導(dǎo)管架平臺(tái)飛濺區(qū)腐蝕防護(hù)

摘 要：海洋平臺(tái)的金屬結(jié)構(gòu)受到日照、海風(fēng)、波浪沖擊、復(fù)雜的海水體系、晝夜和季節(jié)溫度變化及海生物侵蝕等因素的影響使海洋平臺(tái)腐蝕的速率較快，并且金屬材料的耐腐蝕性能隨暴露條件的不同而發(fā)生不同的變化。飛濺區(qū)受到風(fēng)浪、日照、潮水漲落因素的影響，鋼結(jié)構(gòu)表面干濕交替，另外由于充足的氧氣，再加上海浪的沖擊、漂浮物的撞擊和侵蝕、海水電解質(zhì)的腐蝕，導(dǎo)管架平臺(tái)的飛濺區(qū)往往是平臺(tái)腐蝕最嚴(yán)重的部位。對(duì)于飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)的防腐問題，傳統(tǒng)的方法對(duì)表面處理要求較高，增加了施工難度和成本，同時(shí)也沒有腐蝕防護(hù)效果檢測方法和應(yīng)急保護(hù)措施。該文所提出的導(dǎo)管架平臺(tái)飛濺區(qū)腐蝕防護(hù)系統(tǒng)，不僅具有表面處理要求低、可帶水作業(yè)、施工簡單、具有良好的密封性和抗沖擊性等諸多優(yōu)點(diǎn)，而且具有腐蝕防護(hù)效果檢測和應(yīng)急保護(hù)措施，對(duì)導(dǎo)管架飛濺區(qū)腐蝕防護(hù)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)管架 飛濺區(qū) 腐蝕防護(hù) 檢測方法 應(yīng)急保護(hù)措施

中圖分類號(hào)：TG174 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）04（c）-0049-02

Abstract：Metal construction of offshore platforms impacted by direct sunlight，wind，wave impact，complex water system，diurnal，seasonal temperature changes，sea erosion and other biological factors，these make offshore platforms corrosion rate faster.And corrosion resistant of metal material can occur with different changes by different exposure conditions.Under the influence of wind，sunshine，tidal factors，surface of Splash zone dry-wet alternate.In addition because enough oxygen，coupled with the shock of waves，debris impact and erosion，seawater electrolyte erosion，the splash zone of jacket platform is the most serious corrosion part.For the splash zone steel corrosion problems，the traditional method of surface treatment are higher，increasing the difficulty and cost of construction，but there is no detection method for corrosion protection and emergency protective measures.The proposed splash zone of platform jacket corrosion protection system，not only has the surface treatment requirements low，with water operations，simple construction，a good seal and impact resistance and many other advantages，but also has the effect of detecting corrosion protection and emergency protection measures.This has important implications for the jacket splash zone corrosion protection.

Key Words：Jacket platform； Splash zone； Corrosion protection； Detection method； Emergency protective measures

海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)昂貴，所處海洋環(huán)境十分惡劣，其鋼結(jié)構(gòu)不僅受到海上大氣和海水的腐蝕，還遭受海水飛濺、潮汐、海泥的作用，而產(chǎn)生劇烈的電化學(xué)腐蝕，一旦發(fā)生災(zāi)害性腐蝕，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重破壞和巨大經(jīng)濟(jì)損失。為保證海洋工程結(jié)構(gòu)的使用安全和經(jīng)濟(jì)性，必須對(duì)各種腐蝕情況尤其是飛濺區(qū)的腐蝕情況進(jìn)行了解和研究。

1 導(dǎo)管架平臺(tái)飛濺區(qū)

飛濺區(qū)是指位于海水高潮位的上方，海水飛濺所能濕潤的區(qū)域是海洋環(huán)境中鋼結(jié)構(gòu)遭受到腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域。此區(qū)域的腐蝕一般以點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕為主[1]。在此區(qū)域，鋼的腐蝕速度比海水全浸區(qū)要高出3～10倍，平均腐蝕率達(dá)到0.3～0.5 mm/a[2]。對(duì)于導(dǎo)管架平臺(tái)飛濺區(qū)的防腐問題，國際上目前比較成熟的做法有金屬熱噴涂層體系[3]、有機(jī)涂層體系等。其中金屬熱噴涂層使用壽命較長，耐腐蝕性優(yōu)良，但缺點(diǎn)是施工時(shí)技術(shù)要求較高，國內(nèi)的熱噴涂技術(shù)研究較晚，工業(yè)應(yīng)用還存在一些困難。有機(jī)涂層的涂覆厚度往往在50～500 μm，適用廣泛，但易受溫度、外力作用的影響，難以保證20年以上的使用壽命。同時(shí)以上方法缺少防腐效果監(jiān)測，也沒有應(yīng)急防護(hù)措施，因此，該文設(shè)計(jì)了一種新的飛濺區(qū)腐蝕防護(hù)系統(tǒng)。

2 飛濺區(qū)多層防護(hù)系統(tǒng)

由于常規(guī)的涂層材料在飛濺區(qū)無法提供長久的保護(hù)，因此，該文采取多層防護(hù)系統(tǒng)，包括礦脂防蝕膏、礦脂防蝕帶、吸水材料、陽極帶、導(dǎo)線、密封緩沖層和保護(hù)罩。其中礦脂防蝕膏、礦脂防蝕帶是復(fù)層礦脂包覆防腐技術(shù)的核心部分，含有高效的緩蝕成分，能夠有效地阻止腐蝕性介質(zhì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的侵蝕，并可帶水施工。吸水材料給陽極帶和鋼樁提供電解質(zhì)環(huán)境。陽極帶作為犧牲陽極，對(duì)樁腿其臨時(shí)保護(hù)作用。導(dǎo)線用于檢測多冊(cè)防護(hù)系統(tǒng)的防護(hù)效果。密封緩沖層與不飽和聚酯樹脂和加強(qiáng)玻璃纖維制成的玻璃鋼保護(hù)罩具有良好的整體性能，能夠隔絕海水的侵蝕，保護(hù)內(nèi)部的礦脂防蝕膏和礦脂防蝕帶。

2.1 礦脂防蝕膏

礦脂防蝕膏是一種人造的淡褐色油性膏狀緩蝕化合物，直接涂抹于鋼結(jié)構(gòu)表面，在潮濕環(huán)境中具有很好的防腐蝕性能，能夠長期高效穩(wěn)定地使鋼結(jié)構(gòu)物在嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境中免遭腐蝕，其主要特點(diǎn)如下。

（1）礦脂防蝕膏中的復(fù)合防銹劑中含銹轉(zhuǎn)化劑，降低了表面處理要求，節(jié)約了人工成本。

（2）礦脂防蝕膏中的復(fù)合防銹劑還含有不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的表面活性物質(zhì)，可帶水作業(yè)，施工方便。

（3）礦脂防蝕膏中添加有性能優(yōu)良復(fù)合稠化劑等，從而可以強(qiáng)有力的粘附在鋼結(jié)構(gòu)表面。

2.2 礦脂防蝕帶

礦脂防蝕帶是以無紡布為載體，在含有復(fù)合防銹劑、稠化劑、潤滑劑、填充劑等特制礦物脂中浸漬制成的帶狀防蝕材料，其主要特點(diǎn)如下。

（1）礦脂防蝕帶和礦脂防蝕膏是同一系列的防腐蝕材料，兩者兼容，相互之間粘結(jié)為一體，可以完全地隔絕基材與空氣、水的接觸，從而保護(hù)基材。

（2）礦脂防蝕帶不需固化，可連續(xù)施工，節(jié)約施工時(shí)間。

2.3 密封緩沖層和防蝕保護(hù)罩

密封緩沖層粘貼于玻璃鋼防蝕保護(hù)罩內(nèi)，起到密封、緩沖外界沖擊的作用。

玻璃鋼防蝕保護(hù)罩采用不飽和聚酯樹脂和加強(qiáng)玻璃纖維制成，厚度一般大于3 mm（不加密封緩沖層），其主要特點(diǎn)如下。

（1）保護(hù)罩具有優(yōu)異的耐腐蝕性能、耐熱性、耐磨性、耐久性、抗疲勞強(qiáng)度高、重量輕、強(qiáng)度高和成型工藝的多樣性等特點(diǎn)。

（2）保護(hù)罩內(nèi)表面貼襯密封緩沖層，能夠吸收外力撞擊時(shí)的部分能量，自行調(diào)整防蝕保護(hù)罩與基材結(jié)合緊密，可以應(yīng)用于形狀規(guī)則和不規(guī)則的鋼結(jié)構(gòu)物。

（3）保護(hù)罩的維護(hù)檢修簡便，把不銹鋼螺栓擰開，就可以打開保護(hù)罩進(jìn)行檢修。檢修完成后，擰緊螺栓即可。

2.4 飛濺區(qū)多層防護(hù)系統(tǒng)施工流程

導(dǎo)管架飛濺區(qū)多層防護(hù)系統(tǒng)施工流程包括搭腳手架、表面處理、涂刷礦脂防蝕膏、纏陽極帶、陽極帶與電纜連接、纏礦脂防蝕帶、纏吸水材料、安裝保護(hù)罩、端部密封。其中搭腳手架是為人員后續(xù)防護(hù)系統(tǒng)安裝提供作業(yè)平臺(tái)。表面處理是為了多層防護(hù)系統(tǒng)能夠更好地對(duì)飛濺區(qū)防護(hù)。陽極帶、電纜和吸水材料起到應(yīng)急保護(hù)和防護(hù)系統(tǒng)效果檢測作用，其中電纜一端與陽極帶相連，另一端布設(shè)至平臺(tái)甲板上部，便于后期防護(hù)效果檢測。礦脂防蝕膏和礦脂防蝕帶是該防護(hù)系統(tǒng)的核心部分，起防止飛濺區(qū)腐蝕的作用。保護(hù)罩起保護(hù)內(nèi)部礦脂防蝕膏和礦脂防蝕帶免受外界沖擊的作用。

3 防護(hù)效果檢測及應(yīng)急保護(hù)

3.1 防護(hù)效果檢測

腐蝕防護(hù)系統(tǒng)的自檢功能示意圖如圖1所示，當(dāng)?shù)V脂防蝕膏和礦脂防蝕帶沒有有效地隔絕海水與導(dǎo)管架平臺(tái)飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，通過吸水材料給飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)和陽極帶提供了一個(gè)穩(wěn)定的電解質(zhì)環(huán)境，從而使飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)、陽極帶、電纜、電流計(jì)、平臺(tái)甲板形成通路，飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)或陽極帶一旦發(fā)生腐蝕，如圖1所示的電流計(jì)讀數(shù)將不為零。相反，如果礦脂防蝕膏和礦脂防蝕帶有效地隔絕了海水與導(dǎo)管架平臺(tái)飛濺區(qū)，該區(qū)域也不會(huì)發(fā)生腐蝕，從而圖1所示的電流計(jì)讀數(shù)應(yīng)為零，即可以通過觀察圖1所示電流計(jì)的讀數(shù)來判斷防護(hù)效果。

3.2 應(yīng)急保護(hù)措施

當(dāng)?shù)V脂防蝕膏和礦脂防蝕帶沒有有效地隔絕海水與導(dǎo)管架平臺(tái)飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，通過吸水材料給飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)和陽極帶提供了一個(gè)穩(wěn)定的電解質(zhì)環(huán)境，根據(jù)犧牲陽極原理，海水將先腐蝕陽極帶，從而起到了保護(hù)飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)的作用。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

我們已將該文所述的導(dǎo)管架平臺(tái)飛濺區(qū)多層防護(hù)系統(tǒng)成功應(yīng)用于渤海某平臺(tái)立管和樁腿的腐蝕防護(hù)中，如圖2所示。

通過現(xiàn)場實(shí)施及應(yīng)用可知，該導(dǎo)管架平臺(tái)飛濺區(qū)腐蝕防護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)?dǎo)管架飛濺區(qū)進(jìn)行有效防護(hù)，并且該方法施工簡單、易操作，具有重要推廣價(jià)值。

5 結(jié)語

該文所述多層防護(hù)系統(tǒng)在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)管架平臺(tái)飛濺區(qū)腐蝕防護(hù)，并已成功應(yīng)用于渤海某平臺(tái)的立管和樁腿防護(hù)中。該多層防護(hù)系統(tǒng)不僅能夠?qū)?dǎo)管架平臺(tái)飛濺區(qū)進(jìn)行有效防護(hù)，避免發(fā)生腐蝕，而且具有自檢測功能，能夠檢測防護(hù)效果；同時(shí)當(dāng)?shù)V脂防蝕膏和礦脂防蝕帶不能對(duì)飛濺區(qū)進(jìn)行有效防護(hù)時(shí)，還具有應(yīng)急保護(hù)功能；另外，該多層防護(hù)系統(tǒng)施工簡單、方便、易操作，具有重要推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[3]邵懷啟，韓文禮，王雪瑩，等.海洋飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕規(guī)律與防護(hù)措施[J].腐蝕與防護(hù)，2008（11）：646-649.