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良時(shí)海綿磨料低塵噴砂工藝的探討

良時(shí)海綿噴砂設(shè)備（點(diǎn)擊查看）

隨著當(dāng)今船舶制造行業(yè)內(nèi)的競爭越發(fā)激烈、“綠色造船“理念的日益推廣以及行業(yè)本身面臨的諸多變數(shù)，世界各大船廠為了更好地適應(yīng)未來造船業(yè)的發(fā)展，根據(jù)“殼＂、＂舾＂、＂涂”建造內(nèi)涵對(duì)其原有工藝進(jìn)行升級(jí)或創(chuàng)新。

＂涂”所代表的涂裝領(lǐng)域包含了除銹作業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì) ，70％的涂裝缺陷與底材的表面處理狀況有關(guān)，我國多數(shù)船廠將噴砂處理作為分段除銹及艙室特涂的表面處理工藝。此傳統(tǒng)工藝能滿足質(zhì)量要求，但忽略了對(duì)環(huán)境的污染及對(duì)操作人員的健康影響。同時(shí)隨著 PSPC（涂層保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)范的強(qiáng)制實(shí)施，所有船廠又面臨著如何解決壓載艙涂層破損超標(biāo)這一新的難題。

在既不影響工程質(zhì)量又能貫徹公司“綠色造船”方針，還可以應(yīng)對(duì) PSPC 規(guī)范的背景下，改進(jìn)噴砂工藝就成為當(dāng)前急需思考的重點(diǎn)課題。下面就根據(jù)外高橋船廠實(shí)際情況，對(duì)新型工藝一海綿磨料低塵噴砂工藝展開了深入的研究與討論。

2.噴砂工藝的實(shí)施情況

2.1 噴砂工藝簡介

噴砂（噴丸）處理是表面除銹的一種方式。它以壓縮空氣為動(dòng)力，將金屬或非金屬顆粒作為磨料高速噴射到被處理表面，以沖擊和磨削方式除銹清潔表面。能對(duì)鋼材表面的氧化皮及銹蝕作徹底清潔處理，對(duì)舊涂層表面達(dá)到出白處理，還能做到涂層表面輕度掃砂處理[I] 。噴砂不但能使鋼板表面達(dá)到高質(zhì)量的除銹效果，還能使表面具有一定的粗糙度，滿足施涂高性能涂料的表面處理要求。

噴砂除銹處理的生產(chǎn)工藝，在船廠主要用千二次除銹，如有特殊情況也可用于合攏后局部或部分艙室的表面處理。

2.1 噴砂工藝存在的問題

常規(guī)磨料（銅礦砂、陶瓷、鋼砂、鋼丸等）在沖砂過程中由千自身材質(zhì)的硬脆性及壓縮空氣的壓力，使其沖到鋼板表面后即變成粉末砂塵，所產(chǎn)生的粉末砂塵給施工和環(huán)境帶來了諸多不便。

2.2.1 環(huán)保問題

噴砂處理后大部分常規(guī)磨料已變成粉末無法再次利用，只得按廢料處理。即便一艘載重噸不大的船，噴砂后也需處理至少上百噸的廢砂。使用節(jié)約率高達(dá)80％的金屬磨料，表面處理后也會(huì)產(chǎn)生一定量的礦塵和粉塵。

這使得噴砂處理后的清砂、清潔、廢砂處理的工作量繁重，還需要安排廢料堆場。清理過程稍有不慎，砂塵還會(huì)混入到空氣中，影響大氣質(zhì)量。

2.2.2 勞動(dòng)保護(hù)問題

噴砂是形成逸散性排放的最大因素。磨料變成粉末后直接在艙室中飛散開，飄散在艙室的砂塵中含有多種重金屬成分且微粒極細(xì)，甚至可以穿透工人的防護(hù)服、面罩，所以對(duì)艙內(nèi)施工人員危害極大。工人在這樣的環(huán)境下長久工作，會(huì)引起中毒性肺炎或砂肺，嚴(yán)重者可導(dǎo)致肺癌。另外，金屬磨料沖擊底材之后四處飛濺的磨屑會(huì)反彈到施工人員身上產(chǎn)生強(qiáng)烈的疼痛感，也會(huì)造成眼睛不適、受傷等眼部傷害。

2.2.3施工周期問題

在總組、船塢、碼頭階段使用常規(guī)磨料噴砂后清理時(shí)間長，對(duì)環(huán)境、其他施工影響較大，故大多船廠更多采用動(dòng)力工具打磨處理，但動(dòng)力打磨不僅除銹質(zhì)量較差、而且效率也較低，影響了總組平臺(tái)、船塢、碼頭周轉(zhuǎn)率。由千PSPC規(guī)范的實(shí)施，其對(duì)合攏后壓載艙涂層破損的表面處理又有了新的規(guī)定，若壓載艙破損涂層超標(biāo)，僅使用動(dòng)力工具打磨已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了規(guī)范要求，而使用常規(guī)磨料噴砂處理又易導(dǎo)致施工計(jì)劃延期。

針對(duì)以上不利因素，業(yè)內(nèi)展開了大量細(xì)致的討論與研究，推出了一項(xiàng)新型除銹工藝—海綿磨料低塵噴砂工藝。該工藝采用了先進(jìn)的靈便型噴砂與回收組合套裝，并且將常規(guī)磨料升級(jí)為海綿磨料。

3. 海綿磨料低塵噴砂工藝的基本原理及施工程序

3.1 海綿磨料的施工原理

海綿磨料低塵噴砂系統(tǒng)的核心是海綿磨料，其本身具有低塵、低彈射性能。這種專利技術(shù)結(jié)合了聚氨酣海綿的吸收能力及傳統(tǒng)噴砂工藝的清潔磨削能力。海綿磨料的柔性使其在沖擊被處理表面時(shí)變扁，瞬間擴(kuò)張至實(shí)際尺寸的3 倍并形成真空，將捕捉絕大多數(shù)經(jīng)沖擊后脫離表面的污染空氣的微粒、碎屑等物質(zhì)，令底材顯露出來。

3.2 海綿磨料低塵噴砂設(shè)備的組成

海綿磨料低塵噴砂設(shè)備配以海綿磨料，主要用千內(nèi)、外場除銹。此設(shè)備主要由磨料供給單元和磨料循環(huán)單元組成。磨料供給單元由一個(gè)儲(chǔ)料缸體和中央控制面板構(gòu)成，其一次性儲(chǔ)料量為60Kg, 可在噴砂過程中補(bǔ)充磨料。磨料循環(huán)單元由分離斗、磨料循環(huán)器、廢物回收器及磨料回收器組成。

3.3 海綿磨料低塵噴砂設(shè)備的工作流程

設(shè)備使用時(shí)，中央控制面板根據(jù)海綿磨料特定的流動(dòng)性，可精確調(diào)節(jié)噴射壓力和海綿磨料進(jìn)速度，磨料供給單元通過噴嘴將海綿磨料噴射到被處理表面。施工后在真空氣流和氣動(dòng)作用下，將磨料分離斗中使用過的磨料傳輸?shù)侥チ涎h(huán)器進(jìn)行分類凈化。經(jīng)磨料循環(huán)器的分類裝置處理，將可重復(fù)使用的海綿磨料從過大的碎片及使用后的廢料（失效磨料及污染物）中分離，供循環(huán)使用。整個(gè)工藝流程中噴砂、噴砂缸內(nèi)磨料補(bǔ)充、磨料回收以及雜質(zhì)分離等四個(gè)環(huán)節(jié)均獨(dú)立運(yùn)行。

4. 海綿磨料低塵噴砂工藝的施工效果

4.1 提高施工質(zhì)量

采用海綿磨料，使鋼板表面處理后的粗糙度均勻，進(jìn)一步提高了涂層與鋼板之間的附著力，增強(qiáng)了涂層的防腐效能，延長了涂膜的耐久性，也有利于涂層的流平和裝飾。

4.2 設(shè)備輕巧、操作便捷

設(shè)備結(jié)構(gòu)小巧，噴砂與回收組合套裝總重為150Kg左右，用帶滾輪的鋼構(gòu)架可隨時(shí)拖動(dòng)到所需工作區(qū)。將設(shè)備移至工作區(qū)越近，所使用皮管長度越短，處理效果也越好。由千海綿磨料具有低塵、低彈射的性能，所以在艙室內(nèi)收集磨料難度減小，縮短了收集時(shí)間，工作效率得以提升。同時(shí)對(duì)作業(yè)區(qū)內(nèi)其他施工影響小，能做到交叉作業(yè)。

4.3 海綿磨料低塵噴砂工藝在 PSPC 規(guī)范中的應(yīng)用

目前國內(nèi)各大造船廠整船合攏后壓載艙內(nèi)涂層破壞率在4o/o-8％之間，甚至更高，均采用動(dòng)力工具打磨方式對(duì)破損涂層進(jìn)行表面處理。而PSPC 規(guī)范中對(duì)壓載艙合攏后的表面處理規(guī)定：相連接的破壞區(qū)域的總面積超過25m2 或超過艙室總面積2%，表面處理應(yīng)達(dá)到Sa2½級(jí)。PSPC 正式實(shí)施之后，若合攏階段壓載艙區(qū)域涂層破損情況不能達(dá)到上述要求，必須噴砂處理至 Sa2½。

若使用常規(guī)磨料噴砂處理，必定會(huì)導(dǎo)致密閉艙室內(nèi)砂塵飛揚(yáng)，對(duì)之后的磨料回收、清潔、油漆噴涂、周邊工種工作等諸多情況帶來不良影響，甚至直接威脅整個(gè)船舶的建造進(jìn)程。

海綿磨料低塵噴砂工藝可作為壓載艙合攏后涂層破損超標(biāo)后的應(yīng)急處理預(yù)案，不僅提高 PSPC規(guī)范的應(yīng)對(duì)能力，而且除銹效率高，清潔方便，解決了延長船塢周期的難題。

5.海綿磨料低塵噴砂工藝的特點(diǎn)

5.1減少環(huán)境污染

在外場常規(guī)磨料所造成的砂塵污染極為嚴(yán)重，難以控制，根本不能達(dá)到環(huán)保要求。而內(nèi)場常用的金屬磨料，也會(huì)產(chǎn)生一定量的砂塵。一旦處理不慎，砂塵便會(huì)混入空氣中，進(jìn)而形成大氣污染。海綿磨料可捕獲高達(dá)99％的空氣污染物，從而保護(hù)環(huán)境和公眾健康。

5.2 提高工作效率

由千沖擊表面后產(chǎn)生的鋼質(zhì)碎屑基本被海綿磨料捕獲，不會(huì)在工作區(qū)產(chǎn)生明顯的揚(yáng)塵現(xiàn)象，減少了等待砂塵沉降的時(shí)間，隨后的表面清潔工作量也大大減少。因海綿磨料具有低彈射性，噴砂后掉落的磨料分布也較為規(guī)律，便于回收，回收過程也不會(huì)引起砂塵二次飛揚(yáng)。噴砂和清潔過程較傳統(tǒng)工藝相比，施工難度降低施丁時(shí)間縮短，整體效率有了很大提高。

5.3 保障施工人員健康

常規(guī)磨料施工后在工作區(qū)產(chǎn)生的砂塵極多極細(xì)，其中包含多種重金屬元素。當(dāng)有害微粒進(jìn)入人體后可導(dǎo)致上呼吸道感染，嚴(yán)重影響工人的健康。而海綿磨料則捕捉絕大多數(shù)有害污染物，降低了工人接觸有害物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)，減少了工廠方面的勞保用品更新、治療、療養(yǎng)、甚至訴訟、賠償?shù)认嚓P(guān)的責(zé)任及費(fèi)用。另外，海綿磨料低塵噴砂工藝不像傳統(tǒng)工藝，它的低塵、低彈射性能可以降低眼部傷害及其他工傷發(fā)生的可能性。

5.4 減少設(shè)備故障

如今各類設(shè)備在船舶建造過程中起著至關(guān)重要的作用。儀器、電子儀表和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備若長期暴露在砂塵中，很容易受到干擾或提前失效。海綿磨料低塵噴砂工藝較之傳統(tǒng)工藝可減少絕大部分的砂塵，提升設(shè)備及工廠的總體穩(wěn)定性。不僅降低了設(shè)備維修的頻率，而且機(jī)修工、焊工、電氣工和其他作業(yè)人員均能在噴砂施工臨近區(qū)域作業(yè)，減少了因表面處理導(dǎo)致的停工時(shí)間。

5.5 提高磨料資源的循環(huán)利用率

資源的循環(huán)利用是節(jié)能減排的重要環(huán)節(jié)。目前，除鋼砂（丸）以外的常規(guī)磨料在沖砂過程中變成粉末無法再次使用，鋼砂（丸）磨料雖可循環(huán)利用，其回收率只達(dá)到 80％左右，但是海綿磨料作為新型綠色磨料，其回收率高達(dá)96%，將磨料循環(huán)使用效率再次提高，為企業(yè)有效地節(jié)省了磨料資源。

現(xiàn)代化造船以“綠色造船“理念為指導(dǎo)，提倡以人為本、保護(hù)環(huán)境、節(jié)能減排。在船舶除銹作業(yè)中，常規(guī)磨料的使用必將受到環(huán)保法規(guī)的限制，而行業(yè)內(nèi)稱之為“綠色磨料”的海綿磨料的應(yīng)用可以解決傳統(tǒng)工藝中污染環(huán)境、健康隱患、磨料利用率低等問題，順應(yīng)了“綠色造船＂的國際化發(fā)展趨勢。隨著造船企業(yè)生產(chǎn)節(jié)奏的加快，改進(jìn)傳統(tǒng)工藝、作好資源規(guī)劃、引進(jìn)有效先進(jìn)工藝，可實(shí)現(xiàn)減少環(huán)境污染、保障施工人員健康、提高生產(chǎn)效率等目標(biāo)，也為“綠色造船“打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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