的废液需要进行特定的环保处理，对环境存在危害风险出现。
高压水射流表面处理技术自80年代中期传入我国后，因进口设备成本极其高昂，短期内未能实现国产化，因此该设备在很长时间内处于单个试点的尝试状态。进入21世纪后，随着设备国产化进度不断推进，设备成本不断趋于合理化。于2018年前后该项技术得到推广普及。随着重工行业对表面处理的效率、洁净率及环保要求的不断提高，高压水射流表面处理在重工行业开始大面积应用。高压水射流除锈进行表面处理介质分为淡水、淡水+砂、干砂等三种形式。使用淡水介质进行表面处理后，钢板会在30min内发生反锈，使用干砂介质进行表面处理的过程中中会出现大量的粉尘污染，并且在后续施工过程中影响油漆在钢板上的附着力；而使用淡水+砂进行表面处理，处理后除了需要增加清砂清水回收工序，也无法避免钢板在30min内发生反锈。因此，需要对于高压水射流技术中的介质进行研究，以期达到处理过程中不会造成环境污染，钢板表面粗糙度满足喷漆工艺的需求，且处理后的钢板不发生反锈。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种不采用喷砂处理的对船体外钢板表面处理的方式，使用施工人员在一个干净、无灰尘的环境中工作，减少清砂、清水等施工工序，无粉尘污染并且表面没有返锈的钢板外壁，为后续的涂装工艺提供良好的基础，以获得符合行业标准的涂装后的钢板。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种船体外板涂装前处理工艺，以专用水清洗船体外板，所述专用水pH为10～13，电导率为100～2.16×104us/cm，氯化物含量≤6.5mg/L。
上述技术方案中，进一步地，所述专用水喷射至船体外板表面进行清洗，所述喷射的压力为160～300Mpa，喷射距离为5-10cm。
上述技术方案中，进一步地，所述专用水以高压水射流装置喷射至船体外板。
上述技术方案中，进一步地，所述高压水射流装置为手持喷枪式装置、手推清洗盘式装置或爬壁机器人式装置。
上述技术方案中，进一步地，所述专用水的温度为30～80℃。
上述技术方案中，进一步地，所述前处理工艺，以专用水清洗后干燥即可。
上述技术方案中，进一步地，所述干燥为自然风干。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明以专用水为高压水射流技术中的介质，对钢板表面的油污、杂物、钢锈等进行清洗处理；处理后的钢板在自然干燥后会形成一层致密离子膜保护钢板表面，使钢板表面形成电位差，降低钢板表面的腐蚀速度，以获得较好的防锈、防潮效果，达到船体外钢板表面经专用水处理后12～24小时不返锈，为后续的涂装提供更好的工艺条件。
2、本发明以专用水处理船体外板后，钢板表面盐分低，节省冲洗淡水工序，整体施工工序环节缩短，效率提高。
3、相比原始采用抛喷丸作业，会产生大量灰尘，需要人力投入进行除尘，本发明以专用水为介质表面处理施工时无粉尘污染，减少清洁工序，提升效率，环保卫生，不产生VOCs排放污染。
4、经本发明专用水处理后的船体外钢板，钢板表面处理后显著增强了油漆附着力，涂装后符合行业内标准效果。
附图说明
图1实施例1专用水对钢板处理后1小时、12小时、24小时钢板表面变化照片。
图2对比例1钢砂对钢板处理后1小时、12小时、24小时钢板表面变化照片。
图3对比例2自来水对钢板处理后1小时、12小时、24小时钢板表面变化照片。
图4实施例、对比例1、对比例2显微镜观察图。
图5油漆附着力检测报告。
图6实施例2中钢板表面变化照片。
图7实施例2中钢板表面显微镜图片。
图8实验例3中钢板表面观察图片。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
本发明使用的专用水以本领域现有技术的电解离子水的装置及工艺制备即可得到，制备碱性电解水pH值在10～13，电导率为100～2.16×104us/cm，水氯化物含量≤6.5mg/L。
(1)采用专用水对钢板表面进行处理：
S1：准备一块500mm*500mm*6mm的钢板。
S2：将一定量的pH值10.5(±0.3)的专用水倒入高压水射流装置中，专用水的电导率216us/cm，氯化物含量为6.01mg/L，通过高压水射流装置的手持喷枪对钢板表面进行处理，喷头距离钢板约为5-10cm左右，水射流压力为250Mpa，此时喷射水温度为60℃，喷射时间为5min。
S3：喷射后的钢板自然风干。
对比例1采用钢砂对钢板进行预处理：
钢砂处理返锈试验：采用喷砂设备对钢板表面喷抛丸。在进行喷砂处理后，钢板表面会残留处理后的钢砂(丸)颗粒和粉尘，有些甚至镶嵌在钢板表面，需要采用鼓风机等设备对钢板表面的小钢丸进行清理。钢砂(丸)直径为0.4mm-1.2mm。
对比例2采用自来水对钢板进行预处理：
S1：准备一块500mm*500mm*6mm钢板。
S2：将一定量的自来水(Ph值8.49、电导率218us/cm、水氯化物含量12.5mg/L)倒入高压水射流除锈装置的储水罐中，通过该装置的手持喷枪对钢板表面进行处理，喷头距离钢板约为5-10cm左右，水射流压力为250Mpa，此时喷射水温度为60℃，喷射时间为5min。
S3：喷射后的钢板自然风干。
实验例1
考察以专用水(实施例1)、钢砂(对比例1)、自来水(对比例2)处理钢板后，钢板返锈情况(图1～4)。
图1是采用本发明专用水处理工艺处理后的钢板，从图1可以看出，以本发明工艺处理后的钢板在划定区域内观测12小时、24小时内均未发生返锈情况。图2是以现有的钢砂处理后的钢板，从图2可以看出，以钢砂处理的钢板在12小时之内未发生返锈情况，但是在24h时，钢板表面出现少许浮锈。图3是以自来水处理后的钢板，从图3可以看出，在烘干后1小时左右钢板开始出现浮锈，并随着时间的延长，锈蚀情况不断加深。图4是处理12h在显微镜下观察的结果，由图4结果可以看出，虽然钢砂处理的钢板表面未出现浮锈，但是钢砂和自来水处理的钢板在显微镜观察下均有返锈现象，经专用水处理的钢板，在显微镜下观察，12h未有返锈现象，符合后续喷漆要求。
实验例2
考察以专用水(实施例1)、钢砂(对比例1)、自来水(对比例2)处理钢板后，钢板的油漆附着力。
将以专用水、钢砂、自来水处理后的钢板分别进行涂装，其中，经钢砂预处理的钢板需要先对喷砂进行清洁，清洁后60℃左右烘干，以专用水及自来水预处理的钢板自然风干即可。在涂装环境相对湿度为75％，钢板表面温度高于露点温度3℃时，采用环氧防腐涂料对钢板分别进行1次喷涂。涂装后进行漆膜结合强度测试，测试结果见图5和表1。
表1
| 漆膜结合强度(MPa) | 漆膜结合强度平均值(MPa) | |
| 实施例1 | 15～20 | 18 |
| 对比例1 | 13～17 | 16 |
| 对比例2 | 12～16 | 15 |
从表1中可以看出，采用专用水处理后的钢板进行涂装的漆膜结合强度明显高于采用钢砂或自来水处理后的，采用专用水处理的钢板的漆膜结合强度最高可以达到20Mpa，油漆附着力显著提高。
实验例3
以专用水(实施例1)和钢砂(对比例1)处理后在显微镜下观察钢板表现，见图8。经专用水清洗后的钢板表面氯化物的残留只有钢砂处理后的1/5，并且保留下来的原有的钢板表面轮廓，保证了新油漆良好的附着力。钢砂处理后的钢板表面残留了大量的氯化物，砂以及坑洞内的油漆。
实施例2
以实施例1的方法，将pH值13(±0.3)的专用水与实施例1的专用水分别处理钢板，24h后观察，从图6和图7可以看出，从钢板表面看均未有返锈现象，但是在显微镜下观察可见，以实施例1pH10.5处理的钢板已有返锈现象。
对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种船体外板涂装前处理工艺，其特征在于，以专用水清洗船体外板，所述专用水pH为10～13，电导率为100～2.16×104us/cm，氯化物含量≤6.5mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种船体外板涂装前处理工艺，其特征在于，所述专用水喷射至船体外板表面进行清洗，所述喷射的压力为160～300Mpa，喷射距离为5-10cm。
3.根据权利要求2所述的一种船体外板涂装前处理工艺，其特征在于，所述专用水以高压水射流装置喷射至船体外板。
4.根据权利要求3所述的一种船体外板涂装前处理工艺，其特征在于，所述高压水射流装置为手持喷枪式装置、手推清洗盘式装置或爬壁机器人式装置。
5.根据权利要求1所述的一种船体外板涂装前处理工艺，其特征在于，所述专用水的温度为30～80℃。
6.根据权利要求1所述的一种船体外板涂装前处理工艺，其特征在于，所述前处理工艺，以专用水清洗后干燥即可。
7.根据权利要求6所述的一种船体外板涂装前处理工艺，其特征在于，所述干燥为自然风干。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117800538A (zh) * | 2024-01-24 | 2024-04-02 | 南京洪荒工业智能装备研究院有限公司 | 一种船舶表面处理专用水生成装置及其工作方法 |
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2023
- 2023-06-09 CN CN202310693208.5A patent/CN116695130A/zh active Pending
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| CN117800538A (zh) * | 2024-01-24 | 2024-04-02 | 南京洪荒工业智能装备研究院有限公司 | 一种船舶表面处理专用水生成装置及其工作方法 |
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