低表面处理涂料在港口机械上的应用 涂枫王小春 上海隆优高性能涂料有限公司 上海２００４３７ 摘要：在介绍了目前国内通用的港口机械防腐涂料的基础上，针对传统防腐涂料存在的问题，阐述了未 来防腐涂料的发展趋势。着重介绍了一种新型的低表面处理特种改性环氧涂料，指出了这种涂料可在１００％潮湿 带闪锈的表面施工，具有生态环保、无毒阻燃、超强附着力、高边棱保持率的长效防腐性所及在海洋性环境中 使用的钢结构中的应用。 关键词：起重机防腐；港口机械防腐；低表面处理涂料；带锈涂装 中图分类号：ＴＧ１７８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—０７８５（２０１０）０５—００３８—０４ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ａ ｂｒｉｅｆ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐａｉｎｔｓ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ｉｎ ｃｏｍｍｏｎ ｕｓｅ ｉｎ ｐｏｒｔ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｃｒｏｓｓ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｙ，ｔｈｅ ｔｒｒｅｎｄ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｘｔ—ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐａｉｎｔ ｉｓ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｏｎ ｉｎ ｔｈｉｓ ｅｓｓａｙ，ｂｙ ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｓｓｕｅｓ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐａｉｎｔｓ．Ｉｔ ｌａｙｓ ｅｍｐｈａｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｎｅｗ ｓｐｅｃｉａｌ－ｐｕｒｐｏｓｅ ｍｏｄｉｉｅｄ ｅｐｏｘｙ ｐａｉｆｎｔ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｌｏｗｅｒ ｓｕｒｆａｃｅｓ．Ｆｅａｔｕｒｉｎｇ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｒｉｅｎｄｌｉ— ｎｅｓｓ，ｎｏ ｔｏｘｉｃｉｔｙ，ｆｌａｍｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ａ ｓｔｒｏｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｓｔｉｃｋ ｔｏ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ，ｔｈｉｓ ｎｅｗ ｐａｉｎｔ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｎ ａｎｙ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｗｅｔｔｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｗｉｔｈ ｆｌａｓｈ ｒｕｓｔ．Ｔｈｅｓｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｅｎａｂｌｅ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｍａｒｉｔｉｍｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｒａｎｅ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｐｏｒｔ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｐａｉｎｔ ｆｏｒ ｌｏｗｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ ｒｕｓｔｙ ｓ１ｌｆａｃｅ ｒ１ 前言 由于我国大部分港口机械主要应用于海洋性 气候环境中，海洋性的大气空气中水分、烟尘粒 在工况Ⅱ下，最高应力１６９ ＭＰａ，最大变形 １．０２９ ｍｍ，其分布规律与工况Ｉ基本相同。由于 载荷增大，最大应力和最大变形都有所增加。通 过查询命令可知最大应力点和最大变形量仍然出 现在同一位置。主体骨架结构与隔板的接合处仍 然是相对较危险部位。 矗 主 命。为防止港口机械的腐蚀，延长其使用寿命， 人们开发出了许多防止港口机械腐蚀的涂层配套 次高应力区。该有限元分析可为进一步的结构优 化提供依据，也为同类产品的设计提供了参考。 参考文献 ［１］王庆五，左畴，胡 喜，等．ＡＮＳＹＳ１０．０机械设计高 级应用实例［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００６． ［２］李立顺，雷韵鸿，李红勋．基于ＵＧ的某保障车架设 装置的有限元分析［Ｊ］．专用汽车，２００９（１０）：５２—５４． ［３］马维平，詹隽青，李红勋．基于ＡＮＳＹＳ的挂车牵引架 有限元分析及拓扑优化设计［Ｊ］．军事交通学院学报， ２００７（４）：３９—４２． ５ 结论 采用ＡＮＳＹＳ软件应用板单元建立了修理车存 储机构主体骨架结构有限元分析模型；依据结构 强度的２种实验工况，对模型进行了应力分析。 结果表明：２种工况下结构的应力应变分布情况基 作 者：汪正西 本相同，最大应变均发生在上端横梁中部，最大 应力均发生在主体骨架结构与隔板的接合处，主 体骨架结构与隔板的接合处属于最高应力区，端 地 址：天津市河东区东局子一号军事交通学院装备保 障系维修管理教研室 邮 编：３００１６１ 框架的拐角处及端框架与Ｃ型横梁的接合处属于 一收稿日期：２００９—１２—３０ ３８一 《起重运输机械》 ２０１０（５） 方法，其中最通用的方法是采取富锌体系的涂层 接施工。 方法，即采取环氧富锌底漆＋环氧云铁中间漆或 环氧厚浆漆＋可复涂丙烯酸聚氨酯面漆的经典配 ３低表面处理涂料技术的基本原理 套方案。在钢结构防腐蚀涂装过程中，为了保证 铁锈是１种疏松多孔的含水固体，其外层是 涂层质量，需对钢铁表面进行彻底处理，通常要 浮锈，与底材附着不牢；内层是牢锈，与底材紧 达到Ｓａ２．５级。这对于工程使用提出了极高的要 密结合。从组成上看，它是稳定无害的铁氧化物 求：（１）喷砂需要专用设备，耗费大量的磨料， （Ｆｅ Ｏ ，Ｆｅ Ｏ ａ—ＦｅＯＯＨ）和活泼有害的铁化物 使工程造价提高；（２）对于复杂作业面的结构死 （＾ｙ—ＦｅＯＯＨ，Ｆｅ（ＯＨ）２，ＦｅＯ，Ｆｅ（ＯＨ） ））的混 角很难进行彻底处理；（３）会造成粉尘和强烈的 合物。因此，低表面处理涂料除必须具有一般防 噪声污染；（４）喷砂会造成钢结构减薄，降低强 锈涂料的性能外，还必须具备２个特殊性能： 度，尤其是对旧设备的维修。另一方面，目前国 （１）漆料必须有足够的渗透能力，既充分浸润， 内大量港口机械已进入维修期，需要对旧有涂层 渗透到整个疏松多孔的锈层，使铁锈黏结为连续 进行重新涂装。而对在役的港口机械进行喷砂作 的封闭涂层，以封闭整个锈层和钢铁表面； 业难度很大，且涉及环境保护和工程维修造价等， （２）漆料必须有足够的反应性，即能使锈层中的 故国内外多采用手丁除锈进行表面处理，而手工 活泼有害的铁化物经过钝化、转化，变成稳定的 除锈工艺使钢材表面很难达到Ｓａ２．５级。开发对涂 无害填料。目前市场上的低表面处理涂料采用渗 装前钢结构表面处理等级要求较低的防腐蚀涂料， 透性较好的树脂为基料，借助于渗透剂和极性溶 特别是高固体低表面处理长效防腐涂料，已成为 剂的配合，使涂料具有良好的渗透性，来浸润和 港口机械防腐涂料发展的趋势。 渗透锈层，并将其封闭。另外，依靠涂料中树脂 ２低表面处理环氧重腐涂料的应用 的反应基团，活性颜料或铁锈转化剂与锈层中有 害成分反应，生成稳定的抑制化合物，使整个锈 ２０世纪９０年代发展起来的改性环氧低表面处 层成为稳定的保护膜。ＧＥＣ—ＥＳ３０１低表面处理涂 理涂料很好的解决了传统涂料存在的问题，即使 料在延用传统的低表面处理涂料的聚合原理的基 在表面预处理很差的情况下涂料也能表现出良好 础上，做了相应的改进，ＧＥＣ—ＥＳ３０１采用渗透性 的性能。通用环氧类防腐涂料其防腐性能比传统 强的改性环氧树脂，借助于特制固化剂，使涂料 环氧漆有很大提高，其研究发展已引起业内的关 具有良好的渗透性。ＧＥＣ—ＥＳ３０１系列重防腐涂料 注，国际著名的涂料企业都相继开发了如ＰＰＧ公 涂刷在金属表面时，漆料可充分渗入到表面的针 司的ＳｉｇｍａＰｒｉｍｅ２００、Ａｍｅｒｃｏａｔ４００、ＧＥＣ涂料公司 孑Ｌ中，与基体、残留铁锈和水产生化学反应，钝 的ＧＥＣ—ＥＳ３０１和国际油漆ＩｎｔｅｒＳｅａ１６７０ＨＳ系列等 化金属表面，防止金属活化，并通过离子交换， 产品。其中由ＧＥＣ公司与Ｅｕｒｏｎａｖｙ（Ｎａｎｔｏｎｇ）公 将金属表面的多余水分及铁锈中分解出来的结晶 司推出的ＧＥＣ—ＥＳ３０１系列低表面处理防腐蚀涂料 水彻底逸出涂层，形成由高性能重防腐环氧树脂、 在海洋重防腐领域巾的防腐期限记录超过了２５ 金属原子、锈层转化物及防锈颜料和填料强化合 年。该产品经过了美同军方和巴西石油公司严格 成的具有超强附着力的屏蔽涂层，可持久的阻止 的试验和性能检测，其耐水性、耐酸性，抗腐蚀 水分、气体、盐雾等有害介质侵蚀危害涂层。 性优异，能在最苛刻的无露点限制的潮湿表面直 学器表面 图ｌ 低表面处理涂料的成膜反应机理 《起重运输机械》 ２０１０（５ Ｊ 一３９一 ４低表面处理涂料防腐设计方案（表１） 表１港口机械推荐防腐方案（１５年以上防腐寿命） 涂层 产品 固体含量 干膜厚度／Ｉ．Ｌｍ 第１层 ＥＳ３０１低表面环氧 底涂料 １ＯＯ％ １５０ 第ＰＵ１６可复涂丙烯酸 ２层 聚氨酯面漆 ６０％ ５０ 第ＰＵ１６可复涂丙烯酸 ３层 聚氨酯面漆 ６０％ ５０ ５低表面处理改性环氧涂料的特点 在恶劣环境下使用的重防腐涂料必须具备良 好的综合性能，其各项指标的防腐性能较之常规 的重防腐涂料要优数倍至数１０倍。如ＰＰＧ公司的 ＳｉｇｍａＰｒｉｍｅ２００系列涂料在金属钢结构表面的附着 性能为１０ ＭＰａ以上，ＧＥＣ—ＥＳ３０１低表面处理环 氧涂料在干燥钢结构表面的附着性能为２４ ＭＰａ， 在潮湿钢结构表面的附着性能达１２ ＭＰａ，ＧＥＣ涂 料的测试人员在实验中将无溶剂的低表面处理涂 料直接涂装在带有氧化皮的表面也得到了２１ ＭＰａ 的附着性能。因此低表面处理涂料的物理性能是 目前其他的重防腐涂料所不可比拟的，此外涂料 的耐候性，耐化学性，耐盐雾性能突出，抗机械 性能优异。 ５．１施工简单 ＧＥＣ—ＥＳ３０１系列低表面处理涂料可在１００％ 潮湿表面施工，施工中无湿度、无露点限制，可 在一５￣Ｃ～５０￣Ｃ的环境下施工。可采用环保、低成 本的高压水表面处理工艺，高压淡水喷射清洗是 去除表面油污、粉尘、酸、碱、盐等残留物的最 佳手段，对于保证涂层质量具有重要意义。图２ 为干喷砂和超高压淡水表面处理方式的对比，经 过超高压淡水处理过的金属表面没有喷干砂的２ 次粉尘污染，表面清洁干净，水溶性的盐等腐蚀 介质几乎为０。 ５．２边棱保持率 腐蚀往往都开始于边棱和焊缝处，因为这些 部位涂层较薄。在港口机械的钢结构中，钢板的 焊缝和边棱呈现锐角，由于涂层的张力，焊缝和 ４０．．．．—— 图２干喷砂与超高压淡水表面处理方法对比 （ａ）干喷砂处理（ｂ）高压淡水表面处理 边棱的涂层厚度仅为平面涂层厚度的２０％（图 ３）。ＧＥＣ公司的低表面处理涂料中的无溶剂系列 ＥＳ３０１边棱保持率可高达９０％以上。ＥＳ３０１的这一 特性对于保证涂层质量和寿命具有重要意义，使 用这种涂层系统可简化施工程序、提高涂层寿命。 （ａ） （ｂ） 图３边棱保持率对比 （ａ）传统涂料（ｂ）ＧＥＣ低表面处理涂料 ５．３优异的抗水、气渗透和抗化学腐蚀性能 溶剂挥发容易在漆膜上形成针孔，ＧＥＣ公司 的低表面处理涂料有无溶剂涂料系列和高固体系 列，其中无溶剂系列的低表面处理涂料可避免针 孑Ｌ问题；特有致密坚韧涂层具有独特的单向长效 疏水透气功能，在保证港口机械钢结构表面的水 气排出的同时，可持久地阻止外界水分、气体、 盐雾等有害介质对涂层的侵蚀危害。 ５．４超强的附着力 低表面处理涂料与钢铁表面产生化学键结合， 而非传统涂料的物理结合，对粗糙度无要求，在 干、湿表面都具有卓越的附着力，钢结构表面附 着性能１２～２４ ＭＰａ，混凝土表面附着性能３～１０ ＭＰａ，远高于其他防腐涂料，这是低表面处理涂料 能达到长效防腐寿命的基础。 ５．５综合造价低 低表面处理涂层技术的解决方案符合我国防 腐领域“生态环保，节能减排”工业发展指导思 想，能有效解决在海洋性气候中钢结构在防腐工 程中的多项技术问题，使各种恶劣环境条件下的 防腐施工方便可行，既能节省工时和大幅度降低防 《起重运输机械》 ２０１０（５） 国际标准化组织ＩＳＯ／ＴＣｌｌ０工业车辆技术委员会 ２０１０年系列会议概况 赵春晖 北京起重运输机械设计研究院 北京 １００００７ 文章编号：１００１—０７８５（２０１０）０５—００４１—０７ １ ＩＳＯ／ＴＣｌｌ０技术委员会及各分技术委员 定义、与设计和构造、试验和检验方法、操作和 会概况 维护有关的安全要求，以及与用户和制造厂利益 有关的便于互换的主要尺寸。该技术委员会的工 １．１ ＩＳＯ／ＴＣｌｌ０技术委员会概况 作范围不包括主要设计用于土方机械或道路运输 ＩＳＯ／ＴＣ１ １０成立于１９６３年，现任秘书国是德 的车辆。 国，下设４个分技术委员会（ＳＣ），详见表１。截 ＩＳＯ／ＴＣ１１０与ＩＳＯ／ＴＣ１２７等１４个ＩＳＯ、ＩＥＣ委 止到２０１０年３月３１日，该技术委员会共有Ｐ成员 员会有联络，与ＦＥＭ等５个国际组织也有广泛的 （积极成员）１８个，Ｏ成员（观察员）１７个。 技术联络。 ＩＳＯ／ＴＣ１１０共有正式国际标准４６个（不包括修改 １．２ ＳＣ１分技术委员会概况 件和技术勘误）。我国由北京起重运输机械设计研 ＳＣ１分技术委员会，名称为“通用术语”，新 究院代表国家标准化管理委员会（ＳＡＣ），以Ｐ成 任秘书国为德国，ＳＣ１主席为Ａｎｄｒｅａｓ Ｋｕｅｈｎ博士， 员（积极成员）的身份参加该技术委员会的工作。 秘书为Ａｎｄｒｅａｓ Ｓｃｈｅｒｂ先生。ＳＣ１下设４个工作组 表１ ＩＳＯ／ＴＣｌｌ０的组织结构 （ＷＧ），见表２。截止到２０１０年３月３１日，该分 分技术 秘书国 Ｐ成员 Ｏ成员 技术委员会共有Ｐ成员（积极成员）１４个，Ｏ成 委员会名称 员（观察员）９个。ＩＳＯ／ＴＣ１ １０／ＳＣ１共制定国际标 ＴＣ１１０／ＳＣ１ 通用术语 德国 １４ ９ 准１个。我国由北京起重运输机械设计研究院代 机动工业 表国家标准化管理委员会（ＳＡＣ），以Ｐ成员（积 ＴＣ１ １０／ＳＣ２ 车辆安全 英国 １７ １０ 极成员）的身份参加该分技术委员会的工作。 ＳＣ１“通用术语”分技术委员会的工作范围 ＴＣ１ １０／ＳＣ３ 脚轮和车轮 空缺 ９ １２ 是确定不同工业车辆的分类和定义，以及所包括 ＴＣ１ ｌ０／ＳＣ４ 越野车辆 法国 １３ ６ 的主要部件、附件的术语和定义，部分术语尚未 ＩＳＯ／ＴＣ１ １０的主要任务是研究机动工业车辆、 定义，因为这些术语已被广泛承认或者因为在其 手动工业车辆（包括堆垛车、手推车、拖车等）、 他领域普遍使用而尽人皆知。 除用于充气轮胎轮辋的充气轮胎和橡胶实芯轮胎 ＩＳＯ／ＴＣ１ １０／ＳＣ１与ＩＳＯ／ＴＣ９６／ＳＣ７有联络，与 外的各种车轮和脚轮方面的标准化，包括术语和 ＦＥＭ等３个国际组织也有广泛的技术联络。 腐造价，又能确保涂层的长效防腐寿命，减少停 发展［Ｊ］．电镀与装饰，２００９（１）． 产及设备维修的次数，有效保护并延长设备的使 ［３］李荣俊．中国港口机械与设备钢结构防护涂装［Ｊ］ 用寿命，具有非常显著的成本优势。 中国涂料，２００５（２）． 参考文献 作 者：涂枫 地 址：上海隆优高性能涂料有限公司 ［１］刘新．防腐蚀涂料与涂装应用［Ｍ］．北京：化学工业 邮 编：２００４３７ 出版社．２００８． ［２］杨振波，李运德，师华．低表面处理涂料技术现状极 收稿日期：２００９—１２—１１ 《起重运输机械》 ２０１０（５） —４１～