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酉ec血no到Features 轴合金钢砂

在PSPC标准下的涂装应用

到文/黄俊杰

摘要·造船行业的分段除锈是由涂装车间完成，而作为涂装车间的磨料，是关系涂装质量的关键要素，通过对涂层性能标准(PSPC)的概述和了解，适应船舶涂装方面的更高要求，从产品材质、生产工艺、质量控制，及实际运用方面全面介绍轴承合金钢砂，从而优化整个实施体系，实现降低生产成本，提高生产效率之目的。

关键词：PSPC,轴承钢，铬元素，低碳循环，表面处理。

1、关于PSPC概述与对我国船厂的影响由国际海事组织IMO制定的PSPC标准全称为：《所有类型船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准》。

中文简称：《涂层性能标准》。英文全称： Performance Standards For Protective Coatingso该标准适用于各种类型不小于 500总吨位船舶的专用海水压载舱及船长在150V以上的散货船双舷侧处所。对于在 2008年7月1日及以后签订建造合同的船舶，与2012年7月1日及以后交船的船舶都将强制实行此标准。标准的技术基础是基于涂层15年的目标使用寿命要求，即涂层要持续保持良好状态15年。这样的目标使用寿命将使船舶在其整个生命周期中预期仅重复涂装一次。PSPC标准强制实施后，对中国船厂的影响是巨大的。中国是造船大国也是航运大国，从长远角度看，涂层标准对航运和造船都有积极的作用。提高涂层标准，将提高涂层寿命，使船舶更加安全，同时对航运也同样受益。从目前船舶行业现在看PSPC标准实施后的影响，可以大致分为三种情况。首先，对于我国两集团所有大型国有骨干船厂来说，由于造船设施和管理水平相对较好，尽管该标准会带来一定的困难，总体来说经过努力是能够做到的，但造船周

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期可能会有一定影响。其次，中型骨干船厂由于具备有一定造船设施，管理水平相对较高，但是在喷砂，喷涂专用厂房和设备能力不足，将导致生产周期延长，有些船厂的分段加工及总装阶段的生产周期有可能增加 50%以上，势必严重影响船厂的产量，成本负担加重，效益下降，将直接威胁到船厂的生产和发展。再次，对于生产条件严重不足的中小船厂，如果不加大投资来解决必要的生产条件，改变造船模式，完善必要的建造工艺，将很难满足该标准的要求，有可能不得不退出船舶市场。

2、PSPC标准下涂装磨料的发展

目前船厂使用的砂房磨料可分为两类：一类是铜矿砂，由于此种磨料破碎率极高，灰尘多且污染严重，故效率低，除了修船业外，已经逐步被替代。一类是铸钢砂（也称弧面砂、钢丸砂），由于硬度相对适中、韧性强、可连续反复使用，寿命较长，较早运用于铸件和金属表面清理，强化处理，成为铜矿砂较为理想的替代品，且在近几年获得广泛使用，国家也为此制定G日灯18838．3《高碳铸钢丸和砂》、Y日玎5150一93等铸钢砂标准，随着船厂涂装对磨料要求的提高，铸钢砂开始进入造船涂装磨料领域，原生产铜矿砂企业也开始转型生产铸钢砂，因生产过程涉及

废钢熔炼，传统废钢资源丰富地区逐渐出现大规模作坊式工厂，且数量众多，就山东淄博等地就有上百家，为数不多的企业形成规模，大部分作坊式工厂提供磨料半成品，并逐渐形成当地特色的铸钢砂产业链。在中国船舶发展利好的情况下，产品供不应求，山东的铸钢砂磨料占据了大部分的市场份额，形成各自稳定的客户群，产品也得到了部分船厂的认可。但与此同时，由于产业链没有形成成熟的发展模式，存在较大的弊端，大部分厂家在生产设备和技术方面落后，没有严格的质量控制体系，属于作坊式生产经营，导致产品规格误差大，质量差，脆性大，抗破碎能力差，破碎率甚至高达40 ‰且粉尘污染严重，甚至有些厂家专门回收废钢砂回炉后当做合格品再进行销售，最终导致船厂在涂装喷砂后的钢材表面清洁度不高，、肖耗大，清理成本增加，直接影响制造周期。部分磨料厂家因为产量不足为满足客户需求，大量向这些作坊式工厂进行收购，进行贴牌销售，导致质量参差不一，严重影响涂装生产。

随着中国船舶事业的高速发展，造船完成量、承接订单的大幅增长，手持订单继续回升，仅20℃年1一9 月，全国造船完成量4582万载重吨，同比增长65％。新承接船舶订单量5071万载重吨，是去年同期新接订单量的3倍（去年仅为1692万载重吨）。在这种大背景下，PSPC析准应运而生。中国船级社总裁李科浚指出，涂层新标准的通过和IMO强制实施日期已成定局，这是对中国造船界的严峻考验，同样也是提升水平的契机。为应对涂层标准，国内各大船厂主抓能力建设，尤其是必要的硬件基础建设，如喷砂房、表面清洗、除尘/除湿设备等，工艺和管理改进等工作提出明确要求。作为表面处理中重要的喷砂、抛丸工艺，是决定钢板预处理，表面粗糙度，清洁度，灰尘要求，油污要求是否符合要求的重要环节，其中主要集中在钢材表面预处理以及分段的二次除锈涂装因此，对磨料质量与喷抛性能的要求也随之提高，传统的铸钢砂磨料已经不能满足新的涂装标准需要。

3、轴承合金钢砂在PSPC标准下造船领域崭露头角

在国内各大船厂严格推行PSPC 标准下，选用高质量、高性能磨料显得至关重要，作为直接影响到涂装质量、喷砂效率、油漆、动能、磨料的消耗等质量和综合成本因素，磨料的合理选择·不仅会使喷砂清理效果好，效率高，也大大延长了设备易损件的寿命，同时也可明显减少清理费用。因此，轴承合金钢砂已成为涂装磨料的理想选择。

作为“中国造船船舶工程理事单位'，及“中船重工标准化促进委员会副主任委员单位的福建多棱钢业集团有限公司于2001年发明轴承合金钢砂，2005年被国家专利局认定为专利产品（专利号：ZL01127387，9、 ZL031127444），2006年被国家科技部认定为高新技术产品（国科火函字〖2006〗17号），因其独特的生产工艺流程，优质的材质特性，降低实际运用损耗和生产成本，较早运用石材切割市场，成功替代传统铸钢砂，占据国内石材钢砂90％以上市场份额，也成为目前国内唯一享有国家出口“零关税”的钢砂产品，年出口额达到3亿元人民币，得到石材行业认可。20℃年下半年，多棱轴承合金钢砂正式进入造船领域，通过半年的市场运用证明，轴承合金钢砂无论从材质、工艺、损耗及涂装效果都优于目前船厂普遍使用的铸钢砂产品。为了对轴承合金钢砂有更深刻的了解，我们对轴承钢先简单作一番介绍：

随着现代工业的发展，在高铁、风电、汽车、内燃机、飞机，以及其他各种高速运转的机械中，滚动轴承是必不可少的机械零件，用于制造滚动轴承的钢称之为轴承钢。目前工程上使用最为广泛的有GCr15及 GCr15SiMn等。

滚动轴承是高速运动件，滚动体和套卷呈点或线接触，承受周期性交变载荷于它们之间只有很小的接触面积，因而接触应力可达 1470、4900N/ m循环受力次数可达数万次/min，在周期载荷的作用下，材料内部稍有缺陷都会产生表面金属剥落导致疲劳破坏。为了有效地避免这些疲劳破坏的产生，轴承钢需要显微组织均匀稳定，硬度分布均匀，耐磨性和接触疲劳强度高。

轴承钢含碳量为0 95、1 15％，轴承钢的硬度、强度和耐磨性等主要取决于钢的含量及其在钢中的分布形态。

铬是一种形成碳化物的合金元素，在含碳约1％的过共析钢中，铬能显著地改变钢中碳化物的颗粒大小

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轴承合金钢砂与传统锘钢砂对比表

和分布状态。退火时含铬的碳化物 (FeCr) 3聚集的倾向较无铬碳化物为小，所以铬能使碳化物细化，并且起到了细化晶粒的作用。这种组织经过淬火+低温回火后，使轴承钢具有良好的耐磨性，硬度，强度，弹性极限及屈服类铬能增加钢中奥氏体的稳定性，提高钢的淬透性。

所以由轴承钢制作的棱角钢砂，从化学成分，合适的热处理工艺可以确保其具有足够的硬度和韧性，这些优良的特性，是普通铸钢砂棱角钢砂无法比拟的，属于质量优异，绿色环保的全新产品。了解后我们再结合 PSPC标准要求下涂装实际运用，对比传统铸钢砂，进一步了解轴承合金钢砂。

3·1有效降低涂装磨料损耗量轴承合金钢砂采用优质轴承钢作为原材料，因含有贵重金属一铬元素，增强了产品自身的疲劳寿命和耐磨度，通过生产工艺的创新，原材料不经过熔炼程序，热处理直接破碎，产品颗粒和硬度均匀，疲劳寿命度高，每吨可节约千度电能，率先走向低碳、节能、循环可续展发展的国际先进发展模式，也是国家倡导的“低开采一高利用一低排放”的资源循环利用发展方向；而传统铸钢砂不含有铬等贵重金属，工艺遵循“制砂必先制丸”的程序，要经过熔炼，铸造缺陷多，是高耗能、高污染的产品。因此在涂装的运用上，轴承合金钢砂能够有效提

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高回收利用率，降低磨料损耗。从目前得到的数据上看，均能低于025kg/ 的损耗要求，表面处理效果符合 IS08501 ·21994标准的除锈等级 SA2.50

3．2对表面粗糙度、清洁度与灰尘等级可溶性盐分的有效控制

轴承合金钢砂严格按照目前国际广泛使用的美国汽车工程师协会标准SAEJ827确定钢砂磨料尺寸等级。对比国内铸钢砂0B 6488一86标准，两者标准所设的磨料尺寸相差较大，标准来得更加严格合理。而尺寸控制严格，现场涂装时对粗糙度的控制将更加有力，直接影响表面粗糙度的效果，例如，磨料实际尺寸相比规定尺寸来得小的话，钢材表面的粗糙度（弹痕）减小，喷砂后与涂料的附着力也小，易剥落：尺寸来得大的话，单位时间内喷打在工件表面的颗粒数少，也会降低效率，并使钢材表面的粗糙

PSPC标准部分项目要求

度（弹痕）增大，使其后的涂装涂料消耗量增加。其次，因轴承钢砂金相组织致密，碳化物分布细且均匀，在清理过程的表面冲击磨损，多棱角状外观逐渐磨圆并变小，现场作业时制定严格标准定时补充加料，系统的磨料粒度会保持均衡，表面清洁度和清理效率都会一直保持高水平。而目前普遍的铸钢砂在热处理设备与技术跟不上，硬度不均匀，脆性大，抗破碎能力差，破粉尘污染严重，从而导致抛丸喷砂后的钢材表面清洁度不高。同时轴承合金钢砂不含可溶性盐分，采用高自动化生产流水线，成品密封包装，避免空气接触，减少氧化过程。在涂装过程中，可减少钢材表面可溶性盐分的增加。

3，3先进的生产设各与严格的质量管控流程

作为福建多棱集团的专利产品，为了保证原材料的优质稳定，分别在国内轴承生产基地一大连瓦房店建立全资子公司，与大连冶金轴承股份有限公司，瓦房店轴承股份有限公司、湖北襄樊轴承厂等建立长期战略合作伙伴关系。自行研发设计自动化程度高的钢砂生产流水线，达到世界先进水平。设备、生产流程电脑化管控，具备规模化的高效生产能力，年产各类型号轴承合金钢砂15万吨。同时公司拥有50多位研发、品管技术人员以及完善的检测机构：力学实验室、金相实验室、化学实验室、热处理实验室，拥有美国原装进口欧文寿命试验机，对产品从基础的化学成分到性能进行完整的检验，保证产品质量的稳定性，满足国内外客户对产品质量的高标准、高要求。

为了使轴承合金钢砂更好更快进入造船市场，福建多棱集团建立以集团公司总经理为核心的高效市场销售队伍，制定了以珠三角、长三角、海西与环渤海湾区域销售战略，同时针

对IMO《涂层性能标准》，配有专业的检测设备和具有丰富经验的技术服务团队。在短短半年时间内，广船国际、大连中远、韩国S等国内外知名船厂开始使用轴承合金钢砂并建立长期合作伙伴关系，同时邀请造船行业的专家和领导来公司进行实地考察指导，对轴承合金钢砂有更深刻的印象

4、结语

涂层性能新标准(PSPO)的实施对我司来讲，即是挑战，同时也是机遇。由于轴承合金钢砂在造船市场的推广运用仅半年时间，许多厂家还未知该产品的优异和环保特性。但是，是金子终会发光，我们坚信好的产品和服务最终会得到客户的认可，在 PSPC标准实施的大背景下，多棱轴承合金钢砂定能乘风破浪，为中国的船舶制造业作出应有的贡献

（本文得到全国海洋船标准化技术委员会材料及工艺分委委员童惠荣研究员的审阅指导，特此表示感谢！）

供癍商索引

中远佐敦船舶涂料（青岛）