船舶涂料性能综合测试评定管理系统彭丽媛

船舶涂料性能综合测试评定管理系统

船舶表面的有机防护涂层在其服役的环境中，会受到环境的作用而发生失效，最终导致基体金属发生腐蚀和破坏。因此，全面了解和掌握各种船舶涂料的物理性能、机械性能、耐介质浸泡、耐老化、耐湿热及盐雾等的数据资料，并结合涂料在船舶上的实际服役性能检测数据，对船舶在不同环境中的涂层选择和及时维护有非常重要的意义。在船舶涂料多年的使用和维护过程中，积累了大量纷繁复杂的实验数据和性能评价结果，仅靠传统的手工方式来查阅相关信息，已经不能满足科研人员的需求中国涂料在线coatingol.com。

因此，急需开发一个船舶涂料性能检测数据管理系统，对上述检测数据及评价结果进行全面、有效地管理; 同时，借助先进的计算机软件技术，对涂料涂层的各项性能评分结果轻松地进行加权计算，有助于对现用各种船舶涂料及涂层体系进行比较、筛选和综合性能评价; 另外，船舶涂层在服役过程中积累了大量的实船检测数据，通过数据库技术可以对这些实船检测数据进行存储、查询和统计，对船舶各部位涂层的保护性能进行分析、评价以及寿命预测。

因此，本研究设计了实船检测数据库，作为船舶涂料性能综合测试评定管理系统的一个有益补充。国内外一些研究单位设计和开发了一些有关材料腐蚀、失效的软件系统［1 － 5］，但是迄今为止，针对海洋环境的材料腐蚀相关软件仍然很少［6 － 7］，舰船涂料性能检测数据全面管理的软件国内外鲜有报道。因此，该软件的开发，可以使大量的涂料检测数据管理工作更加高效、有序，也能够使日常的船舶管理维修更加方便。

1 软件设计1. 1 船舶涂料类型及性能检测项目

船舶涂料性能综合测试评定管理系统针对船舶服役及管理提供信息支撑平台，目前涵盖了12 大类船舶专用涂料，包括舰艇防锈底漆、舰艇防污涂料、船壳及上层建筑外表面面漆、非防滑甲板漆、防滑甲板漆、淡水舱漆、油舱漆、压载舱漆、生活舱用涂料、蓄电池舱涂、阻燃涂料及其他专用涂料，其他专用涂料包括耐压涂层、吸波涂层、透波涂层等。

12 大类涂料测试的具体性能项目有所不同，共有的性能有7 大项，即: 物理性能、机械性能、耐介质浸泡性能、耐盐雾性能、耐老化性能、耐湿热性能和电化学性能( 涂层阻抗) 。一些类别的涂料除此7 项外，还包括自身特有的涂料性能，如: 防锈底漆的耐阴极剥离性能，防污涂料的耐盐水性和耐划水性，船壳漆和非防滑甲板漆的耐候性和热反射性，防滑甲板漆的耐擦洗，淡水舱漆和生活舱用涂料的毒性，油舱漆的表面电阻，蓄电池舱涂料的绝缘电阻和电气强度，阻燃涂料的阻燃性能，以及耐压涂料需要关注的耐压力交变和干湿交替性能等。几大项性能包括许多方面的检测，比如: 涂料的物理性能包括外观、黏度、细度等8 项检测内容，涂料机械性能有附着力、柔韧性、耐冲击性等，耐浸泡性能包括耐蒸馏水性、耐酸性、耐碱性等多种检测项目。

1. 2 数据库功能模块设计

基于对以上船舶涂料类型及性能检测项目的调研，以及对已有检测数据的整理、分析，船舶涂料性能综合测试评定管理系统的数据库采用基于Access 2003 搭建的关系型动态数据库。数据库共包含12 个主库: 涂料基本信息数据库、涂料物理性能库、机械性能库、浸泡试验数据库、盐雾试验数据库、湿热试验数据库、耐老化实验数据库、耐阴极剥离数据库、涂层阻抗数据库、实船检测数据库、国家标准信息数据库、评分标准数据库等，以及几个辅助库。系统总体的数据库结构如图1 所示。

软件系统的数据库结构

涂料基本信息数据库: 用于存储各种涂料的基本信息，包括涂料名称、涂料编号、生产厂家、送检基地、送检时间、涂料特性和备注信息。

涂料物理性能数据库: 包括涂料的黏度、外观、细度、固体分含量、干燥、光泽、理论用量、干膜厚度、贮存状态的试验数据、现象和评价结果。

机械性能数据库: 包括涂层附着力、柔韧性、耐冲击性等试验数据和评价结果。

浸泡试验数据库: 包括涂层的耐盐水、耐蒸馏水、耐酸、耐碱、耐加速液、耐油水混合、耐柴油、耐煤油、耐汽油等试验的数据、现象和评价结果。

盐雾及湿热试验数据库: 包括涂层的划“× ”试板、未划“×”整板耐盐雾，划“× ”试板、未划“× ”整板耐湿热的试验现象和评价结果。

涂料的相关信息数据库: 包括涂料的物理性能、机械性能、浸泡试验、盐雾试验、湿热试验等试验有关的国家标准以及行业评分标准信息。

一些涂层其他性能数据库，包括: 涂层的耐阴极剥离、涂层阻抗、耐老化性能、耐候性、热反射、耐擦洗、毒性、表面电阻率、阻燃性能、耐划水性等的试验现象和评价结果。在此不一一赘述。

实船检测数据库: 是一个可以相对独立运行的数据库。包括现场船舶数据库和实验室标准库2 个主库，以及涂层体系库和腐蚀环境库2 个辅助子库。其中，实验室标准库存储各种船用涂层在特定腐蚀环境中从开始腐蚀至失效不同时间段的10 Hz 频率下的相位角等阻抗数据，主要作为现场船舶数据库中涂层服役寿命预测的依据，目前数据有百余套。现场船舶数据库用于存储船舶的基本信息( 船舶名称、船舶类型和备注信息等) ; 同时记录船舶不同部位的涂层在不同服役时期的表观状态、历史维护状况和10 Hz 频率下的相位角等阻抗数据。根据以上信息可以对船舶涂层服役性能进行分析和评价，并结合实验室相关标准数据对涂层进行寿命预测。涂层寿命预测的基本原理为: 根据涂层体系的10 Hz 频率下的相位角随时间的衰减与涂层低频阻抗值( | Z | 0. 01 Hz) 随时间的衰减规律的相似性［8］，利用现场测得的10 Hz 频率下的相位角，与实验室同类涂层在10 Hz 频率下的相位角随时间的衰减曲线比对，对船舶某部位涂层服役剩余寿命进行预测［9］。

1. 3 软件操作流程

软件系统登陆后，首先是选择涂料类别。然后是对所选类别涂料的各大项性能的详细检测数据以及评价结果进行查询和统计，以及添加、修改、删除等数据库基本操作，以及数据的导出和打印。软件的操作流程如图2 所示。

软件操作流程图

进入实船检测模块，首先是选择船舶名称以及选定船舶部位，船舶不同部位对应着相应的涂层体系，在此实船检测模块和船舶涂层性能检测数据模块相关联。选择船舶部位后，可以填写、修改涂层检测数据，画出特定频率下相位角随时间的变化曲线，对涂层进行分析、评价，以及预测涂层服役剩余寿命。图3 为实船检测模块的流程图。

实船检测流程图

2 软件的功能及实现2. 1 软件的功能

船舶涂料性能综合测试评定管理系统采用模块化的设计方案，将软件的功能分为5 大模块: ( 1) 对各种检测数据的全面管理，包括输入、修改、删除等; ( 2) 数据的维护，实现数据压缩、备份功能，定期对陈旧数据进行压缩保存和备份，以加快系统运行速度并节省空间; ( 3) 数据查询功能，包括数据的精确查询及条件查询，结果可导出和打印; ( 4) 数据计算功能，可按用户需求对数据进行计算，比如对涂料的各项性能评分结果进行加权计算; ( 5) 涂层性能评价: 根据船舶涂层性能各项检测数据结果，对该类涂料、涂层进行综合性能评价，实船检测数据也可对在役涂层进行性能评价和寿命预测。

2. 2 软件的实现

使用VB 6. 0 编程，实现了船舶涂料性能综合测试评定管理系统。系统界面采用Windows 操作风格，界面友好，操作简便。用户可以选择不同类别的涂料，然后对该类涂料的各项性能的检测数据以及评价结果进行查询和统计以及添加、修改、删除等数据操作。用户还可以通过重置各项性能的加权因子，来重新评定该涂料的综合性能。举例说明，某船舶的001 部位涂层为环氧富锌底漆50 μm + 环氧云铁中间漆50 μm+ 脂肪族聚氨酯面漆50 μm，定期对该部位涂层10 Hz 频率下的相位角进行测试， 256 d 时相位角为36°，点击预测按钮，软件给出该部位涂层剩余寿命为122 d。实际船舶在130 d 时测试和解析得到该部位的涂层电阻( Rp) 为0. 9 × 106 Ω·cm2 ，根据文献报导［10］，当Rp低于106 Ω·cm2 涂层接近失效。因此，该预测结果与实际结果比较相符。

3 结语

( 1) 以Access 2003 作为数据库平台，以Visual Basic 6. 0作为开发工具，设计和实现了船舶涂料性能综合测试评定管理系统，实现了对船舶用12 大类涂料各项检测原始数据、评分等信息的全面管理。

( 2) 实现了涂料及涂层各项性能的查询统计和综合性能评价，用户可按加权因子对涂料及涂层各项性能进行加权评分，全面了解各种船舶涂料的综合性能，对涂料的选用有重要参考作用。

( 3) 设置了船舶用涂料实船检测数据库，对各种涂料在实船上的检测数据进行全面管理，并可对涂层服役性能进行评价和寿命预测。该库是船舶涂层性能检测数据管理的一个有益补充。

( 4) 设置了相关信息库，以助于用户了解和掌握国家标准和行业评分标准。

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