满足PSPC要求的舾装生产设计改进与实现

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(南通中远川崎船舶工程有限公司，江苏 南通 226005)

国际海事组织(IMO)在对压载舱涂层提出的标准《船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处保护涂层性能标准》(Performance Standard for Protective Coatings，PSPC)中规定：将2008年7月1日以后签约的所有总吨位500以上散货船(散货船双舷侧空间在150 m长度以上)、油船和集装箱船等船型，及2009年1月1日以后开始起工和2012年7月1日后完工的所有船舶均纳入PSPC标准强制实施范围。

PSPC对造船业的硬件设施，工艺流程等方面都提出了更高的要求，增大了造船企业的成本。但从长远角度看，PSPC标准的实施将提高涂层寿命，使船舶更安全，也将促进船企提高管理和工艺水平，对造船和航运行业都有重大积极的意义。

作为压载舱涂层保护执行标准，PSPC标准的实施并不局限于船舶涂装，而是涉及到船舶设计、建造、生产管理和检验等方方面面的工作。本文从舾装生产设计的角度讨论在满足PSPC要求的前提下的技术对策。

1 舾装生产设计的重点问题分析

在南通中远川崎船舶工程有限公司(NACKS)，舾装生产设计主要从事除了设备之外的一般舾装件的详细设计及采购、舾装件安装阶段的确定、舾装件安装工艺的制定等工作。因此，针对PSPC标准的要求，从以下几个方面分析。

1.1 舾装件的2R或三次打磨

普通区划中舾装件自由边的打磨，一般要求为1C(cut)，PSPC区划对船体结构自由边的处理要求为2R或经过三次打磨。NACKS仅对舾装件的切割自由边要求打磨，轧制角钢、扁钢等型材因有轧制圆弧无需再行打磨，但从舾装件成品来看，不能满足要求。

1.2 建造后期涂层烧损面积的控制

PSPC规定了分段合拢后对破损涂层的表面处理要求如下。

1)对接缝为St3，或更好，或可行时为Sa2.5。

2)小面积破坏区域不大于总面积的2%时为St3。

3)相临区域的破坏面积超过25 m2或超过舱室总面积的2%时应达到Sa2.5。

因此，应该对后期可预见的涂层破损面积进行总量控制，防止因超过2%引起表面处理要求的提高。该项技术指标成为国内各船企实施PSPC标准公认的困难点，是制约船企按PSPC标准生产的最关键环节，同时也是本文讨论的重点。

2 舾装生产设计对策

通过对上述问题的分析，结合舾装件厂家生产实际和NACKS现场施工工艺，初步制定以下对策。

2.1 制定锐边打磨标准

舾装生产设计部门设计及采购的大量舾装件是通过配套厂家根据舾装生产设计的图面指示进行生产的。通过厂家走访，发现厂家所用的市售品型材的顶边(见图1中⑦所指的边)几乎没有轧制圆弧或圆弧很小，甚至为尖锐的自由边，基本上达不到2R的标准。如不在产品制作阶段进行处理，将影响涂装质量。

通过研究，制定出舾装件型材轧制边打磨的标准，对PSPC区划舾装件打磨要求进行了规范，要求舾装件厂家严格按标准进行处理。

图1中⑦表示倒圆2R或三次打磨。

图1 型材

2.2 舾装件的先行舾装

舾装件在分段涂装前安装，可在减少龙门吊及其它大型生产设备的使用量、降低生产成本、缩短坞期、提高船坞的使用效率的同时，减少后期安装对分段涂层的烧损，减少打磨补涂工事，在一定程度上实现了对建造后期涂层烧损面积的控制。

2.2.1 现有条件下能够先行的舾装件

有针对性地对以前的一些经验做法进行分析、改进。将原先在定盘或坞内统一安装的舾装件进行梳理，若条件许可，则改至组立或内业车间进行先行舾装。如DECK STORE及电梯井内竖梯等舾装件由原定盘改至内业安装。根据分段组立要领的实际情况，将60%压载舱区划的上甲板周边的栏杆由原船坞安装改至在涂装前组立车间安装。个别PANAMA CHOCK改至组立或内业安装。

2.2.2 拆分舾装件

在不影响舾装件功能的情况下，大量使用“分割法”。即将原本跨分段的、须在相关分段合拢(分段涂装)后才能安装的舾装件分切成两部分，分别布置于分段缝的两侧，以达到将原本在坞内或定盘(分段涂装后)才可安装的舾装件先行至组立甚至内业(分段涂装前)安装的目的，从而减少了后期安装对涂层的烧损。

2.2.3 采用特殊工艺方法

有一部分舾装件因分段搭载工艺的限制无法前移到分段涂装前安装，如大型甲板机械、部分上甲板栏杆、舷边的系泊装置等。还有部分设备因跨分段(不可采用上述“分割法”解决的情况)，安装精度难以保证，需搭载后再行安装。

为了解决这个问题，采用了PAD先行。

2.3 PAD先行

2.3.1 现状调查

为给PSPC的执行提供参考数据，做到心中有数，在PSPC适用船作业前，制定了舾装件烧损计算要领书，对55KBC、315VLCC、PCC船的典型压载舱(一般是涂装后安装舾装件最多的舱室)的烧损面积进行了计算。经过计算，典型压载舱后期烧损面积仅占整个舱室面积的0.8～1.0‰。

虽然烧损面积远远小于2%，但是后期不确定的设计、船东、船检、船级的特殊要求的改正作业势必引起涂层的破坏。为保险起见，对无法先行的部分舾装件，还是采取了PAD先行的工艺方法，以尽量控制涂层烧损面积，给后期的不确定改正留下充分的余量。

2.3.2 有关措施讨论

由于PSPC区划所指压载舱或用作压载的舱室，其舱内壁的舾装件一般在分段涂装前安装。本文讨论的PAD先行仅考虑压载舱背面安装的舾装件PAD先行，如安装大量舾装件的上甲板(其背面是压载舱)。

1)应用原理。普通PAD机理是：舾装件的固定脚(可以是圆形管材，也可以是角钢、扁钢等)截面积较小，与主板烧焊时，短时间内积聚大量的热量，导致船壳的重要部件——主板因局部过热产生应力而发生应变，严重时甲板甚至会出现裂纹。增加PAD后，相对增加了受热面积，主板的局部过热会有所改善。

PAD先行是指首先将PAD定位并与主板焊接，然后随主板分段涂装，最后在分段搭载后，将无法先行安装的舾装件焊接在PAD上。由于在主板上加装了PAD，当舾装件与PAD焊接时，焊接产生的热量通过一定厚度的PAD向主板传递。PAD越厚，本身吸收的热量越多，传递给主板的热量越少。当厚度达到一定程度时，传递到主板的热量不至于烧损主板背面(主板背面为压载舱)的涂装。

2)板厚的确定。为了确认不同主板厚度、不同焊脚长需要的PAD厚度，按下述方案进行相关试验。

如图2、3所示，先在不同厚度的主板一面焊接不同厚度的PAD，然后在主板另一面进行与压载舱相同的涂装处理，最后在PAD上焊接试验类似于舾装件的脚(10 mm厚的扁钢)。焊接时对反面油漆表面的温度进行测量，焊接后对油漆烧伤情况进行目测。

试验条件见表1。

图2 试验方案示意

图4a、c)为外观判定图，目测检查油漆表面是否有明显涂膜烧损痕迹；图4b)、d)为破损涂层判定图，检查油漆内部是否有因热影响而产生烫伤变色情况。图中记号笔所写内容用公式表示为：①a/b/c，a为试板厚度，b为PAD厚度，c为焊脚长度。

图3 试验方案示例

表1 试验条件

注：对主板反面进行表面处理，并涂装环氧油漆，做2度160 μm。

图4 试板焊接前后油漆表面对比

试验后，试板①油漆表面有明显涂膜烧损痕迹，如图4a)黑圈所示，试板①破损油漆后内部涂层受热变色，如图4b)黑圈所示。试板⑥的外观及涂层破损后均未发现烧损。

根据对多次试验结果的分析，从经济角度及管理方面进行权衡，确定了防止背面涂层损坏的PAD的选用标准。见表2、表3。

PAD选用注意事项。

表2 PAD选用标准一

表3

① PAD厚度应不小于8 mm，一般为“A”级材或相当材，如船体材为HT47材，PAD应采用E40材。

② PAD厚度应不小于舾装件的脚的型材的厚度。

③ 舾装件PAD与主板间的焊脚长应不小于0.5倍PAD的厚度。

3)适用范围。虽然用增加PAD的方法减少了涂层烧损的补涂，但是还是增加了焊接工作，增加了板材的使用，为了规范设计、统一思想，制定了其适用范围为上甲板区划的管支架、舷边栏杆、交通平台、梯子、系泊设备等。

运用的总原则是：所付甲板背面为压载舱，且无法先行舾装的舾装件。

2.4 后期改正的控制

建造过程中舾装件的修改属于不可预测因素，为了将压载舱损伤面积控制在目标范围内，除了不断优化安装工艺外，应将舾装件修改带来的烧损降到最低。 对不得已进行的修改实行改正信息申请制度，为此制定了《压载舱涂装后改正工事处理流程》。制度要点如下。

1)设计出改正图时，采取的改正方案应尽可能避免破坏PSPC区域涂层；如判定改正将破坏PSPC涂层，需将相关改正信息及时通知涂装部门，便于涂装部门把握变更信息、统筹协调、合理安排动火节点、采取涂膜保护措施。

2)相关部门动火修改结束后，应立即通知涂装部门进行表面处理、补涂等工作。防止锈蚀范围的扩大。

3)涂装部门对PSPC区划损伤情况进行跟踪，并反馈给设计，以供今后有类似工程时参考。

2.5 全程涂膜保护

1)在分段内部动火时，使用防火纤维对作业点下方的涂膜进行保护。

2)拆除压载舱脚手时全面使用保护毛毯。

3)对所有压载舱通行孔的下边口进行保护。

4)分段完成PE/搭载后，及时清理焊渣、铁粉，减少对涂膜的污染。

NE080(58KBC)是NACKS适用PSPC的首制船，相关数据统计表明，其后期烧损面积远低于2%，无需进行高要求喷沙打磨，大大降低了生产成本。经实践检验，舾装生产设计改进成功。