船舶甲板除锈该选用抛丸还是喷砂?清理效果有什么区别?
在船舶制造与维护领域,甲板表面处理的质量至关重要,它关系着船舶防腐涂层的寿命与船体结构的可靠性。目前,清理船舶甲板的主要工艺主要有抛丸与喷砂两种。抛丸与喷砂虽同属高速冲击清理技术,但在工作原理、清理效率及适用场景上存在显著的差异。

一、甲板除锈采用抛丸与喷砂工艺的设备差异
1. 甲板抛丸机
甲板抛丸机依靠高速旋转的叶轮的离心力将钢丸(铸丸、切丸或不锈钢丸)以高速抛射至甲板表面,其动力源为电机,可通过单抛丸器或双抛丸器作业实现大面积覆盖。

用甲板抛丸机进行表面处理,打击力大,清理效果明显。在清除船舶甲板表面氧化皮的同时,钢丸的反复冲击会在不伤害甲板表面的前提下发生塑性形变,形成一定厚度的强化层,从而显著提高金属抗疲劳性能,延长工作寿命。
2. 甲板喷砂机
甲板喷砂机是以压缩空气为动力,将石英砂、矿砂或刚玉等磨料高速喷射至船舶甲板表面以达到清理的效果。甲板喷砂机比抛丸机灵活性高,喷枪可深入复杂焊缝或边角,清理效果好,适用于清理对表面清洁度要求较高的甲板区域。喷砂处理后,甲板表面的污物被清除掉,金属表面被微量破坏,形成毛糙面以增强涂层附着力,但几乎无强化效果。
二、船舶甲板防腐除锈维护应用场景对比
船舶除锈防腐对两种清理工艺的选择取决于作业阶段与甲板结构。一般而言,清理维护船舶甲板可以采用甲板抛丸机、垂直抛丸机与甲板喷砂机三种机型相结合的方式。
1. 甲板抛丸机
甲板抛丸机适合清理甲板的平面区域,可高效清除船甲板平面的氧化皮与锈层,每小时处理量可达80平方米。
2. 垂直抛丸机
垂直抛丸机可以对船舷垂直面腐锈以及油漆表面进行清理,可达到防腐需要的表面清洁度和粗糙度,采用11KW主抛丸器,可实现每小时约60平方米。

3. 船舶甲板喷砂机
船舶甲板喷砂机适用于船舶曲面、管道焊缝及狭窄复杂部位的清理。相较于抛丸,喷砂工艺的清理效果更好,能精准处理船舶甲板的局部锈蚀区,但工作效率不及抛丸的一半,且会产生大量粉尘,需配备除尘系统。
三、甲板抛丸机与甲板喷砂机对于船舶甲板的清洁度等级标准
船舶涂装前处理的质量关系着涂装的使用寿命,因此涂漆前表面清洁度的重要性很早就被人们所认识。国际上有许多国家制定了金属表面清理有关的标准,这些标准同样适用于船舶甲板。具有代表性的国际标准有两种:瑞典1976年制定的(Sa)等级标准与美国于1985年制定的(SSPC)标准。二者对金属表面清洁度的分级可一一对应。

Sa1级/SSPC-SP7级(非彻底清理级):船舶甲板表面经全面清理,油污、松脱氧化皮、浮锈被清除,与甲板结合牢固、不能用铲刀清除的氧化皮、锈蚀、油漆和涂层允许在清理后残留在表面上。
Sa2级/SSPC-SP6级(较彻底清理级):清理后的船舶甲板表面不存在油污、锈蚀和其他杂质,允许存在由于锈和氧化皮清除不够彻底而出现轻度的阴影或色差,面积不超过33%。
Sa2.5级/SSPC-SP10级(很彻底清理级):清理后的甲板表面不存在油污、氧化皮、锈蚀和其他杂质,仅允许有不超过5%的表面存在由于清理不彻底而出现的阴影或色差。
Sa3级/SSPC-SP5级(最彻底清理级):清理后的甲板表面呈现完全一致的金属银灰色,有一定的表面粗糙度以提高涂层的附着力。甲板表面的油脂、污垢、氧化皮、锈蚀、腐蚀生成物、氧化物和其他杂质均被彻底地清除干净。
经过甲板抛丸机或甲板喷砂机处理的船舶甲板,通常要求达到Sa2.5级以上的表面清洁度。经过粗糙度测厚仪测试后确定,抛丸工艺更易稳定实现Sa2.5-Sa3级,而喷砂受人工操作影响易出现不均匀。为解决人工因素造成的喷砂不均匀现象,我们研究出爬行机器人带动喷砂机,可实现均匀喷砂除锈。
四、船舶除锈防腐工程中应根据船舶除锈位置(甲板除锈、船舱底板除锈、船舷、管线等)的不同选择合适的策略
1. 移动式抛丸机——清理甲板平面
移动式抛丸机是清理船舶甲板平面区域优先选用的设备,清理效率高、清理效果好、强化基体且无粉尘外溢,达到Sa2.5级仅需单遍处理。

在移动式抛丸机选型上,建议选择ROPW550、500E、500S。其中,ROPW550的工作宽幅为550mm,适合平面甲板的清理,处理效率为75-100m²/h。而500E由于工作时离水平表面高度可以控制在20mm,它既可用水平面甲板,也可用于防滑条坡度表面的清理,工作宽幅为500mm,处理效率为50-140m²/h。
2、甲板喷砂机——清理船舷等复杂结构
甲板喷砂机在船舶维修或处理复杂结构的船舶位置时能发挥出灵活性。为了达到环保要求,可为喷砂机搭配除尘器或选用无尘喷砂机。
在甲板喷砂机的选型上,建议选择循环式喷砂机ROVAN Recovery-BRS25、无尘喷砂机DB500。循环式喷砂机ROVAN Recovery-BRS25的优点是便于移动、无粉尘外溢、磨料可自动回收,清理效率为6-15m²/h。无尘喷砂机DB500是湿式喷砂机,喷砂作业时无扬尘,可连续工作60min。如果需要延长工作时间,也可以选用容量更大的DB800、DB1500。
喷砂与抛丸在船舶甲板清理中并非简单的替代关系,只有根据作业场景匹配合适的工艺才能达到高效率高质量清理的目的。