摘要:在以往的船舶建造过程中,船舶涂装工序开展的目的是有效避免船舶结构在长期的海上运行过程中出现腐蚀现象,进而促使船舶得以良好且长久的使用,同时对一些海上运行安全事故的发生也能极大程度的减少,而与此同时,船舶涂装还能使船舶的外观形象更加美观。但从现阶段来看,绿色环保、节能减排、科学发展观的大力推广并实施,使得社会各行各业、生产生活都开始逐渐向环保方向转型,而对于船舶涂装工艺技术来说,也应做到与时俱进,加强环保方面的研究力度。因此,船舶涂装工艺技术改造是必然举措,不仅能够实现自身形式的转变,同时也迎合了社会发展的实际需求,为其自身的稳定可持续发展提供了重要保障。
关键词:船舶涂装;工艺技术改造;环保技术
引言
我国造船事业近年进入快速发展期,已开始成为重要支柱产业,造船行业提出绿色造船、快速造船、低耗能造船的方针,涂装是现代化总装船厂的三大支柱之一。船舶涂装是船舶修造时对船体、舱室、附件等进行打磨、喷砂以后,达到除锈、除污、去疤的要求后进行表面涂漆作业的施工。一般船舶涂装工艺流程为:原材料抛丸流水线预处理一涂装车间底漆一钢材落料、加工、装配一分段预晒装一分段二次除锈一分段涂装一船台合拢、晒装一船台二次除锈一二次涂装一船舶下水一码头二次除锈、涂装一交船前坞内涂装,对于油船,其货油舱还需进行防腐特涂。由此可见,涂装作业贯穿了造船的整个过程,所以,涂装作业的质量直接关系着造船的周期、质量、成本和船舶的维修周期、航速、使用寿命,理应予以重视。
1船舶涂装技术研究现状
20世纪70年代以前,在传统的造船工程中,船舶涂装技术相当落后,曾被称为“敲铲油漆”。从20世纪80年代初开始,船舶涂装领域发生了一系列的重大变革。钢铁原材料预处理和涂装车间底漆的新工艺获得普遍应用;以室内喷丸除锈和动力工具除锈代替了原始落后的手工敲铲除锈;国外各种新型的高性能涂料不断受到应用;各种先进的设计与生产技术、管理方式不断获得应用,并结合我国实际情况逐步得到发展提高。从20世纪90年代中期开始,船舶涂装技术领域得到了长足的进步。国内主力船厂建成了一大批与造船发展相适应的先进的大型涂装设施,如钢材预处理生产线分段涂装工场配备磨料自动回收、自动喷漆、自动除尘装置,以及温度、湿度自动控制装置等,大大提高了涂装工作效率和质量;在涂装设计、施工、质量管理、物料管理等方面完善了标准体系;开始确立涂装作业周期应有的地位,推进并建立了壳舾涂一体化造船模式;实现了应用计算机辅助涂装生产设计和生产管理,大大提高设计质量和效率,提高工料可控率;逐步推广应用采用高性能专用涂料,低表面处理涂料,通用型底漆,较大幅度提高了劳动生产效率;大力开展船舶涂装设计人员、质量检验人员、施工人员的技术培训,提高了涂装专业人员的专业素质,和处理相关问题的应变能力;涂装工程的HSE开始受到重视并逐步得到发展。
2探讨船舶涂装工艺技术改造中的环保技术
2.1废气处理对策
漆雾处理。涂装间在开展具体的施工过程中会使用油漆,而油漆自身具有一定挥发性,漆雾由此生成,而对漆雾进行处理时,应对玻璃纤维进行有效利用,进而过滤漆雾,此时对其进行吸附处理,使用的材料为活性炭,使室内挥发的漆雾向外不断扩散现象的发生得以有效避免。而为了避免活性炭功能受到小颗粒漆雾粒子产生影响,可将漆雾过滤器安装在活性炭吸附床前,而在制作过滤器的过程中玻璃纤维为主要使用的材料。过滤过程中,漆雾粒子能够被玻璃纤维所拦截和吸附,同时在材料中将其包容。颗粒物处理。颗粒物的来源主要是涂装车间的喷砂和打磨过程,对此进行的处理措施可以通过搜集的方式来进行,通过室内通风并且保持每小时8~10次通风换气,进而对其进行净化,净化过程所使用的工具为滤芯式布袋,在此基础上对16m的高排气筒进行充分利用,排出废弃,实现对颗粒物的处理。有机废气处理。有机废气产生的主要形式就是涂装车间中有机溶剂的挥发,这种废气中二甲苯等苯系物为其主要的成分。而为了对有机废气进行合理有效的处理,可以将有机废气净化装置进行合理配备和安装,而在有机废气净化装置中具有活性炭吸附装置,其首要进行的就是先吸附有机废气,进而对催化燃烧法加以利用,有效处理有机废气,在此基础上使用高排气筒排出废气,确保使用的高排气筒直径为30m。
2.2废水处理策略
涂装工程在技术改造前后的数量是不会发生变化的,广船国际分三期对厂内污水管网进行改造,使全厂产生的污水都能够排入到市政管网中。广船国际最终获得了排水许可证,清理后的水通过雨水管最终汇入珠江后航道。
2.3监测有害气体
国外涂装较为先进的国家都要求在施工时随时测量舱内有机溶剂挥发出的气体含量,这一工作需要在整个施工过程中进行。对于有机气体的含量其控制限制主要有爆炸极限值;毒性极限值。爆炸极限值依照容器的不同而不同,一般范围在1.4%至6.3%之间。而毒性极限值则在200mg/L,而安全浓度则在30mg/L。目前全球都已经开始重视绿色生产,在传播的涂装工艺上也不例外,有机挥发性涂料的排放控制已经开始受到各国的重视,很多先进的国家都开始对排放量予以限定。日本在2005年便制定了相关政策,政策出台后相比较2003年涂料会发有机物排放量减少了30%,而到2008年则进一步下降了50%。此外还规定政府针对没有达到标注的责任人可以处拘役或者100万日元的罚金。
2.4严格的涂装管理
国外涂装较少发生安全事故,而且除锈、涂装工时及材料消耗远低于我国,最根本的原因是他们设置专门机构对涂装施工实施严格的管理。
为了确保涂装质量,除了以上介绍的6点外,还必须在分段设计时就充分考虑到涂装施工的安全和方便,尽可能避免高空作业和在“盒子”状条件下的舱室内进行除锈涂装。世界主要造船国家在涂装工艺技术方面所作的以上努力和取得的主要进展,其总的发展趋势是涂装工艺向机械化、自动化方向发展,而用得最多的是自动喷涂工艺,包括有气喷涂(常压、低压)、无气喷涂、静电喷涂、无气静电喷涂和有气静电喷涂工艺。
2.5噪声处理对策
通常情况下,船舶涂装车间的大多数系统、设备运行等环节都会产生噪音,如真空吸砂系统、除湿系统、废气自动输送设备等,而这些系统、设备运行等环节所产生的噪声对周边居民的日常生活造成了严重的影响,不能保障其良好的生活质量,鉴于此,船舶涂装车间应对此加强重视程度,并加强资金投入力度,对相应的低噪声设备进行大力引进配置,同时还应将隔减震措施使用在高噪声设备上,确保高噪声设备运行过程中噪声的有效降低,通过时还应将吸音材料敷设在车间墙壁上,综合全面地实现对噪声的处理和控制。
2.6安装布置脚手架
国外为了保证脚手架在布局上根伟安全,在安装上更为合理,都会制定自己的准则以及标准,并设置专门的机构对脚手架进行规划以及安装,很多在设计阶段就已经预先设计好脚手架的设置位置,并已经在设计图纸上予以体现了。在制造过程中,依照规定首先在制定部位将马脚焊好,这样就方便了后期的脚手架安装。通过实际中的施工应用可以看出,脚手架布置的合理性以及紧固程度直接影响到了后期的生产安全,是保证涂装质量的基础。
2.7加大环保设备的研发力度
当前使用比较广泛,而且环保效果较好的设备为移动式分段涂装房。该设备可以结合工程实际来确定容积大小,搭建比较方便,能够循环利用丸、砂,并且能够给自动调节室内空气的湿度和温度,达到全天涂装的目的。此外,该设备应用了漆雾、粉尘分离技术,能够对有机溶剂的排放进行控制。该设备包含了磨料喷射系统、磨料回收系统和磨料清理系统及控制系统等,不但能够节省材料资源和人力资源,而且还能大幅度降低污染物对环境的影响。研发人员应该加强研究力度,研究出更多使用便捷、价格实惠、环保性能良好的设备。
2.8积极应对IMO涂层新标准
为了应对IMO涂层新标准,首先应从主观上提高对涂层新标准重要性的认识,多角度、系统地分析标准条款对设计、生产、管理以及壳、晒、涂作业相互之间的关系与影响,为制订相关措施打下基础;其次,研究制定符合标准条款要求的涂装新工艺以及相关管理制度,从技术上保证标准的实施;第三,应强化涂装管理,严格贯彻执行工艺规程,对涂层质量实施全程控制。
2.9加强环保设备的研发力度
从现阶段来看,移动式分段涂装房是较为广泛应用且高效环保的涂装设备。此设备的优势就是在其容积大小确定的过程中可以切实地根据工程实际情况准确确定,并且其方便搭建,对丸、砂能够重复进行利用,此外,其在对室内空气的温度和湿度进行调节的过程中可以实现自动化,进而可以良好实现涂装工程的全天进行。漆雾以及粉尘分离技术也是此设备所应用的主要技术,能有效控制有机溶剂的排放。并且此设备集合了磨料回收系统及清理、控制系统、喷射系统一体化,在使材料资源以及人员配备方面得到有效节省的基础上,也促使污染物对环境的影响程度大大降低。
3国际海事组织涂层标准
2006年12月8日以后签订建造合同的船长150m以上的油船和船长90m以上的散货船都必须符合这一标准。该标准有四要点:保护涂层系统的目标使用寿命为15年;对环氧树脂涂层干膜厚度不小于300m,建议使用无挥发性或低挥发性有机物的涂料;压载舱涂料系统应是由主管当局认可的涂料;船厂的涂装和表面质量控制系统须由主管当局或其承认的组织认可。此外对钢板盐分浓度、涂层破损率以及板材边缘圆弧度等都比过去有了更加严格的要求。国际上一直开始认为,涂层标准在造船界会产生极大的影响。就目前我国的造船工艺以及技术水平而言,无论是生产环境还是所应用的生产工艺,都无法达到新涂层标准的要求。例如在新要求中要求合拢分段后要求涂层破损的面积同舱室总面积之间的比,即破损率要小于2%,就目前就国所采用的工艺以及硬件设备而言,很难达到要求。我国在破损率上一般都只能达到10%,同国际上的标准要求还具有较大的差距。
结语
在新建的涂装车间采用先进的涂装工艺、设备和废气处理设施,确保喷砂粉尘、漆雾粉尘、有机废气等大气污染物排放达到《大气污染物排放限值》(DB44/27-2001)第二时段相应限值要求;打磨、喷涂工序全部转移至室内,所产生的烟尘、粉尘通过负压抽风及经粉尘处理器处理之后,通过高烟囱排放;喷砂风尘则采用全室通风搜集,再经高效率滤筒除尘器净化处理,净化效率达99070;涂装车间有机废气经活性炭吸附一催化燃烧处理后,通过高烟囱排放;对涂装车间、空压站等噪声源,综合采取隔声、吸声、消声等措施,确保符合《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)3类标准的要求;废油漆、废过滤材质等危废,送有资质的危废处理单位处置,一般工业固废处置按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599-2001)要求执行。制定了《广船国际股份有限公司环境污染事故应急预案》,建立健全突发环境事件应急机制。
参考文献
【1】叶安章,黄智翔.船舶涂装工艺技术改造中的环保技术研究[J].中国新技术新产品,2016(02):168.
【2】丁力.船舶涂装工艺技术改造中的环保技术研究[D].广州:华南理工大学,2013.