基于鋅加涂層的自升式海洋平臺樁腿防護

摘要：該文介紹了自升式海洋平臺樁腿常規涂裝方案存在的問題，介紹了采用鋅加涂層方案對樁腿飛濺區及全浸區進行防護的優點及配套方案，并對鋅加涂裝方案對自升式平臺樁腿的防護年限進行了測算。

關鍵詞：自升式海洋平臺 樁腿 鋅加涂層 防護

中圖分類號：TE951 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（b）-00-01

自升式海洋平臺是由平臺主體、支撐及升降裝置兩大部分組成。支撐及升降裝置由樁腿、樁靴和升降系統組成。當平臺在進行施工作業時，樁腿下降，樁靴插入海底泥層，靠樁腿支撐整個平臺主體，使之升起于海面以上一定的高度。

當施工完畢平臺遷移時，樁腿升起并隨平臺主體一起在海面上漂浮移動。平臺在施工作業時，樁腿對整個平臺起支撐作用，其安全性、可靠性至關重要。此時，整個樁腿分別處于大氣區、飛濺區、全浸區三個不同的區域。由于海洋環境非常惡劣，對樁腿造成腐蝕的因素很多，樁腿的腐蝕很嚴重。因此，我們必須對樁腿采取有效的防護措施。

該文主要介紹了傳統的樁腿防護方案中存在的問題，分析了在樁腿腐蝕嚴重的飛濺區和全浸區采用鋅加涂層來代替常規的油漆涂裝加陰極保護，對海洋平臺樁腿進行長時有效的防護。

1 常規涂裝存在的問題

海洋平臺樁腿的大氣區段裸露在空氣中，基本與海水沒有接觸，腐蝕相對較輕，一般采用常規的海洋油漆涂裝方案進行防護。飛濺區段經受海洋大氣與海水浸漬的交替作用，海浪與冰塊的沖擊，水面飄浮物體的磨損，以及其他工作輔助船停靠時對其進行碰撞與摩擦，均造成飛濺區腐蝕加劇。全浸區常年浸泡在海水中，在高鹽度的海水中，其腐蝕速度也很快。目前常規防護措施一般采用陰極保護和涂料的聯合保護。其中，桁架式樁腿平臺可以在桁架內部安裝鋁塊或鋅塊來進行陰極保護。干式圓柱型樁腿因為樁腿與圍井之間的間隙太小，無法安裝鋅塊，一般采用外加電流的陰極防護，在樁靴部位安裝輔助陽極、參比電極，并在樁腿吊裝前鋪設好電纜，在樁腿、裝靴對接后，接通連線，并在塢內進行調試工作。

這種方式置使樁腿外的外接電纜易受海風影響，吹擺現象很嚴重，電纜在平臺升降過程中也容易因意外斷裂造成傷害事故。

2 鋅加涂裝方案

鋅加涂層是在防銹底漆的下部附加一層純鋅混合涂層，使涂層干膜中含96%以上的純鋅。一般配套方案是在樁腿的飛濺區和全浸區采用1道80 μm鋅加混合涂層，2道100 μm氯化橡膠防銹底漆涂層，2道100 μm環氧云鐵中間漆和2道200 μm丙烯酸聚氨酯面漆，總干膜厚度達到880 μm。

此方案不僅使樁腿飛濺區和全浸區具備外加犧牲陽極的陰極保護功能，還具備常規油漆涂裝的防護功能。

鋅加涂層的陰極保護作用計算如下：

n=（G/g）×k

式中 n：耐用年數；

G：鋅層總附著量，其中1 μm鋅層涂布量約為7.2 g/m2；

g：年腐蝕量，根據ISO12944標準，一般在海洋環境下鋼結構鋅層年腐蝕量為30 g/m2；

k：折減系數，一般鋅加以0.8計。

80 μm厚96%鋅含量的涂層，根據上式可測算出耐用年數可達15年，采用環氧云鐵中間漆、丙烯酸聚氨酯面漆屏障保護的面漆防護年限可達5年。

所以采用鋅加涂層的總防腐年限為：

鋅加防腐年限+面漆防腐年限=15+5=20年

3 鋅加涂裝方案的優點

根據英國BNF材料實驗室認證，80 μm鋅加涂層在惡劣海洋大氣環境下保護鋼板可達15年以上不腐蝕，而在一般大氣環境下至少20年以上不腐蝕。鋅加涂層還象熱浸鋅、熱噴鋅（鋁）一樣具備犧牲陽極的陰極保護能力，具備常規涂裝和陰極保護的雙重作用。另一方面，鋅加涂層對金屬表面處理要求較低，局部表面進行防腐涂裝維修時，可采用人工打磨，去除特舊漆膜和嚴重的銹斑，人工打磨至GB8923-88標準St2-3級，允許保留10%以下的輕度銹蝕面積。這是一般涂料和其他防腐方法所做不到的。

4 結語

用鋅加涂層對自升式平臺樁腿進行防護已經在國外多條平臺上進行了試用，國內也有多條平臺在樁腿局部維修時進行了嘗試。平臺樁腿采用鋅加涂層方案可使樁腿保護年限達到20年以上，而目前使用的普通涂層加陰極保護一般設計壽命為15年左右。辛加圖層的一次性投資額雖稍高于常規涂料加陰極防護的綜合計價，但根據保護年限進行測算，平局費用卻遠低于后者，可給用戶帶來良好的綜合經濟效益。

參考文獻

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