Tìm hiểu quá trình làm sạch bề mặt và sơn vỏ tàu trong quá trình sửa chữa tàu tại nhà máy tàu biển HVS

ằng đót thấm nước dung dịch quét lên màng sơn cũ. Quá trình phản ứng, màng sơn cũ sẽ mềm nhũn, dùng cạo thép hoặc bàn chải bằng dây thép cứng cạo giũa hết lớp sơn cũ, sau đó phun nước rửa sạch sản phẩm, dùng khí nén hoặc giẻ lau khô, dùng đá mài hoặc vải ráp xoa đánh trên bề mặt sản phẩm sạch các lớp han gỉ, dùng giẻ lau sạch, lúc đó mới sơn lót chống gỉ. b. Rửa bằng nước áp suất cao Rửa nước ở đây là nước sạch, được bơm qua một hệ thống bơm sử dụng khí nén áp lực cao, với áp suất lên đến 680 – 1700 bar. Các dụng cụ và trang thiết bị dùng để rửa sạch bề mặt bằng phun nước áp lực cao chủ yếu là máy rửa bề mặt và súng bắn nước. * Máy rửa bề mặt: Đây là thiết bị dùng để rửa sạch bề mặt, dùng cho những diện tích rộng, phẳng, thường là bề mặt vỏ tàu. Thiết bị này được sử dụng sau khi bề mặt vỏ tàu đã được rửa sạch bằng súng bắn nước. Thiết bị này dùng bằng khí nén áp lực cao, có sự hỗ trợ của xe nâng khi sử dụng. Không được dùng trong hầm, két. hình 3.1 dụng cụ rửa nước bề mặt * Súng bắn nước: Là thiết bị rửa sạch bề mặt, dùng cho diện tích cong, không bằng phẳng, bề mặt phức tạp như bề mặt đáy, đuôi, mũi… Khi thực hiện quá trình này đòi hỏi phải có chuẩn bị một số thiết bị sau: Máy phun nước, ống dây dẫn. Đặc biệt phải bịt bảo vệ các thiết bị điện, các lỗ thông nước… Một số hình ảnh minh họa về dụng cụ rửa nước Hình 3.2 Đồng hồ nước áp lực Hình 3.3 Máy rửa nước áp lực Một số hình ảnh minh họa quá trình rửa nước Hình 3.4 Rửa nước bề mặt tàu Hình 3.5 Rửa nước ở mũi tàu Hình 3.6 Rửa nước ở đáy tàu c. Làm sạch bằng phương pháp thủ công * Dùng bàn chải sắt Phương pháp này đơn giản nhưng tốn nhiều công sức, năng suất lao động thấp vì ta chỉ dùng những dụng cụ thô sơ như búa, đục….Phương pháp này chỉ dùng để xử lý những chi tiết nhỏ, sản phẩm tôn mỏng dưới 4mm. Đầu tiên ta dùng búa gõ bong hết lớp gỉ, sau đó ta mới dùng cạo thép, giũa thép, cạo giũa hết các lớp bong gỉ, để làm sạch bề mặt thép. Chỉ khi nào mặt tôn thép không còn lớp gỉ vàng lúc đó mới được sơn lót chống gỉ. Phương pháp này tốn nhiều công sức nhưng năng suất lao động thấp. Nếu sản phẩm có bề dày trên 4mm và sản phẩm lớn thì ta dùng máy phun bi, phun cát để làm sạch bề mặt sản phẩm. Đây là phương pháp ít hiệu quả nhất so với các phương pháp làm sạch khác. * Dùng búa hay đục gõ Phương pháp này cũng ít được áp dụng vì khi dùng phương pháp này nó thường làm lõm bề mặt, không khí và hơi sẽ tồn đọng trong các lổ và vết lõm làm hình thành rỉ sét, chỉ có phần đỉnh nhô là bám dính sơn. Sau vài lần sơn chỉ có một lớp sơn cực mỏng trên phần đỉnh nhô lên không có tính chất bảo vệ tốt. Bước tiếp theo sẽ là gỉ và tác dụng bảo vệ giảm đi. Nhưng việc dùng phương pháp này sẽ có lợi cho việc xử lý sau này, nếu ta không dùng phương pháp này để loại bỏ gỉ đóng thành tảng và đặc biệt là loại chất bẩn thô thì khi tiến hành làm sạch bằng phương pháp thổi sẽ làm giảm tốc độ của công việc thổi sạch, nên chúng ta phải loại bỏ chúng bằng phương pháp này để thuận lợi cho việc xử lý các bước tiếp theo * Dùng bàn chải sắt để chà + Tẩy các cặn gỉ bề ngoài ở những diện tích nhỏ + Phải đạt được tiêu chuẩn St2 và St3 Phương pháp này chỉ thích hợp khi không thể áp dụng thổi sạch bằng hạt được. Nhưng nó có một nhược điểm là đem lại kết quả kém so với phương pháp dùng hạt hay bằng dụng cụ cơ khí khác… hình 3.7 Dụng cụ làm sạch thủ công d. Làm sạch bằng dụng cụ cơ khí * Bàn chải sắt quay Phương pháp này hiệu quả hơn những phương pháp thủ công khác và hiệu quả hơn làm bằng tay, tuy nhiên nó có một nhược điểm là bề mặt dễ bị đánh bóng nếu không làm cẩn thận hoặc sử dụng thiết bị không phù hợp. Bàn chải sắt quay nên dùng loại sợi to và xoắn đôi dây thừng. * Máy chà quay Phương pháp này làm việc tương đối hiệu quả nhưng khi sử dụng nên cẩn thận vì nó dễ làm bề mặt bị bóng. * Máy đập + Sử dụng cho những diện tích tương đối nhỏ và khó. + Hiệu quả hơn nhiều so với làm sạch bằng dụng cụ cầm tay. + Phải đạt được tiêu chuẩn St2 và St3. Hình 3.8 dụng cụ làm sạch cơ khí e. Phun bằng hạt mài khô Quy trình xử lý bề mặt bằng phương pháp thổi sạch bằng hạt mài * Loại hạt dùng để bắn – yêu cầu hạt Yêu cầu hạt bắn phải 0.2 – 1.1mm nói chung và sẽ khác nhau khi sử dụng trong hầm hay ở ngoài vỏ. Trong hầm yêu cầu hạt phải to lớn. Tuy nhiên, ta nên biết rằng độ nhám bề mặt phụ thuộc vào kích cỡ của hạt. Có 3 loại hạt được dùng để thổi (bắn): Hạt cát: thường là hạt Silicat, kết quả sẽ tạo được độ nhám bề mặt chỗ mịn, chỗ gồ ghề, góc cạnh. Hạt bi: hạt bi bằng thép hay sắt nghiền, kết quả sẽ tạo được độ nhám bề mặt gồ ghề. Hạt mài kim loại: hạt xỉ sắt hay xỉ đồng, kết quả sẽ tạo được độ nhám bề mặt gồ ghề góc cạnh. Có thể xử lý cho hầu hết các bề mặt. Tuy nhiên cả 3 loại hạt này đều có chung một nhược điểm là gây ô nhiễm do bụi bay Tại nhà máy HVS chỉ dùng hạt mài kim loại để thổi Việc sử dụng hạt để bắn cũng cần có các yêu cầu sau : Hạt phải khô, không lẫn tạp chất, có độ muối thấp <= 300 μ/cm Độ ẩm < 80% hầm < 85% vỏ Hạt phải cứng, độ PH < 6,2. Độ ẩm <= 0.5% khối lượng Việc chọn hạt như vậy chủ yếu để xử lý được bề mặt có độ nhám tốt nhằm đạt được hiệu quả tốt nhất cho lớp sơn. * Quy trình xử lý bề mặt bằng phương pháp thổi sạch - Ta nên lập một kế hoạch làm việc chi tiết và chỉ nên bắt đầu thổi khi có một khối lượng công việc tương đối lớn mà khi mà việc không bị đứt quãng. Điều này là rất quan trọng trong việc lập kế hoạch làm việc. Vì nếu công việc thổi cát làm sạch bề mặt không được liên tục thì bề mặt sau khi xử lý có nguy cơ bị oxy hóa, hoen gỉ trở lại và phải rất mất thời gian cho công việc thổi sạch lại. Nếu thổi sạch đúng kỹ thuật, đúng tiêu chuẩn thì tuổi thọ của hệ thống sơn sẽ dài hơn nhiều và chúng ta sẽ có nhiều thời gian để bảo trì bề mặt kết cấu. - Vì nếu loại bỏ những tảng gỉ lớn và đặc biệt là đối với loại chất bẩn thô nếu làm sạch bằng phương pháp thổi sẽ làm giảm tốc độ của công việc thổi sạch, cho nên ta phải loại bỏ chúng trước khi tiến hành thổi sạch bằng các dụng cụ như búa máy, búa kim hoặc với bàn sủi bằng kim loại cứng. - Khi bắt đầu tiến hành thổi phải đảm bảo rằng đường ống dẫn khí có kích cỡ phù hợp và cung cấp đầy đủ khí nén cần thiết. Nên thổi một khoảng nhỏ trước khi sơn lót chống gỉ, tiếp tục quá trình thổi và lặp lại từng bước cho đến khi toàn bộ bề mặt đã được thổi sạch và sơn lót chống gỉ toàn bộ. - Sơn các hệ thống sơn theo yêu cầu Tuy vậy, công việc thổi sạch bằng hạt thường có những vấn đề như tạo ra bụi, các hạt bụi rơi vào máy móc thiết bị, ngoài ra nó còn có những khó khăn khác nữa. Đó chính là nhược điểm của phương pháp này. - Công tác chuẩn bị: Phun cát làm sạch bề mặt nên được tiến hành khi nhiệt độ bề mặt thép lớn hơn nhiệt độ điểm sương 30C và độ ẩm tương đối của không khí không vượt quá 85%. Chuẩn bị dụng cụ đầy đủ như máy bắn cát, hạt mài, đường ống… - Tiến hành phun: Đầu tiên thổi một vùng nhỏ. Bảo vệ ngay bằng sơn chống rỉ tạm thời hay bằng một loại sơn chống rỉ khác. Cách làm hiệu quả nhất là sơn chống rỉ tạm thời sau khi khô khoảng từ 3-4 phút và quá trình thổi lại tiếp tục cho vùng lân cận xung quanh mà không bị dính các hạt thổi vào lớp sơn. Nên thổi theo hướng mà các hạt thổi văng ra sẽ che phủ lên bề mặt đã được thổi cát, vì vậy sẽ bảo vệ bề mặt khỏi bị ô nhiễm bởi hơi muối. Khi tiến hành phun cát cần tuân theo những nguyên tắc sau: + Dùng áp lực khí thích hợp tại miệng vòi phun: từ 7- 7,5kg/cm2. Nếu áp lực giảm xuống 4- 4,5kg/cm2 mức độ tiêu hao hạt thổi thường tăng lên gấp đôi + Loại bỏ sơn và rỉ bong trước khi thổi bằng búa hoặc các dụng cụ cơ khí khác. (Trong một số trường hợp nhất định việc loại bỏ các tạp chất thô trước khi thổi sẽ giảm lượng tiêu hao hạt xuống còn 3/4). + Tỉ lệ khí và hạt thổi phải phù hợp + Khi phun cát, đầu vòi phun cần được giữ vuông góc với bề mặt kết cấu thép và cách bề mặt khoảng 250mm. * ưu điểm - Đây là phương pháp hiệu quả nhất để làm sạch bề mặt - Bi thép và hạt mài kim loại, đá mài, cát và xỉ kim loại được sử dụng như là những hạt mài. * Nhược điểm - Không tẩy sạch hoàn toàn muối hòa tan. - Phải đạt được tiêu chuẩn Sa1, Sa2, Sa2.5 và Sa3. - Bề mặt được thổi sạch : khoảng 20m2/giờ, tức khoảng 100m2 trong một ngày làm việc 8 giờ. - Mức tiêu thụ hạt thổi: Khoảng 10kg hạt thổi cho 1m2, tức khoảng 250kg hạt trong một giờ. Khoảng 2,5kg hạt thổi/m3 khí - Mức tiêu thụ không khí nén: Khoảng 2 – 3m3 trên phút. Ở đây sử dụng miệng vòi phun 6mm. Nếu sử dụng miệng vòi phun 8mm lượng tiêu hao hạt thổi và khí nén sẽ tăng gấp đôi. Một số hình ảnh minh họa thiết bị và quá trình bắn cát hình 3.9 máy bắn cát. hình 3.10 máy tạo chân không hình 3.11 ống dẫn và dụng cụ chứa hạt Nix hình 3.12 bắn cát ở mũi tàu hình 3.13 bắn cát ở mạn tàu 3.2 Quá trình sơn tàu sau khi thay thế bề mặt vỏ tàu 3.2.1 Định nghĩa sơn Sơn có thể được miêu tả là một hỗn hợp lỏng có độ nhớt thay đổi tùy theo phương pháp ứng dụng bằng máy phun sơn áp lực cao ( Airless), chổi sơn, cọ lăn… và trong quá trình khô hay đóng rắn trở thành một màn không thể xâm nhập, có tính bảo vệ cao và có tác dụng trang trí. Các sơn hiện đại có thành phần cấu tạo phức tạp, gồm những thành phần chủ yếu sau đây: - Chất tạo màng - Bột màu - Chất độn - Dung môi hữu cơ hoặc nước. Nhiều loại chất phụ gia như chất làm khô, chất phụ gia chống tạo màng, chất lưu biến, chất tạo bọt, chất làm chảy đều… Công thức của các sơn hiện đại là một kỹ thuật đặc biệt và một sự thay đổi nhỏ của các cấu trúc trong sơn có thể đem lại một thay đổi to lớn trong sản phẩm sơn vì vậy các nhà sản xuất khuyên không nên dùng dầu vì loại sơn này cho chất lượng kém. * Các thành phần chủ yếu của sơn : a. Bột màu Bột màu là những hạt nhỏ của vật thể rắn được sử dụng trong sơn. Chức năng chủ yếu của bột màu là cho sơn màu sắc và độ che phủ, bảo vệ chất tạo màng khỏi sự phá hủy của tia cực tím của mặt trời. Một vài bột màu như phốt phát kẽm có tính chất chống rỉ, các loại khác như ôxit kẽm, ôxit đồng là độc tố có tác dụng bảo vệ chống lại rong rêu và hà. b. Các chất độn Chất độn là các khoáng chất tự nhiên hoặc nhân tạo như bột tal, cao lanh, dolomit… được phân tán nhỏ trong sơn. Các hạt này có kích thước và hình dáng khác nhau như hình cầu, hình tấm, dạng sợi… và có bề mặt nhám hay phẳng. Chất độn có một vai trò quan trọng trong sơn. Chúng được lựa chọn và trộn vào sơn với một lượng nhất định nếu muốn có được một sơn có chất lượng cao nhất. Chức năng chủ yếu của chất độn là gia cường màng sơn và đem lại độ bóng phù hợp. Tuy nhiên chúng cũng có ảnh hưởng rất lớn tới việc sơn và về tính chất chống rỉ. Chất tạo màng là một thể liên tục của màng sơn mà trong đó các bột màu và các chất độn được phân bố trong đó. Trong đa số các trường hợp chất tạo màng cũng đưa lại thể tích lớn nhất của màng sơn và là một thành phần có ảnh hưởng lớn nhất tới các tính năng kỹ thuật của sơn như độ khô hay đóng rắn, độ bám dính, độ cứng, độ bền, chịu đựng được hóa chất…. Vì thế loại chất tạo màng thông thường được sử dụng để mô tả chủng loại chung của sơn như sơn Alkyd, Epoxy, Cao su clo hóa. Trước đó, chất tạo màng dùng trong sơn chủ yếu là các vật liệu tự nhiên như dầu lanh, bitum, nhựa than đá và hàng loạt các nhựa rắn khác nhau. Ngày nay các chất tạo màng được phát triển bởi các nhà hóa học polyme, họ đã tổng hợp các chất tạo màng từ các nguyên liệu của công nghiệp hóa chất. Các vật liệu tự nhiên như dầu đậu và dầu lanh vẫn là một phần quan trọng trong các thành phần của một số chất tạo màng hiện nay. c. Chất phụ gia Là những chất đã được trộn vào sơn. Nó cũng là một trong nhiều chất ảnh hưởng đến đặc tính, chất lượng của sơn. Có nhiều loại chất phụ gia như chất làm khô, chất tạo màng, chất lưu biến, chất tạo bọt, chất làm chảy đều, chất tạo độ bong, độ cứng…Đây là những chất ảnh hưởng đến công nghệ của nhiều hãng sơn. Các nhà nghiên cứu sơn hiện đại luôn có trong tay một số lượng lớn các chất tạo màng và dễ dàng sản xuất ra một loại sơn đặc biệt cũng như là phát triển các loại sơn truyền thống chất lượng cao. 3.2.2 Phân loại sơn Sơn có thể phân loại bởi nhiều cách như theo chất tạo màng, theo chức năng sơn ( sơn lót, sơn phủ, sơn bảo vệ, sơn trang trí) … Ở đây chúng ta sẽ phân loại sơn theo nguyên lý khô và đóng rắn của chúng. Tất cả các sơn gồm các phân tử, sự liên kết và tách rời tự nhiên giữa chúng để quyết định các đặc trưng vật lý và hóa học của vật liệu. Các phân tử là những phần nhỏ bé nhất riêng biệt của phân tử vật thể có thể chia ra được. Các phân tử là những phần tử riêng biệt nhỏ nhất, thậm chí những mảnh phân tử chúng ta cho là lớn cũng rất nhỏ đến nỗi nếu chúng được tách riêng ra chúng ta cũng không thể nhìn thấy được, ngay cả bằng những kính hiển vi mạnh nhất. Phản ứng hóa học có nghĩa là các phân tử sẽ được thay đổi theo một cách nào đó. Bằng việc thay đổi phân tử chúng ta có thể thay đổi được vật liệu. Một cách tổng quát chúng ta có thể nói rằng các hơi bao gồm những phân tử nhỏ, chất lỏng bao gồm những phân tử cỡ trung bình và chất rắn bao gồm những phân tử rất lớn. Các chất rắn bao gồm những phân tử rất lớn, tuy nhiên có thể được hóa lỏng bằng cách trộn chúng với những chất có phân tử nhỏ hơn, như việc hòa tan nhựa polyme trong dung môi. Mặt khác chất lỏng cũng có thể trở nên đặc rắn bởi các phản ứng hóa học, ví dụ như tăng kích cỡ các phân tử của nó bởi gắn các phân tử nhỏ lại với nhau bằng chất tạo màng hóa học. Trong quá trình khô hay đóng rắn của màng sơn sẽ xảy ra các phản ứng hóa học và vật lý làm các phân tử nhỏ ( dung môi/ nước) bay hơi khỏi bề mặt còn chất tạo màng gồm có cả các phân tử rất lớn hoặc nhỏ sẽ liên kết lại với nhau bởi phản ứng hóa học trong màng sơn. Dựa trên cơ chế của quá trình khô hay đóng rắn chúng ta có thể phân loại sơn ra 3 nhóm chính: Sơn khô bởi ôxy hóa, khô vật lý và sơn hai thành phần đóng rắn bằng hóa học. 3.2.2.1 Sơn khô bởi ôxy hóa Các chất tạo màng dùng trong sơn dầu cổ điển thường là những loại dầu thiên nhiên như dầu lanh và dầu trẩu bao gồm các phân tử có kích cỡ trung bình. Trong cá phân tử dầu có một số vùng phản ứng được gọi là “ liên kết đôi”. Khi tiếp xúc với ôxy trong không khí sẽ có phản ứng hóa học làm liên kết các phân tử lại với nhau vì các phân tử dầu có kích cỡ trung bình nên chất tạo màng phải phản ứng với nhau để đạt được kích cỡ phân tử cần thiết để cho màng sơn cứng và vững chắc hơn. Cho nên thời gian khô sẽ rất dài. Để rút ngắn thời gian khô của các dầu thiên nhiên thì cần biến tính chúng ở các nhà máy nhựa bằng cách phản ứng dầu này với các hóa chất khác nhau tạo nên những vật liệu có phân tử lớn. Sơn Alkyd là ví dụ điển hình về biến tính hóa học của dầu. Có thể tạo ra loại sơn Alkyd với những đặc tính rất đa dạng bằng cách lựa chọn loại dầu, loại hóa chất để biến tính và số lượng các thành phần tương ứng, điều đó làm cho việc chế tạo các loại sơn Alkyd cho các mục đích riêng biệt dễ dàng hơn. Trước tiên ôxy hóa cần phải tiếp xúc với bề mặt sơn, nên đối với các loại sơn khô bằng cách ôxy hóa không được sơn quá dày, vì nếu sơn quá dày sẽ có một màng khô tạo thành trên bề mặt lớp sơn trong khi dưới bề mặt màng sơn vẫn còn lỏng. Lớp màng khô này sẽ ngăn cản sự vận chuyển ôxy tới các lớp bên trong của màng sơn làm cho thời gian đóng rắn bị kéo dài. Vì thế điều quan trọng là phải kiểm soát khống chế được chiều dày của lớp sơn trong quá trình thi công. Những loại sơn được coi là sơn khô bởi ôxy hóa gồm sơn dầu Alkyd, sơn Epoxyester và sơn Alkyd biến tính bằng dầu Urethane. 3.2.2.2 Sơn khô vật lý Sơn khô vật lý là loại sơn không cần có phản ứng hóa học khi taọ màng mà chỉ có sự bốc hơi của dung môi. Chất tạo màng được chế biến sẵn trước gồm chủ yếu các phân tử rất lớn- polyme- ở dạng chuỗi. Các phân tử chất tạo màng đủ lớn tới mức mà sự hấp dẫn liên kết giữa các phân tử và sự ràng buộc của mạch polyester đủ để tạo màng sơn vững chắc mà không cần các phản ứng hóa học. Để giữ các phân tử polyme ở trạng thái lỏng và để có một độ nhớt thích hợp cho quá trình thi công cần phải sử dụng một khối lượng lớn các dung môi mạnh. Khi dùng sơn khô vật lý để phủ một bề mặt thì dung môi sẽ ngay lập tức bắt đầu bốc hơi và các phân tử trong chất tạo màng sẽ xích lại gần nhau hơn, tác động lẫn nhau, kết nối cùng với nhau và trở thành không dịch chuyển. Điều đó có nghĩa là chúng ta đạt được một chất rắn nhờ sử dụng một phương pháp đơn giản. Loại màng sơn này có thể hòa tan lại được bằng cùng một loại dung môi sử dụng trong sơn nguyên thủy do không xảy ra phản ứng hóa học trong chất tạo màng nguyên thủy. Vì vậy chúng ta có thể đảo ngược lại quá trình đóng rắn, điều này có một số lợi ích nhất định trong thực tiễn. Chúng ta đều biết đến vấn đề rắc rối khi sơn phủ một lớp sơn mới lên màng sơn đã bóng và đóng rắn bằng hóa học. Nếu lớp cũ quá cứng và bóng thì lớp sơn mới có thể bắt đầu bị bong ra. Nếu ta sử dụng một trong những loại sơn khô vật lý thì sẽ xảy ra những điều sau : + Chúng ta sẽ có được một màng sơn khô vật lý cứng và bóng + Một lớp sơn mới cùng loại để sơn phủ lại lớp trước . + Dung môi trong lớp vừa sơn xong sẽ thẩm thấu vào và được phân bố trong lớp sơn cũ và hòa tan chúng. Phân tử trong cả hai màng sơn sẽ liên kết dính với nhau và khoảng cách giữa hai lớp sơn là đồng nhất Điều này có nghĩa là nếu lớp sơn cũ sạch, không có dầu mỡ nào hay các vết bẩn nào khác trên bề mặt mà có thể làm giảm đi sự tiếp xúc giữa lớp mới và cũ thì hai lớp sơn bám dính nhau rất tốt. Một ưu điểm nữa của loại sơn này là do không có phản ứng hóa học trong quá trình đóng rắn nên sơn sẽ không quá phụ thuộc vào nhiệt độ. Loại sơn này thực sự có thể được sơn và khô một cách đạt yêu cầu mà không phải lưu tâm tới nhiệt độ nếu không quá mức quá. Chỉ có một yếu tố là sự bốc hơi của dung môi phụ thuộc vào nhiệt độ đó. Nhiệt độ cao sẽ làm khô nhanh nhưng kết quả cuối cùng vẫn vậy tức là vẫn có được một màng sơn vững chắc mà không bị ảnh hưởng cho dù ở bất kỳ nhiệt độ nào. Một yếu tố quan trọng hơn nhiệt độ xét về mức độ khô là sự dịch chuyển không khí ( thông gió) sẽ thổi bay đi phần dung môi bốc hơi ra khỏi bề mặt Bởi vì tỉ lệ dung môi trong sơn khô vật lý tương đối cao nên chiều dày màng sơn sẽ bị giới hạn. Những sơn cao su bị clo hóa, Vinyl và acrylic là thuộc loại sơn khô vật lý. 3.2.2.3 Sơn hai thành phần đóng rắn hóa học Nhóm thứ ba của sơn là loại sơn hai thành phần đóng rắn hóa học, những lọai này được sản xuất ra bao gồm hai thùng riêng biệt - một thùng chứa đựng phần A – là sơn gốc và thùng kia là phần B – chất đóng rắn. Phải luôn ghi nhớ rằng nếu chỉ sử dụng một thùng sẽ không bao giờ có được một màng sơn chấp nhận được. Nếu chỉ sơn bằng phần A trên bề mặt thì kết quả sẽ là một màng dính xốp không có bất kì tính chất bảo vệ nào. Mỗi thành phần chứa đựng nhiều phân tử phản ứng có kích cỡ tương đối nhỏ trung bình nhưng là những loại khác nhau. Nếu để riêng rẽ thì những phân tử phản ứng này có thể được giữ trong khoảng thời gian không hạn chế, nhưng nếu pha trộn vào với nhau chúng sẽ bắt đầu phản ứng hóa học với nhau và tạo thành các phân tử ngày càng lớn, những phân tử này hình thành chất tạo màng trong màng sơn. Có nhiều hợp phần khác nhau để các nhà nghiên cứu sơn có thể chế tạo loại sơn hai thành phần đóng rắn hóa học. Tính năng của các lọai sơn có thể biến đổi trong một giới hạn rất rộng, có những loại sơn bền vững với hóa chất, bền với tia cực tím và bến với mài mòn cũng như tính dẻo và loại sơn không chứa dung môi. Để đạt được những lợi điểm lớn nhất từ phản ứng đóng rắn hóa học, điều quan trọng là các thành phần phải được pha trộn kỹ với nhau với tỉ lệ chính xác trước khi sơn. 3.2.3 Vai trò và tác dụng của sơn Hiện nay sơn đóng vai trò rất quan trọng. Với điều kiện khí hậu nhiệt đới của nước ta thì sơn có tác dụng chống rỉ, bảo vệ các thiết bị, máy móc. + Sơn có tác dụng cách ly kim loại với môi trường, không cho kim loại tác dụng trực tiếp với môi trường nên các phản ứng hóa học ăn mòn không xảy ra. + Sơn chống vi sinh vật không bám vào kim loại. + Sơn chống bám bẩn. + Sơn dùng để trang trí. Sơn có tác dụng đặc biệt như: Sơn chịu nhiệt, Sơn cách điện, Sơn chịu axit, Sơn chịu xăng dầu… 3.2.4 Một số loại sơn thường dùng ở nhà máy sửa chữa tàu biển HVS Có rất nhiều hãng sơn mời chào được sử dụng tại nhà máy. Tuy nhiên chỉ có một vài hãng chính thức được sử dụng. Đó là các hãng sơn Sigma, Jotun, Internation, Hempel, Chogoku, KCC. Tất cả các hãng sơn đều có những loại sơn đặc trưng như nhau. Tuy nhiên, cũng có một vài hãng có những loại sơn đặc biệt với công thức và thành phần hóa học hơn hẳn những loại sơn của hãng khác. Việc sử dụng và chon lựa sơn của hãng nào tùy thuộc vào nhiều yếu tố. Thông thường, khi một con tàu có yêu cầu được sơn thì loại sơn được sử dụng sẽ có sự đồng thuận giữa hai bên là nhà máy và chủ tàu. Hoặc nhà máy sẽ cung cấp sơn hoặc là sơn do chủ tàu đề xuất. Việc lựa chọn loại sơn sử dụng cũng phụ thuộc vào các yếu tố, sau đó là đến chất lượng sơn và giá thành sơn. Trong đó yếu tố quan trọng nhất là giá thành của sơn vì giá thành phản ánh đến chất lượng của sơn. * Đặc tính kỹ thuật – sử dụng của một số loại sơn Hiện nay có rất nhiều loại sơn được dùng để sơn các loại tàu, tuy nhiên ở đề tài này chỉ nêu ra một số loại sơn hay dùng và một số đặc tính kỹ thuật của chúng. Sơn 830 (sơn chống rỉ) + Có màu bạc, thành phần có bột nhôm. + Có tính chống rỉ lâu dài. + Màng sơn có khả năng cách ly hoàn toàn với môi trường ngoài: không khí, nước mặn… + Được dùng làm sơn lót. + Có khả năng chống đỡ với bất kỳ thời tiết nào. + Sức bền tốt và dai, có khả năng bám lâu trên mặt tôn. + Sơn chóng khô, khi sơn phủ lên bề mặt tôn không còn lỗ trống nào thì nước không ngấm qua được. Sơn 831 (sơn chống rỉ) + Có khả năng đặc biệt là không thấm nước, Có sức đề kháng axit và muối. + Trong sơn có thành phần bột phòng rỉ. + Khi sơn khô màng sơn không bị ảnh hưởng của khí hậu và thời tiết thay đổi. + Chịu đựng được sức đập của nước lúc tàu chạy. + Không bị bong nứt, nếu như các yêu cầu kỹ thuật tiến hành đảm bảo. Sơn 826 (sơn chống hà) + Là loại sơn hai thành phần. +Thích hợp với thời tiết và điều kiện bên ngoài, gặp nắng sẽ co lại, gặp mưa sẽ giản ra, nó chịu đựng được thời tiết ẩm ướt và khô ráo. + Chịu đựng được sự va đập của sóng gió, cọ sát của vỏ tàu, sơn không bị bong ra, bóng đẹp và bền. + Rất chóng khô, rất thích hợp cho việc quét lớn khi tàu nằm đợi thành phần chủ yếu của sơn 826 là Phenonanđehit hỗn hợp với bột sơn. Sơn Acrylic Là loại sơn hiên đại + Sơn một thành phần, khô vật lý + Không phụ thuộc vào nhiệt độ. + Bám dính tốt vào những loại sơn thông thường ( cao su clo hóa, vinyl ) + Tính chất khô tốt + Bền với nước, độ ẩm và cơ học tốt. Sơn Alkyd Alkyd có thể được coi là những loại dầu được biến tính hóa học + Chúng khô do ôxy hóa + Chúng khô nhanh hơn là những loại sơn dầu cổ điển và bền với nước, mài mòn tốt hơn. + Mức độ khô và đóng rắn phụ thuộc vào nhiệt độ. + Có thể pha loãng bởi xăng pha sơn. + Có thể bị bong ra khi sơn phủ lên màng sơn Alkyd đã đóng rắn hoàn toàn và bóng + Độ bền với hóa chất và dung môi mạnh không cao. + Sơn Alkyd thấm ướt tốt lên bề mặt cần sơn và không xử lý bề mặt một cách đặc biệt( dùng bàn chải sắt là đủ ) + Sơn Alkyd có thể dùng cho những vùng đặc biệt như boong, mớn nước thay đổi và kết cấu thượng tầng cũng như sơn cho động cơ. + Dễ sử dụng- không được sơn quá dày. + Dùng để sơn lên những vùng trên mặt nước ( phụ thuộc vào loại Alkyd sử dụng). Sơn Bitum (sơn chống rỉ) Là loại sơn thông thường. + Khô vật lý. + Mức độ khô phụ thuộc nhiều vào thông gió hơn là nhiệt độ. + Hàm lượng chất rắn tương đối cao. + Dễ dàng sơn phủ lên lớp sơn này. + Không có nguy cơ bị bong giữa các lớp khi sơn lên bề mặt sạch và khô. + Bền với nước và độ ẩm. + Thường không dùng hệ sơn khác ( ngoài sơn chống hà ) phủ lên lớp sơn này vì có nguy cơ là nhựa đường thẩm thấu vào lớp sơn mới. + Có tính chất thấm ướt bề mặt cần sơn. + Không đòi hỏi xử lý bề mặt một cách đặc biệt. + Áp dụng như sau: Là sơn chống rỉ dưới nước ( có chứa bột nhôm ) là sơn chống rỉ cho hầm ballast và hầm xích neo… Sơn cao su clo hóa + Sơn một thành phần, khô vật lý. + Khô nhanh. + Mức độ khô phụ thuộc vào thông gió hơn là nhiệt độ. + Cần có chất pha loãng đặc biệt. Đặc biệt chú ý khi sơn phủ lên hệ sơn khác vì có chứa dung môi nên khả năng bóc lớp sơn cũ ra. + Hàm lượng chất rắn tương đối thấp. + Dễ sơn phủ lại. + không bị bong giữa các lớp kế tiếp nhau. + Cần có xử lý bề mặt tốt. + Rất bền với nước và chịu đựng được nhiều loại hóa chất. + Ít bền với dầu và dung môi bị hòa tan. Sơn Vinyl + Sơn một thành phần, khô vật lý. + Khô nhanh. + Độ khô phụ thuộc vào thông gió hơn là vào nhiệt độ. + Cần có dung môi đặc biệt. + Đặc biệt chú ý tới khi sơn phủ lên các hệ khác vì có nguy cơ lớp cũ bị bóc ra. + Hàm lượng chất rắn thấp. + Rất dễ sơn phủ lại. + Không bị bong ra giữa các lớp kế tiếp nhau. + Cần có xử lý bề mặt tốt, nên thổi sạch. + Độ bền có giới hạn với dầu và dung môi. + Nếu trong quá trình sơn bề mặt cần sơn bị ẩm thì màng sơn sẽ bị bong ra (làm giảm độ bám dính ) Sơn Vinyl – Nhựa đường than đá + Dung môi là sự kết hợp giữa dung môi của nhựa và nhựa than đá. + Sơn một thành phần, khô vật lý. + Khô nhanh. + Mức độ khô phụ thuộc vào thông gió hơn là nhiệt độ. + Đòi hỏi dung môi đặc biệt. + Đặc biệt chú ý khi sơn phủ đè lên hệ sơn khác vì có nguy cơ bị bóc ra. + Hàm lượng chất rắn thấp. + Dễ sơn phủ lại. + Không bị bong ra giữa các lớp kế tiếp nhau. + Cần chuẩn bị bề mặt tốt nhưng không tới mức quá tốt như đối với sơn chỉ có nhựa vinyl nguyên chất. Nên thổi sạch. + Bền với nước. + Bền với va chạm cơ học. + Bền với dầu thô tốt. Sơn Polyurethane 2 thành phần Là sơn hai thành phần gồm sơn gốc và chất rắn ( phần A và B ). + Đóng rắn hóa học. + Mức độ đóng rắn phụ thuộc vào nhiệt độ. + Đòi hỏi dung môi đặc biệt. + Đặc biệt chú ý khi sơn phủ đè lên hệ sơn khác vì có nguy cơ lớp cũ bị bóc ra. + Hàm lượng chất rắn thấp. + Dễ sơn phủ lại. + Không bị bong ra giữa các lớp kế tiếp nhau. + Đòi hỏi chuẩn bị bề mặt thật tốt ( thổi sạch ). + Bền với thời tiết. Giữ được độ bóng. + Bền với va chạm cơ học cực kỳ tốt. + Bền với hóa chất và dung môi. + Không bị ngã màu vàng. + Dùng cho những công trình đặc biệt ở những nơi đòi hỏi độ bền màu tốt. Sơn Epoxy 2 thành phần ( Epoxy nguyên chất ) +Là loại sơn hai thành phần: Phần sơn gốc và chất đóng rắn ( phần A và B ). + Đóng rắn hóa học. + Mức độ đóng rắn phụ thuộc vào nhiệt độ. + Đòi hỏi dung môi đặc biệt. + Khi phủ đè lên lớp sơn khác có nguy cơ bóc lớp sơn cũ ra. + Khó được sơn phủ lại vì bám dính giữa các lớp kém. + Phải tuân theo thời gian đóng rắn tối thiểu và tối đa đã chỉ ra. + có xu hướng bị phân hóa khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. + Đòi hỏi chuẩn bị bề mặt tốt ( thổi sạch ). + Cực kỳ bền với nước, hóa chất, dung môi và dầu. + Hàm lượng chất rắn trung bình hoặc cao. Có cả hai loại dung môi. + Dùng như là sơn bảo vệ cho các loại bồn. Có nhiều loại sơn đặc biệt. Sơn nhựa đường than đá Epoxy hai thành phần Là một kết hợp giữa nhựa Epoxy, chất đóng rắn và nhựa than đá. + Là loại sơn hai thành phần: Sơn gốc và chất đóng rắn ( A và B). + Đóng rắn hóa học. + Mức độ đóng rắn phụ thuộc vào nhiệt độ. + Cần có dung môi đặc biệt. + Về cơ bản không nên dùng loại này sơn phủ lên các loại sơn khác: Sẽ có nguy cơ lớp sơn cũ bóc ra. + Thường có hàm lượng chất rắn cao. + Có cả loại không dung môi. + Rất khó sơn phủ lại vì có vấn đề về bám dính giữa các lớp. + Phải tuân theo thời gian đóng rắn tối thiểu và tối đa đã quy định. + Có độ thấm ướt lên bề mặt thép, tốt hơn là sơn Epoxy nguyên chất, nhưng cần chuẩn bị bề mặt tốt, nên dùng phương pháp thổi hạt. + Dùng làm sơn chống rỉ dưới nước, sơn bảo vệ cho bồn ( dầu thô và hầm nước dằn ). + Có thể chế tạo loại sơn Epoxy hai thành phần biến tính bằng nhựa hyđro cacbon thay cho nhựa than đá để sơn có nhiều màu sắc, kể cả các màu sáng. Sơn Epoxy kẽm + Sơn hai thành phần: Chất tạo màng và bột kẽm ( phần A và B ). + Đóng rắn hóa học bằng cách hút nước từ khí quyển (đóng rắn ẩm). Phải đóng rắn hoàn toàn trước khi sơn phủ. + Chỉ có thể áp dụng trên bề mặt thép đã được thổi sạch tới tiêu chuẩn tối thiểu Sa 2.5. + Dùng để bảo vệ các bồn chứa dung môi, trên các công trình ngoài khơi và các công trình sắt thép khác. Một loại đặc biệt của sản phẩm này được dùng làm sơn chống rỉ tạm thời(shopprimer). Sơn Wash primer + Là loại sơn đặc biệt cho nhôm và tôn tráng kẽm + Sơn hai thành phần: Sơn gốc và chất đóng rắn (phần A và B ) + Mức độ đóng rắn phụ thuộc vào nhiệt độ. + Đòi hỏi dung môi đặc biệt. + Phải được sơn ở một chiều dày rất mỏng ( tối đa là 10 micron) trực tiếp lên nhôm, thép mạ hoặc sắt thép đã sơn lót bằng sơn giàu kẽm. + Không bao giờ được phủ lên sơn cũ hoặc trên những bề mặt có dầu, mỡ. + Dùng để nâng cao độ bám dính của hệ thống sơn với bề mặt kim loại. Sơn Mastic + Là loại sơn Epoxy biến tính. + Chịu đựng được bề mặt chuẩn bị kém: Có thể từ St2 – 3 tới Sa2.5. + Có khả năng thấm sâu. + Không có nhựa than đá. + Hàm lượng chất rắn cao. + Sơn dày tới 400 micron/lớp. Việc chẩn đoán chất lượng sơn như thế nào là công việc rất khó, kể cả những chuyên gia về sơn cũng khó nhận biết được. Bởi vì, khi một loại sơn của hãng được xuất ra ngoài thị trường, thì nó đã đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kiểm tra khắt khe của chính hãng. Trong thực tế chất lượng của màng sơn tốt hay xấu còn phụ thuộc vào quy trình kỹ thuật làm sạch, xử lý bề mặt cũng như kỹ thuật sơn…Do đó có thể nói sơn phụ thuộc vào khâu chế tạo và công nghệ sơn. * Một số yếu tố cơ bản khi đánh giá giá thành Về giá thành tính kinh tế của hệ thống sơn ta có thể hiểu như sau: Các chuyên gia về ăn mòn kim loại cũng như các nhà ứng dụng sơn hay người mua hàng đều nhận biết rằng phương pháp tốt nhất để xác định giá thành của sơn là tính toán giá thành trên mỗi mét vuông một năm. Về lý thuyết điều đó có thể dễ dàng tính toán được nhưng trong thực tiễn dần dần người ta ít tính toán theo kiểu đó Để có cách đánh giá tốt nhất về giá thành thì có nhiều vấn đề cần phải tính toán tới chứ không phải chỉ là giá thành trên một lít của các loại sơn khác nhau là có tính quyết định. Những điều quan trọng cần phải lưu ý để có được cách đánh giá giá thành tốt nhất có thể làm được là đánh giá những yếu tố sau: Giá thành vật tư Điều quan trọng là luôn tính toán giá thành trên mét vuông cho mỗi lớp sơn hay cho cả hệ thống một số lớp của một loại hay một vài loại sơn. Ngoài việc lưu ý tới giá thành một lớp sơn, điều lưu ý trong cách đánh giá này là hàm lượng chất rắn của sơn (yếu tố sẽ quyết định hàm lượng trong một lít sơn bao nhiêu phần sẽ thực sự còn lại trên bề mặt kim loại sau khi sơn đã đóng rắn). Một loại sơn có hàm lượng chất rắn theo tỉ lệ 50% có nghĩa là khi sử dụng một lít sơn thì sau quá trình đóng rắn sẽ có một nữa lít thực sự còn lại dưới hình thức màng sơn đã đóng rắn nếu chúng ta không tính toán tới sự thất thoát Sự thất thoát là một yếu tố quan trọng khó có thể tính toán trước được. Lượng thất thoát là lượng sơn không bám vào bề mặt sau khi rời khỏi miệng phun, số lượng này chiếm 20 – 50% của sơn thậm chí lớn hơn. Một yếu tố có tính quyết định khác liên quan đến tỉ lệ thất thoát là kết cấu của bề mặt. Ví dụ đối với kết cấu hàng rào, lang cang thì có thể thất thoát đến 80%, trong khi đối với bề mặt kim loại tấm thì tỉ lệ thất thoát giảm xuống còn 30% Công thức dùng để tính giá thành trên 1m2 Giá thành trên một lít sơn * chiều dày màng sơn khô (micron) * 10 (100% thất thoát ) * thể tích chất rắn của sơn Xử lý bề mặt sơn Giá thành xử lý bề mặt sơn cũng thường được xem xét tới như là một phần đáng kể của giá thành chi phí. Xử lý bề mặt thường ngang với giá trị của sơn. Chúng ta có thể nói rằng xử lý bề mặt càng tốt thì kết quả càng cao. Vì thế có thể nhận thấy rằng ngay cả khi giá thành xử lý bề mặt tốn một số tiền lớn thì sẽ mang lại lợi ích trong tương lai và giá thành một mét vuông trên một năm sẽ giảm xuống. Tiến hành sơn Giá thành của việc sơn đối với bất kì loại sơn nào đều dựa trên năng suất. Cùng với việc phụ thuộc vào khả năng người thợ thì số mét vuông sơn được một giờ sẽ thay đổi tùy theo các hệ thống sơn khác nhau và các chiều dày khác nhau. Nói cách khác giá thành sơn phụ thuộc quan trọng vào việc sử dụng phương pháp thi công. Những yếu tố quyết định đến giá thành thi công sơn là khả năng của thiết bị phun cũng như kinh nghiệm người thợ và môi trường, vị trí mà người thợ làm việc. Các loại sơn khác nhau sẽ có giá thành thi công khác nhau. Sẽ rất dễ dàng thi công sơn có nồng độ đậm đặc cao và sơn ít dung môi ở chiều dày sơn, vì vậy số lớp sơn sẽ giảm đi. Điều này có nghĩa sẽ tiết kiệm được cả tiền và thời gian, mà thời gian cũng là yếu tố quyết định. Tuổi thọ của hệ thống sơn Tất cả những gì ta biết được về tuổi thọ của các hệ thống sơn khác nhau phụ thuộc rất nhiều vào việc sơn đã được chế tạo dựa trên cơ sở công nghệ nào. Nếu hệ sơn là Alkyd thì nói chung nó sẽ không có cùng mức bảo vệ và tuổi thọ dài như một loại sơn Epoxy hai thành phần. Một loại sơn Alkyd có thể mua được với giá trên lít rẻ bằng một nửa loại Epoxy thường là do loại Epoxy có hàm lượng chất rắn thấp hơn vì vậy đã làm giá thành tăng lên. Hơn nữa điều này đòi hỏi phải sơn thêm nhiều lớp nữa để đạt được chiều dày lớp sơn đã đưa ra tức là lại có nghĩa tăng giá thành một lần nữa. 3.2.5 Thiết bị sơn Có rất nhiều thiết bị và dụng cụ sơn được sử dụng để tiến hành công việc sơn. Việc dùng các thiết bị và dụng cụ sơn nào cho thích hợp có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của màng sơn. Về dụng cụ sơn Có hai dụng cụ được sử dụng nhiều nhất trong công việc sơn đó là cọ sơn (chổi sơn), con lăn (rulô) và các loại bút sơn. Hình 3.14 Chổi sơn và con lăn Cọ sơn và con lăn là hai dụng cụ dung ở những diện tích nhỏ hẹp dùng để sơn những đường hàn, góc cạnh, chỗ lồi lõm khó sơn. Dùng cọ sơn và rulô để sơn quét trước những bề mặt khó sơn trước khi sử dụng súng sơn hay dùng để sơn dặm lại những bề mặt, đường hàn, chỗ lồi lõm bị thiếu xót sau khi kiểm tra. Với bút sơn có nhiều loại: Bút sơn dẹp, bút sơn tròn, bút sơn cong, bút vẽ, bút sơn bằng đót. Các loại bút sơn được dùng chủ yếu để sơn những diện tích nhỏ, khó sơn, sơn những chỗ giáp ranh giữa hai màu sơn, dùng kẻ chữ… Về thiết bị sơn Thiết bị được sử dụng cho công việc sơn đó là máy bơm sơn áp lực cao, súng sơn và cây quậy sơn, bơm sơn áp lực cao Để đạt được áp lực sơn cao cần thiết cho việc phân tán sơn như chúng ta đã mô tả, chúng ta cần phải có bơm sơn. Vì các lý do thực tiễn, nói chung bơm này hoạt động bằng khí nén. Tuy nhiên cũng có thể được vận hành bằng điện hay thủy lực. Máy bơm sơn áp lực cao vận hành bằng không khí nén có chức năng như sau : ở trên đỉnh có một luồng khí nén mà không khí đi vào đó qua một van giảm. Van phân phối bên trong khoang nén lúc đó ở vị trí để không khí luồn qua nó, sau đó xuyên qua một rãnh và xuống tới mặt dưới của piston trong buồng khí nén. Piston này sẽ bị nén lên trên. Không khí ở trên piston sẽ đi qua van phân phối và ra ngoài máy. Piston của buồng nén khí được nối trực tiếp bởi thanh khuỷu với piston trong bơm sơn. Bơm sơn được trang bị hai van bi, một ở trong piston sơn và một van đạp ở đáy của xilanh. Lúc này piston sơn đang trên đường đi lên. Van bi trong piston sơn được đóng lại và van đạp mở ra. Sơn ở phía trên của piston được nén lên phía trên và qua bầu lọc đi ra ngoài, sau đó đi qua ống chịu được áp lực cao đi tới súng phun. Van phối khí sẽ xác định piston hoạt động theo hướng nào, nó được kiểm soát bởi một thanh đẩy gắn chặt trong một lỗ khoan trên thanh piston. Khi piston khí và piston sơn gần lên tới đỉnh, thanh điều khiển van sẽ bị tác động một lực từ phía dưới và van sẽ đổi hướng. Sau đó khí nén sẽ đi vào đỉnh piston và nén nó xuống dưới. Không khí dưới piston sẽ xả ra ngoài rồi qua van phân phối khí. Kết quả là piston sơn sẽ lại nén xuống dưới. Van bi ở dưới đáy của bơm sơn sẽ đóng trong khi tròn bên trong piston bơm mở ra. Thể tích lớn của thanh piston làm cho sơn tràn vào thay cho thể tích nó chiếm chỗ trong xilanh của bơm sơn. Nhờ đó sơn được chuyển ra ngoài qua lưới lọc và qua ống chịu áp lực cao tới súng phun. Khi piston đi xuống gần tới đáy, van phân phối khí sẽ lại thay đổi vị trí và một lần nữa piston lại bị nén lên phía trên. Cả trong quá trình lên và xuống của piston, sơn sẽ được bơm ra ngoài qua bầu lọc tới súng phun. Áp lực sơn sẽ được xác định bởi áp suất khí đưa vào và có thể điều chỉnh áp suất này cũng như điều chỉnh tỉ số giữa diện tích bề mặt của piston động cơ khí và diện tích bề mặt của piston sơn. Đa số các máy phun áp lực cao có tỉ số từ 1: 28 tới 1: 64 . Áp lực khí thường nên từ 5-7 kg. Nếu giả thuyết rằng chúng ta có áp lực khí đưa vào là 7kg và tỉ số giữa diện tích bề mặt của piston động cơ khí và diện tích bề mặt của piston sơn là 1 : 40 thì áp lực của súng khi ra khỏi bơm cao áp sẽ là 280kg/cm2, hay là 280atmosphere. Khi đi qua bầu lọc và ống áp lực bị giảm nhưng thông thường giá trị này không lớn lắm. Vì vậy trong ví dụ này có thể coi áp lực tại đầu súng tối thiểu là 250kg/cm2. Hình 3.15 máy bơm sơn áp lực cao. Súng sơn: Là thiết bị phun sơn bao gồm hai loại súng dài và súng ngắn Hình 3.16 các loại súng thường được sử dụng * Súng dài Dùng để sơn những khu vực có diện tích lớn. Súng dài có nhiều loại và có chiều dài khác nhau từ 500mm đến 3000mm. Đầu súng có thể bẻ ngược 1800 rất thuận tiện cho việc sơn. Hình 3.17 Các loại súng dài. * Súng ngắn Loại này được sử dụng rộng hầu hết mọi khu vực do nó có nhiều ưu điểm và đặc tính kỹ thuật tốt, thông thường thì sử dụng ở những diện tích vừa và nhỏ. Tuy nhiên để sử dụng súng có hiệu quả thì phải sử dụng các thiết bị thay đổi phù hợp cho súng đối với từng loại sơn như: đầu lọc sơn, típ sơn. Trong đó típ sơn là thiết bị quan trọng nhất vì tùy theo mỗi loại sơn khác nhau mà phải có đầu típ khác nhau, kích cỡ khác nhau thì độ xa, độ rộng của màng sơn khi phun và lượng sơn phun ra trong súng mới được đảm bảo. * Cây quậy sơn Hình 3.18 cây quậy sơn Đây là thiết bị dùng để khuấy sơn dùng bằng khí nén. c. Sơn áp lực cao ( Airless ) Nguyên tắc làm việc của máy phun sơn là dùng áp suất của khí nén để đẩy sơn ra ngoài tạo thành sương mù bám vào bề mặt sản phẩm. Thành phần của máy phun sơn gồm một động cơ điện, một máy nén khí và một súng phun sơn. ● Nguyên lý phun áp lực cao: Loại cổ điển: Với các thiết bị phun thông thường khí nén sẽ phân tán các loại sơn. Với kiểu phun này, sơn được chứa trong một bình đựng sơn ở ngay dưới súng phun hoặc chứa trong thùng không dính liền với súng và được nối với súng bằng một ống nối. Sơn được hút qua súng và phun qua vòi phun bằng không khí có áp lực trung bình. Miệng phun được thiết kế theo cách trong đó sơn được chuyển lên một lổ mở ở miệng vòi, còn khí nén chạy theo một lỗ khác cũng trên miệng vòi phun. Tia sơn ra khỏi miệng phun bị “ vỡ ra” bởi luồng không khí nén, ở đây sơn bị phân tán nhỏ và bay ra về phía vật cần sơn. Phương pháp sơn này sử dụng khí nén như là một phương tiện vận chuyển sơn từ súng phun tới vật cần sơn. Vì vậy cần một lượng khí rất lớn cho việc vận chuyển sơn, khi thổi tới cạnh luồng khí, lượng khí này kéo theo cả một ít sơn bay ra ngoài vật cần sơn. Vì vậy với phương pháp phun này sẽ không tránh được hiện tượng “ phun hạt sơn khô” và có nhiều chất thải ( sơn bay ra ngoài). Tuy nhiên, ưu điểm của phương pháp này là tạo được một bề mặt sơn đẹp hơn nhiều so với phương pháp phun áp lực cao. Nó cũng dễ điều chỉnh nên là phương pháp tốt nhất cho các công việc sơn cao cấp hơn. Với phương pháp phun áp lực cao thì sơn bị nén dưới áp lực cao tới miệng vòi của súng phun. Miệng phun này chỉ có một lỗ nhỏ và sơn bị cưỡng bức đi ra khe hở của vòi phun và sơn bị phân tán. Nếu áp lực bị giảm thì sơn tự nó bị nổ nghĩa là không có đủ không khí để phân tán sơn hoặc không đủ lượng khí để chuyển hạt sơn tới bề mặt cần sơn. Nhờ sử dụng phương pháp này nên lượng sơn ra khỏi miệng phun sẽ nhiều hơn và số sơn bám vào bề mặt nhiều hơn. Điều này có nghĩa là với phun áp lực cao sẽ ít bị hiện tượng phun hạt khô. Nếu sử dụng phun áp lực cao và phun đúng kỹ thuật có thể không bị hiện tượng phun hạt khô hay lãng phí sơn. Chi tiết quan trọng nhất của thiết bị sơn áp lực cao là miệng phun. Nó có lõi là các – bít Vonfram và trên đó có khe hở để nén sơn qua. Kích cỡ của các khe hở thay đổi tùy theo các loại miệng phun khác nhau và quyết định góc phun và lượng sơn. Mức độ thành công của việc phun sẽ phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn miệng phun thích hợp. Các miệng phun thích hợp sẽ được giới thiệu trong bảng thông số kỹ thuật của từng loại sơn mà hãng sơn cung cấp. Tất nhiên những thông số đó chỉ mang tính hướng dẫn nhưng nếu thử một vài miệng phun sẽ tìm ra được một kích cỡ phù hợp và cho kết quả tốt nhất. Lưu ý là miệng phun sẽ bị mòn và rộng ra sau một thời gian sử dụng và kích cỡ của khe hở cũng sẽ thay đổi. Phải sử lý miệng phun một cách cẩn thận. Không bao giờ sử dụng vật kim loại để thông miệng phun bị tắt. Nếu cần thiết có thể sử dụng que gỗ - không bao giờ được dùng bất cứ vật gì cứng hơn. Nên nhớ là miệng phun rất đắt và là chi tiết quan trọng nhất trong thiết bị phun áp lực cao. Vì thế cần thao tác một cách cẩn thận. Cũng phải đảm bảo là sử dụng miệng phun phù hợp cho mỗi loại công việc. Ghi chú: Sơn bằng phun áp lực cao phải thực hiện một cách chính xác để đạt được kết quả theo mong muốn. Vì một lượng lớn sơn xuyên qua vòi phun ( khoảng 1,8 lít trong một phút đối với miệng phun cỡ 0,021 inches) nên điều quan trọng là phải di chuyển chúng điều đặn và ở khoảng cách phù hợp với bề mặt, tức từ 30-60cm ( 12-14inches). Phải giữ súng phun vuông góc với bề mặt trong suốt lượt sơn và mỗi lượt di chuyển súng phải phủ đè mí lượt trước 50%. Nên nhớ là nếu khoảng cách giữa súng và bề mặt quá xa sẽ gây ra hiện tượng phun hạt khô, làm tổn thất sơn, tạo các lỗ trống, ngậm không khí và làm bề mặt sơn không mịn. Lưu ý : Không sử dụng áp suất cao hơn thông số cần thiết để phân tán sơn ở mức độ mong muốn. 3.2.6 Quy trình sơn vỏ tàu Công việc làm sạch bề mặt được tiến hành khi đưa tàu vào Dock : - Đầu tiên là tiến hành rửa sạch bề mặt toàn bộ bề mặt vỏ tàu bằng phun nước ngọt áp suất cao (hoạt động tại áp suất 680 – 1700bar). Nếu bề mặt có dầu mỡ, hóa chất thì tiến hành rửa bằng hóa chất trước hay có hà thì tiến hành sủi, rồi tiến hành rửa nước. Việc rửa nước này chủ yếu loại bỏ muối, dầu, bụi, một số tạp chất bám trên bề mặt… - Công việc rửa nước được tiến hành bằng súng bắn nước áp lực cao kết hợp với máy rửa nước. Để sử dụng hai thiết bị này cần có sự hỗ trợ của xe nâng. Chú ý: Khi sử dụng súng bắn nước thì nên điều khiển súng cách bề mặt làm việc 2 – 3 m và góc độ của súng 15 – 300 lay súng chậm về hướng trên dưới trái phải, chú ý các chỗ gờ, góc cạnh, làm như vậy bề mặt mới được sạch. Sau khi xử lý bề mặt thì tiến hành xử lý bề mặt vỏ bằng phương pháp phun cát + Tùy theo yêu cầu của chủ tàu, yêu cầu của hệ sơn mà tiến hành phun cát theo tiêu chuẩn nào cho thích hợp. Thường thì bề mặt phun cát vỏ tàu tối thiểu phải đạt đến tiêu chuẩn Sa2 đến Sa2.5 theo tiêu chuẩn ISO 8501-1. Có thể tiến hành thổi cát cho từng phần vỏ tàu để tránh oxy hóa bề mặt trước khi sơn. + Duy trì áp suất máy bắn cát từ 7 -8 kg/cm2 thì mới đạt tiêu chuẩn bắn cát hay tiết kiệm được khối lượng cát. + Không nên tiến hành thổi cát khi trời sắp mưa, gió mạnh, nhiều sương hay thời tiết quá ẩm vì như thế bề mặt sẽ mau rỉ sét lại do có hơi nước. + Nên thổi theo hướng mà các hạt văng ra sẽ che phủ bề mặt đã được thổi như vậy sẽ bảo vệ bề mặt khỏi ô nhiễm bởi hơi muối. + Mài nhẵn và làm sạch những gờ, tạp chất còn lại bằng máy mài và bàn chải sắt. Sau khi thổi cát xong ta tiến hành sơn Trước khi sơn ta tiến hành thổi khí nén làm sạch bề mặt. + Phân chia khối lượng sơn ở những khu vực theo bảng hệ sơn ( tham khảo phần phụ lục). + Pha sơn theo chỉ dẫn ở bảng hệ sơn. + Kiểm tra bề mặt không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt thép. + Không sơn khi độ ẩm lớn hơn 80%. + Không sơn khi tốc độ gió từ 40km/h trở lên, nếu sơn thì phải có sự thỏa thuận của chủ tàu và hãng sơn. + Tiến hành sơn lớp thứ nhất bằng máy phun sơn áp lực cao ngay khi kết thúc công tác làm sạch bề mặt. Không dùng cọ lăn (rulo) cho lớp sơn thứ nhất. + Trong trường hợp bề mặt thổi cát bị oxy hóa, nhiễm bẩn trở lại trước khi tiến hành sơn thì phải tiến hành phun cát làm sạch bề mặt trở lại theo tiêu chuẩn đã được đặt ra ban đầu. + Các góc cạnh đường hàn, vị trí khó tiếp cận bởi súng phun và các vùng bị rỗ nặng phải được sơn dặm bằng cọ sơn (chổi sơn) để đạt được độ che phủ đồng đều và chiều dày đã định. + Rửa nước ngọt làm sạch bề mặt vỏ tàu sau khi kết thúc lớp sơn lót nhằm làm sạch bụi bẩn bám trên bề mặt và chờ khô hoàn toàn. + Sơn các lớp kế tiếp bằng máy phun sơn áp lực cao theo bảng hệ sơn đã được chỉ định. + Sơn dặm lại những chỗ mỏng và thiếu sót. Thường thì bề mặt vỏ tàu luôn được sơn với nhiều lớp (thông thường chỉ có 5 lớp). Tùy theo yêu cầu, đặc điểm của mỗi tàu mà người ta dùng các hệ sơn khác nhau và thứ tự của các lớp sơn cũng khác nhau. Nhưng chung lại thì có các lớp sơn sau : 2 lớp sơn chống gỉ đầu tiên + lớp chuyển tiếp kết dính cho lớp tiếp theo + 2 lớp chống hà. Chú ý : - Trong bất kì trường hợp nào, bề mặt trước khi sơn phải sạch khô và không có các tạp chất bẩn dầu mở. Chờ các lớp sơn khô hoàn toàn trước khi sơn lớp kế tiếp - Thường thì lớp đầu là lớp chống gỉ đến những lớp ngoài là các lớp sơn bảo vệ và tùy theo từng phần bề mặt làm việc như đáy mạn tàu thì có các hệ sơn khác nhau. Thông thường sơn chống hà được sơn trước khi tàu hạ thủy được vài ngày tùy theo kế hoạch xuống Dock của nhà máy nhưng phải tuân theo thời gian khô tối thiểu để hạ thủy. Thời gian khô tối thiểu được quy định để hạ thủy là 12 giờ kể từ khi kết thúc lớp sơn chống hà cuối cùng. Sơ đồ quy trình sơn vỏ tàu : Pha sơn Thổi khí nén làm sạch Kiểm tra bề mặt Sơn lót Rửa nước ngọt Sơn phủ Hạ thủy Sơn chống hà * Kiểm tra chiều dày lớp sơn Kiểm tra chiều dày sơn là một khâu không thể thiếu được trong công tác sơn tàu. Nó quyết định đến chất lượng và chiều dày của màng sơn Hình 3.19 thiết bị đo và kiểm tra Đo độ dày sơn ướt - Đo độ dày sơn ướt là cách đo được tiến hành khi trong quá trình sơn còn ướt. Để có tổng độ dày của lớp sơn đúng thì phải tiến hành đo độ dày màng sơn ướt sau mỗi lần sơn một lớp - Dụng cụ đo độ dày sơn ướt là một dụng cụ đo bằng nhựa hạt kim loại hình chữ nhật, lục giác, hình vuông. Trên dụng cụ có các răng, mỗi răng đều có kích thước và có độ từ thấp đến cao. - Khi đo ta cắm thước vào lớp sơn vừa sơn xong, các răng thấp nhất sẽ bị dính sơn, răng nào chỉ dính phần đỉnh thì ta đọc số liệu trên răng đó và là chiều dày cần biết của lớp sơn ướt. Đo độ dày sơn khô - Đo độ dày sơn khô là cách đo được tiến hành sau khi lớp sơn đã khô hoàn toàn. Để có độ dày sơn khô chúng ta cần phải sơn đúng độ dày sơn ướt theo quy định. Ta cũng tiến hành đo sau khi mỗi lớp sơn đã khô - Dụng cụ đo sơn khô là một dụng cụ điện tử được nối với dây có gắn thiết bị cảm ứng. Khi đo ta áp thiết bị cảm ứng vào bề mặt lớp sơn khô rồi đọc số liệu ở thiết bị cầm tay. Cách đo độ dày sơn khô : Ta chia bề mặt sơn khô ra nhiều khu vực, mỗi khu vực 5m2, trong mỗi khu vực ta tiến hành đo nhiều nhóm, mỗi nhóm gồm 5 điểm đo (chấm đo). Tập hợp tổng các điểm đo, lấy trung bình ta được kết quả đo của khu vực và ta xác định được độ dày của khu vực đó. Với thiết bị đo này cho phép sai số trong khoảng 10%. Cần phải cẩn thận khi đo ở mặt cong vì thiết bị sẽ đọc sai số liệu Nếu có nhiều sai số quá thì ta có cách xử lý như sau : Nếu lớp sơn quá dày thì phải dùng giấy nhám chà cho mỏng bớt Nếu lớp sơn quá mỏng thì phải sơn dặm lại bằng rulô hay chổi sơn Thay công nhân sơn Sơ đồ tàu vào sửa chữa: TÀU VÀO DOCK TIẾN HÀNH HÚT NƯỚC TIẾN HÀNH RỬA NƯỚC Phun nước, thổi gió Dùng dụng cụ cơ khí TIẾN HÀNH XỬ LÝ BỀ MẶT Dùng máy bắn cát Dùng dung môi TIẾN HÀNH SƠN Sơn lót 1 Kiểm tra Sơn lót 2 Sơn phủ Sơn chống hà Hạ thủy Chương 4 NHẬN XÉT VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Qua quá trình đi thực tập và tìm hiểu, chuyên đề của tôi đã hoàn thành một cách cơ bản về nội dung, đã đi sâu phân tích rõ quá trình làm sạch bề mặt và sơn vỏ tàu tại nhà máy sửa chữa tàu biển HVS. * Nhận xét Ưu điểm Nội dung trình bày kết hợp với nhau, dễ đọc, dễ hiểu Đưa ra nhiều phương pháp làm sạch có hiệu quả và dễ sử dụng Nắm rõ được quy trình sơn vỏ tàu Nhược điểm Do thời gian hạn chế và kiến thức có hạn nên tôi cũng không tìm hiểu được nhiều phương pháp làm sạch mới, nhiều loại sơn có tính ưu việt hơn. * Đề xuất ý kiến Qua quá trình thực hiện chuyên đề này, tôi có đề xuất một số ý kiến sau : Chúng ta nên có giải pháp tốt hơn để khắc phục sự ô nhiễm môi trường trong quá trình dùng xỉ đồng để làm sạch bề mặt. Như ta đã biết xỉ đồng là một chất rất độc hại không thể tiêu tan vào đất hay xử lí ngay được, do vậy chúng ta cần có giải pháp tốt như có thể trộn xỉ đồng với một số chất như nhựa đường, xi măng, đất, với một số khoáng chất để tái chế ra gạch, ngói, vật liệu xây dựng… Về xử lí ô nhiễm môi trường khi thổi, ta có thể dùng một thiết bị bao quanh khu vực thổi để ngăn bụi phát tán ra xung quanh. Bên dưới thiết bị có lỗ để xỉ rơi xuống. Trong khi thổi ta sẽ cho máy hút bụi vào trong để hút bụi, còn xỉ ra ngoài sẽ được một máy khác hút ra. Về ô nhiễm biển ta nên bố trí một vòng phao vây an toàn khi đậu tàu trong khu vực sửa chữa để tránh ô nhiễm do dầu, chất bẩn gây ra. Phải có hệ thống xử lí nước thải và cặn bẩn trước khi thải nước thải ra biển. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Đinh văn Kiên Kỹ thuật sơn Nhà xuất bản Thanh Niên (1999) 2.Nguyễn Kim Thạch Đề tài: “Tìm hiểu công nghệ sơn và bảo vệ bề mặt thân tàu thủy tại nhà máy tàu biển HVS” Thư viện trường đại học Nha Trang(2003) 3.Nguyễn Đình Phổ Ăn mòn và bảo vệ kim loại NXB Công nhân kỹ thuật Hà Nội (1980) 3.Nguyễn Đức Ân, Hồ Quang Long, Dương Đình Nguyên Sổ tay kỹ thuật đóng tàu thủy ( tập3 ) Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật (1982) 5. Tài liệu hướng dẫn kỹ thuật sơn Phòng Sơn – Nhà máy tàu biển HVS 6. Tài liệu trích từ một số sách hướng dẫn kỹ thuật của hãng sơn Jotun, Internation. Phòng Sơn – Nhà máy tàu biển HVS Phần phụ lục 1. Bảng hệ sơn. 2. Các loại típ sơn chuẩn Mục lục