船舶油漆涂覆系数控制措施研究_肖越英.pdf

-37-作者简介：肖越英（1969-），男，工程师，涂装技术管理。吴天宝（1985-），男，工程师，涂装生产管理。陈澄（1987-），男，工程师，涂装工艺设计。船舶油漆涂覆系数控制措施研究船舶油漆涂覆系数控制措施研究肖越英吴天宝陈澄（广船国际涂装部）摘要：通过分析油漆配套设计、建造工艺流程、涂装施工控制等油漆涂覆系数的影响因素，总结涂覆系数的制定方式，提出降低油漆涂覆系数的管控措施。关键词：船舶；油漆；涂覆系数DOI：10.3969/j.issn.2095-4506.2023.01.0100前言油漆涂覆系数亦称为油漆消耗系数，是船企承接船舶估算油漆成本的一个关键参数，是船舶建造过程中控制油漆用量的一个关键指标，也是船舶整体建造水平的综合体现。油漆涂覆系数与油漆用量成正比，油漆涂覆系数大，表示在实际生产过程中油漆用量多；油漆涂覆系数小，表示在实际生产过程中油漆用量少。油漆消耗分为正常消耗和非正常消耗。喷涂油漆过程中的漆雾消耗、分段合拢过程中不可避免的涂层破损等均会产生油漆正常消耗；底材表面粗糙度过大、涂层厚度超厚、完工涂层的破损、涂装前工序缺乏完整性、分段合拢口划分过多、涂装施工阶段划分不合理等因素均会造成油漆非正常消耗。通过不断完善船舶建造工艺流程可以降低油漆涂覆系数，但油漆涂覆系数降低必定要求实施精益求精的涂装过程，从而可能导致涂装周期的延长，以至于影响整体船舶建造周期，所以制定科学合理的油漆涂覆系数十分必要。1涂覆系数涂覆系数是油漆实际用量与理论用量（不考虑任何损失）的比值，对于某个特定的船舶，涂覆系数越大，实际油漆用量越多，油漆成本越高，因此各船企根据自身的建造工艺和建造船型，制定不同的油漆涂覆系数目标值，以控制油漆成本。通常情况下，由于不同船型的结构型式、舱室布置、建造难易程度、涂装施工阶段划分和管理方式等存在差异，其油漆涂覆系数不同，例如客滚船的油漆涂覆系数会大于半潜船，半潜船的油漆涂覆系数会大于货油船等等，因此，根据不同类型船舶制定正确的油漆涂覆系数，对估算和控制承接产品的油漆成本有着一定的指导性意义。2影响油漆涂覆系数的因素油漆施工贯穿于船舶建造全过程，从钢板预处理直至完工交船都有油漆应用，从而影响油漆涂覆系数的因素也非常多而复杂，主要有油漆配套设计、建造工艺流程以及油漆施工控制三方面，其中有主观因素，也有客观因素。油漆配套设计中涂料的类型和性能、涂层的厚度和道数以及施工界面；涂装阶段划分中涂装时机以及施工方法的选择；建造流程中各阶段工序的完整性、精度控制、涂装阶段划分和涂层保护等；油漆施工过程中的粗糙度、实际涂层厚度、损耗控制以及油漆管理等，这些都是影响油漆涂覆系数的重要因素。2.1油漆配套设计船舶油漆配套设计是指船舶各部位防腐涂层的类型、厚度和施工道数的设计，其不仅决定了船舶的防腐寿命，而且关系到船舶的涂装成本乃至建造成本。涂层的类型、厚度和道数决定了涂装的施工方式，而施工方式的不同又会造成油漆涂覆系数的差异，油漆的固体含量高、涂层过厚或过薄、涂层道数多，在主观和客观上都会造成油漆涂覆系数增大。在船市低迷、船价偏低的市场环境下，各船企为了经营接单而努力压缩成本，油漆也不例外。（1）通常做法之一是满足船舶防腐基本要求的前提下，从设计源头上降低涂层的干膜厚度。而油漆制造商基于环保对油漆 VOCs 含量的要求，同时亦为满足船企快速造船和 VOCs 减排，推荐一次性成膜厚的高固体、低 VOCs 的环保油漆。如此，设计低涂层干膜厚度，就不能很好地与一次性成膜厚的高固体油漆相匹配，容易造成涂覆系数增大。因此，必须平衡低膜厚与高固体含量之间的价值关系。（2）为缩短涂装周期，减少涂层度数。如：机舱采用1度漆，相比23度漆可以缩短涂装周期36 天，但是会导致油漆涂覆系数增大。2.2建造工艺流程广东省挥发性有机物（VOCs）整治与减排工作方案，船舶制造企业 60%以上的涂装工作量须在封闭且带有排气净化系统的空间内进行。意味着，有60%以上的油漆量将在涂装厂房内施工。众所周知，油漆施工越是前移，越不利于油漆涂覆系数的控制，GSI SHIPBUILDING TECHNOLOGY广船科技2023 年第 1 期(总第 164 期)-38-而临近交船施工油漆会影响船坞/码头的涂装周期，并且涂装施工难度加大和不利于安全管控。因此，需综合考虑和平衡建造流程、涂装阶段等因素对涂覆系数的影响。（1）分段铁舾件预装完整性越高，越有利于控制油漆的用量。否则，后期因补装铁舾件需要额外的油漆进行修补。（2）分段大量的水密焊缝没有密试，导致后续进行修补涂装，影响涂覆系数。（3）建造精度和设计修改，因建造精度不高，余量修割、结构开刀、火工校正，或者设计遗漏、错误导致返工，将已施工的涂层损坏而进行修补油漆。（4）涂层保护，特别是对美观要求较高的外板、上建外壁、露天甲板、机舱等部位，因对涂层保护不好导致涂层破损或污染，而进行油漆修补和翻新。2.3涂装施工控制在涂装施工过程中，总是存在主观和客观的因素，影响涂覆系数的大小。2.3.1粗糙度船舶压载舱保护涂层性能标准（PSPC）要求一次表面除锈和二次表面除锈后产生的粗糙度介于 3075m。通常一次表面除锈采用球形钢丸磨料为主的抛丸除锈方式，二次表面除锈采用的以棱角钢砂磨料为主的喷砂除锈方式。除锈后钢板表面产生的粗糙度，波峰上的涂层厚度比波谷低，波峰上的涂层厚度是决定涂装质量的重要因素，因此波谷上的涂料就损失在钢材表面的粗糙度里了。通常当粗糙度介于 50100m 时，涂料的损失相当于干膜厚度约 35m 以上。粗糙度的大小与选用的磨料有关，颗粒大的棱角钢砂磨料产生的粗糙度大，损耗的涂料多，但能提高除锈效率，减少磨料的损耗，以及减少动能的损耗。2.3.2干膜厚度作为手工施涂的油漆施工人员，总是努力控制涂层厚度达到规定的最低膜厚要求，按照 85/15 原则测量干膜厚度，要确保任何一点的干膜都能满足最低的膜厚要求，意味着实际的油漆用量将远远超出理论用量，超出规定膜厚之外的油漆视为油漆的损失。PSPC 舱室、特涂舱室等按照 90/10 原则，更增加了喷涂难度和油漆损失。油漆的损失与涂装方法（刷涂、滚涂或喷涂等）、船体结构、涂装水平等有很大的关系。（1）船体多为复杂结构，边、角、孔、焊缝等狭窄部位特别多，影响涂装效率和增加油漆浪费。为满足大工业化生产需求，船企追求快速造船，通过优化油漆配套，减少油漆涂装道数，如上建室内、机舱、空舱等设计成一道涂层，压载舱、液舱等设计成两道涂层。但是，油漆道数越少，浪费的油漆就越多。对于船体复杂结构，设计成一道涂层的舱室，浪费约 60%的油漆；设计成两道涂层的舱室，浪费约 40%的油漆；设计成三道涂层的舱室，浪费约 30%的油漆。（2）涂装喷涂水平影响干膜厚度的控制。涂装施工人员队伍不稳定，特别是新老喷漆人员交替频繁，整体涂装喷涂水平难以有效提升；喷涂油漆作业多在夜间进行，照明不好光线昏暗，精神状态和体力状况等，均影响喷涂效果和涂层膜厚的控制，同时影响了油漆涂覆系数。2.3.3施工损耗船舶涂装主要采用高压无气喷涂的方法，喷涂效率高，涂层附着力好，良好的雾化，能够获得光滑致密的涂层。但是，喷涂过程中产生的漆雾而损失一部分油漆是难以避免的，其损失程度因被涂结构的复杂性、天气状况的变化而不同的，如在室内、外无风的环境中会损失 5%10%的油漆；在室外有风的环境中会损失 20%以上的油漆；在喷涂临近边、孔等部位时，会飞掉一部分油漆；涂层修补、预涂时，滴落油漆，同样也加大了油漆涂覆系数。2.3.4涂料浪费油漆施工总有一些油漆残留在设备、工具里，导致油漆浪费，这是不可避免的。（1）喷涂前的试枪，将浪费部分涂料；喷涂过程中更换不同的油漆，将喷漆管中的残余油漆放掉，而成废弃的油漆；（2）喷漆结束之后，残留在喷漆管及喷枪内的油漆；（3）修补/预涂油漆后，油漆刷、滚筒等工具上残留油漆、修补/预涂的油漆桶内残留或未用完的油漆。3涂覆系数的制定涂覆系数制定没有统一的标准，船舶舱室众多、结构复杂，不同船型的舱室、结构各不相同，建造流程、管理模式、建造难易程度等也不尽相同。船企可根据建造的船型、工艺流程、管理模式，以及自身状况等，遵循兼顾综合成本、建造周期的原则，合理、科学地制定本企业的油漆涂覆系数。在生产、建造过程中，根据工艺流程、管理模式等的改进情况，不断优化并形成趋向更加合理的涂覆系数，指导企业更好地控制油漆用量和综合成本。4降低油漆涂覆系数的措施（1）强化设计质量，提高建造精度；（2）加强生产组织管理，提高分段铁舾件预装完整性和水密焊缝密试完成率；（下转第 65 页）肖越英吴天宝陈澄：船舶油漆涂覆系数控制措施研究-65-预舾装改到总组或搭载阶段，对指示不明确的贴装件不予安装。对于狭小空间的舾装件贴装，应优化贴装工序，充分考虑后续合拢阶段是否能够贴装。在舾装件进行贴装设计时，应当对其贴装形式和贴装位置进行明确的指示说明，规范贴装原则，充分考虑贴装件的长度或大小对现场大合拢阶段产生的影响。在生产阶段，由于分段建造和分段合拢可能分属不同时段、不同部门、不同施工班组进行处理，不合理不规范的贴装是否会影响下一道工序的安装，现场各部门应该进行有效地沟通和评估，避免影响现场生产效率。并编制完善相应分段舾装件贴装标准，优化工艺工法，节约船舶建造成本。4结束语本文以船舶大型跨分段合拢缝的舾装件贴装现状为例，探讨了舾装件贴装方式及其存在的问题，提出了在设计和工艺两个方面的优化方法，以期解决现场舾装件贴装不规范，指示说明不明确的问题。为编制相应设计标准和工艺标准提出了可供参考的方案。参考文献：1张润灿,杨瀛,李金兰,跨分段合拢缝舾装件贴装方式的研究J.广船科技.09005-2020.2QGSIJ0409005-2018.分段贴装件贴装工艺S.广州:广船国际有限公司.3 QGSIJ0404012-2015(2017).船舶舾装管子焊接工艺规范S.广州:广船国际有限公司.4QGSIJ0405016-2018.外舾装件的安装焊接S.广州:广船国际有限公司.5QGSIJ0304031-2010(2019).居住区铁舾装安装图设绘细则S.广州:广船国际有限公司.投稿日期：2020-12-19图 11工艺优化（上接第 38 页）（3）加强喷漆工技能人才队伍建设，提高喷涂水平，控制干膜厚度；（4）加强施工管理，严格执行涂装工艺，避免油漆浪费；（5）严格执行建造各阶段的跟踪补涂工艺，推行分段扫砂工艺；（6）制定涂层保护措施，加强涂层保护，减少返工损失及翻新带来的额外用量。5结束语油漆涂覆系数的管控是一个系统性工作，涉及到多工种的管理工作，涉及到多专业的设计质量，涉及到船舶的建造流程，涉及到涂装的施工阶段等。从某种意义上讲，涂覆系数体现了船舶的建造管理水平和建造成本，但涂覆系数并不是唯一的考核指标，不能仅仅一味追求涂覆系数越小越好，而是要综合考虑建造流程、建造和涂装周期、施工质量要求、环保、涂装效率等因素，在兼顾综合成本、施工质量、施工周期、施工效率、环境保护的前提下，制定科学、合理且能体现综合经济效益的油漆涂覆系数。投稿日期：2021-9-28GSI SHIPBUILDING TECHNOLOGY广船科技2023 年第 1 期(总第 164 期)