舱盖内表面涂层生长霉菌原因分析与探究

陈永进 （南通中远重工有限公司，江苏南通 226100）

0 引言

船舶舱盖通常为钢结构产品，主要用于船舶露天甲板货舱上面，以确保货舱开口的密闭性。船舶舱盖主要有折叠式、侧开式、吊离式等3种类型。由于舱盖暴露在甲板上，船舶长期在海洋性气候中航行，甲板以及舱盖外板经常遭到海浪的拍打侵蚀，因此会加快其腐蚀速度。但是在船舶涂层设计方面，舱盖只是船舶的一小部分，舱盖的涂层设计与防腐要求主要取决于该船舶的航运路线、装载产品、使用维修年限等综合制作成本。在一般情况下，舱盖涂层配套设计都比较简单，施工也较方便。

笔者在多年的船舶舱盖制作中，曾遇到新交付船舶，因为舱盖内表面涂层生长霉菌以及内表面角落涂层开裂而被客户进行涂装投诉。首次遇到此类涂装质量问题，无论是对船东，涂料供应商，还是船舶舱盖制作单位来说都很棘手，一方面需要积极进行原因分析，另一方面还需要积极配合船东进行售后处理。下面就舱盖内表面涂层生长霉菌进行原因分析与探究。

1 背景介绍

两条新造的20.8K的散货船设有侧开式舱盖，共有9个舱、18只舱盖，两条船的舱盖涂层配套设计完全相同，且采用的同一公司的涂料。船舶交付后的首次航行任务是往返于中国沿海到西非某高温高湿的地区，装载的产品主要为铝矾土，航运周期一般在3个月左右，在运输航海过程中，舱盖处于密封关闭状态。

在船舶从西非装载货物回国，停靠码头打开舱盖卸货时，发现舱盖内表面漆膜上有霉斑，并且在内表面的一些角落处有涂层开裂现象。

2 涂层霉菌的生长条件以及危害

一般涂料在出厂前，尤其是应用在海洋性气候中的防腐涂料都应该进行“三防”（即防湿热、防盐雾、防霉菌）性能的测试，“防霉菌”试验便是其中之一。从防霉菌试验可以发现，霉菌的生长需要同时满足温度和湿度两个条件。适于霉菌生长的温度一般在15~35 ℃，最适合的温度是25~30 ℃，当温度低于0 ℃或高于40 ℃时，霉菌是不生长的；适于霉菌生长的相对湿度一般在80 %~95 %，超过95 %生长最旺盛，相对湿度低于75 %不生长，但是也不会死亡。综上，可以发现最适宜霉菌生长的气候条件是温度30~35 ℃、相对湿度95 %~100 %。

霉菌对涂层有破坏作用，会加速金属的腐蚀。霉菌的生长一方面会引起涂层霉斑、起泡，直接影响到涂层外观，另一方面，霉菌代谢会产生有机酸，而这种有机酸能够引起涂层表面颜料的溶解，破坏致密的涂层，溶解物伴随着空气（含有水气、CO2等物质）一起渗透到底层，在金属底材上形成电化学腐蚀，尤其海洋性气候中氯离子的侵入，因具有极强的腐蚀性从而导致涂层失去保护作用。

3 舱盖内表面涂层生长霉菌部位、原因分析、霉斑处理以及其它

3.1 舱盖霉斑发现部位、分布量以及颜色

霉斑主要集中在舱盖内表面腹板、朝下的面板、内部顶板上；霉斑分布不规则，有密集点状分布的，也有分散点状分布的；18只舱盖霉斑分布的量也各不相同；霉斑颜色为黑色。舱盖内表面霉斑示意图见图1。

图1 舱盖内表面霉斑示意图Figure 1 Schematic diagrams of mildew spots on inner surface of hatch covers

3.2 霉菌生长原因分析

3.2.1 从涂层施工分析

该舱盖使用的是由某公司提供的一种纯环氧的涂层配套，标准膜厚200 μm。舱盖制作单位在室内进行舱盖的冲砂、涂装，且所有的施工条件以及最终膜厚都完全符合涂装工艺要求，在油漆技术服务商的见证下施工，并最终通过船东验收。

为进一步验证当时的施工条件，在现场舱盖内表面生长霉斑的区域，用涂装刀把霉斑点铲开，发现霉斑点下面的涂层是完好的，这说明霉斑是从涂层表面生长的，霉菌还没有来得及进一步渗透至底层。

3.2.2 从涂料性质分析

从该涂料公司提供的相关产品合格证以及说明书分析得知，该纯环氧涂料是一种耐机械摩擦涂料，本身硬度很高，而至于该涂料在出厂前进行“三防”性能的测试情况如何，以及是否适应极端温湿度的变化等性能并不清楚。

3.2.3 从船舶使用环境分析

船舶航线往返于中国沿海到西非某高温高湿的地区，且船舶在装载完货物后，舱盖处于关闭状态，这样整个货舱与舱盖之间就形成一个密闭的空间，没有通风，不能进行空气流通，再加上在海上航行昼夜温差大，导致货舱内形成水气，积露在舱盖的内表面，为霉菌生长提供了合适的温度与湿度条件。

从以上涂层施工、涂料性质以及船舶使用环境等几方面进行原因分析，可以推断出舱盖内表面生长的霉斑主要是取决于该船舶的使用环境以及其使用的涂料性能，其中涂料的“三防”性能测试尤为重要。

3.3 舱盖内表面霉斑处理

根据涂料厂家提供的处理方案，综合考虑船舶航运周期、成本、便捷等情况，对霉斑严重的区域采用清洗剂清洗，再进行高压水冲洗，将表面的霉斑颜色清洗得淡些，但霉斑并不能完全消除。

3.4 涂层开裂原因分析

涂层鼓泡、开裂主要集中在舱盖内表面靠近顶板“U”形结构的焊缝处（图2），虽然后来经过分析，涂层的开裂与霉斑没有直接关系，但是却与该涂料的性质有很大关系。该涂料施工固化后，涂层的硬度很高，但耐柔韧性不佳，在舱盖内表面角落焊缝处受到外力影响而引起变形时，涂层的力学性能不能与基材结构的力学性能同步，导致涂层起泡、开裂，甚至脱落。

图2 舱盖内表面焊缝区域鼓泡、开裂示意图Figure 2 Schematic diagrams of bubbling and cracking in the weld area on the inner surface of the hatch cover

4 涂层配套方案的选择

根据舱盖内表面漆膜生长霉菌的原因分析，不难发现，该项目在对舱盖进行涂层配套设计时，未充分考虑到被涂物涂层的特殊使用环境，如果提前了解船舶的航运路线、使用的特定环境等具体内容，选择一种具有防霉菌功能的涂层配套方案，则可以避免此类质量问题的发生，因此对于涂层配套方案的选择，也应该引起高度重视。

第一，需要考虑到选用的涂料必须适应特定的腐蚀环境条件和产品特定的使用要求（如防污性、耐候性、防潮湿、防霉菌等）；第二，需要考虑选用的涂料涂层的物理机械性能（耐冲击性、柔韧性等）是否与被涂物之间的机械性能相匹配，比如被涂物局部在使用过程中因为受力导致变形，或者局部应力集中时，涂层是否能够满足相应的力学性能；第三，选择合适的配套体系，各涂料之间应该有很好的结合力，需要满足涂料的化学极性，以免出现渗色、咬底等现象；第四，在涂料配套中，对每道涂层的膜厚设计要求，应考虑到防腐年限；第五，满足施工的方便性，尽可能采取低表面处理的涂料以及厚膜型涂料；第六，必须满足涂料应用的其它相关的国家、国际规范、公约，以及环保、“三废”排放标准等方面要求，并取得相关权威机构认证。

5 防霉菌涂料的探究方向

对防霉菌涂料的探究方向主要还是对新型涂料的开发研究。这种新型涂料不仅要求适用于密闭的、通风不良的高温潮湿环境，还得适用于能够促使霉菌生长的特殊环境中；不仅需要考虑重防腐涂料，还需考虑日常生活中的一般性应用涂料，比如内墙涂料，一旦遇到梅雨季节，有些内墙涂料就容易发霉，生长霉斑。

新型涂料的研究开发，需要具备抑制霉菌生长、繁殖的功能，一方面，需要考虑到极端气候（比如极寒、极热天气）的变化、减少VOCs的排放，满足耐候性以及环保要求；另一方面，需要考虑降低制作成本、简化涂装施工，满足施工单位以及客户要求，比如研发水性涂料、高固体分、低表面处理涂料，不断地优化涂料配方，开发出高端的涂料产品，减少或者抑制霉菌的生长。