CJ50型自升式鉆井平臺的防腐涂裝工藝

(上海外高橋造船有限公司，上海 200137)

自升式鉆井平臺工作環境惡劣，空氣中浮游的鹽分和化學污染物會加快腐蝕效率，高溫海水提供的電解質，也加快了腐蝕進程。一般自升式鉆井平臺的設計使用壽命為20～30年，必須進行長效防腐，盡可能地避免腐蝕損失。目前海洋鉆井平臺常用的防腐方法是采用有機涂料配套系統(全浸區一般采用涂層保護和犧牲陽極陰極保護的聯合防護)，以合適的表面處理方式和正確的施工工藝配合，構成重防腐體系，達到長效防腐效果。為此，重點研究自升式鉆井平臺各部位的腐蝕情況及其油漆配套。

1 自升式鉆井平臺涂料系統的特點

1)表面處理要求嚴格，通常要進行噴丸(砂)處理，達到規定的表面粗糙度和清潔度，提高主涂層與鋼材表面的附著力。

2)根據平臺各個部位所處的不同的腐蝕環境，選擇合適的涂料品種，如耐磨鋁粉純環氧漆、酚醛環氧液艙漆、無溶劑型純環氧液艙漆和聚氨酯漆，等。

3)涂層系統由底漆、中間漆和面漆的多道涂層組成，主涂層與鋼材表面及各涂層之間有良好的附著力，抗老化、耐磨、耐鹽霧、耐海水性能優異，能與陰極保護系統配套使用。

4)底漆采用純環氧通用底漆，提高鋼材表面與底漆、底漆與后道涂層的附著力，提升平臺在惡劣的海洋環境下重防腐能力，而且簡化涂層配套便于現場施工。

2 自升式鉆井平臺的涂層配套

根據海洋環境、腐蝕特點和不同的腐蝕速率，自升式鉆井平臺在海洋環境中的腐蝕區域可分為海洋大氣區、飛濺區、潮差區、海水全浸區和海底泥土區[1-2]，見圖1。

自升式鉆井平臺的涂裝區域，可分為樁靴、樁腿、平臺外表面、平臺內表面、舾裝件及管系等若干部位，相關名稱見圖1。

2.1 樁靴

因受海水影響少，且溫度低，腐蝕程度小，只是在海流作用交界處有一定的腐蝕[3]，故該區域內外表均采用犧牲陽極陰極保護，不涂裝。

2.2 樁腿

該區域處于海洋平臺的海洋大氣區、飛濺區、潮差區和全浸區，長時間干濕交替狀態和海浪的沖擊，飛濺區是自升式鉆井平臺結構中腐蝕最嚴重的區域。該區域全浸區采用涂層與犧牲陽極陰極保護的聯合保護，其他區域僅采用涂層保護，涂料具有良好的耐蝕性、耐干濕交替性和耐電位性。

2.3 平臺外表面

該區域處于海洋大氣暴露區，常年處于含鹽的潮濕的海洋大氣中，無論是露天還是房艙結構，空氣的相對濕度高于其臨界值，又經常受到日光曝曬，還受到海浪沖擊[4]。

該區域采用涂層保護，涂料應具有良好的防銹性、耐候性、抗沖擊與摩擦性能。由于此部位屬于自升式鉆井平臺外觀上的主要部位，因此其面漆還需具備良好的保色性和保光性。

平臺外表面涂層配套見表1。

圖1 自升式鉆井平臺腐蝕區域劃分

2.4 平臺內表面

1)專用海水壓載水艙。該區域長期處于海水壓載和空載的干濕交替狀態，環境濕熱、鹽分高、密不透風、條件惡劣，而且維修十分困難。

該區域涂料應具有良好的耐水性、耐鹽霧性、耐干濕交替性和卓越的抗腐蝕性能。本平臺的設計、建造、舾裝和裝備配置應滿足入籍船級社規范和國際海事組織可移式海上鉆井裝置標準(IMO MODU 2009)的最新要求。建造期間所有專用海水壓載艙應按海上安全委員會第MSC.215(82)號決議通過的《所有類型船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側處所保護涂層性能標準》進行涂裝。

2)泥漿池、重泥漿池。該區域是鉆井液的供給和貯存艙，鉆井液由液相(淡水、鹽水；原油、柴油；乳狀液等)、固相(膨潤土、加重材料等)和化學處理劑組成，對艙室結構的腐蝕性大[5]。

該區域對涂層配套的要求高，涂料應具有良好的耐水性、耐堿性、耐磨性和抗化學性能。

3)飲用水艙。長期存放飲淡水，要求涂料具有良好的耐水性。由于飲用水直接關系到人體的健康，故飲用水艙涂料須保證不污染水質，為此必須經有關衛生認可。

4)機艙、泵艙。作為平臺的主要工作場所，室內溫度較高，且艙底經常積聚油和水。

該區域涂料應具有良好的耐油性和耐水性，不易燃燒且一旦燃燒時也不會放出過量的煙，需獲得船級社的低播焰證書。

5)房艙內部。作為平臺的居住場所，房艙內裝飾一般不采用涂料，但在絕緣層下和襯板內部仍需涂裝防銹涂料。

該區域涂料應具有良好的耐水性，不易燃燒且一旦燃燒時也不會放出過量的煙，需獲得船級社的低播焰證書。

平臺內表面涂層配套見表2。

表2 平臺內表面涂層配套

2.5 舾裝件及管系

除規格書中另有說明，舾裝件及管系的涂層配套與所處環境的主船體的涂層配套相同。所有鋼質舾裝件及管系安裝后施工1度同周圍環境相同的面漆。除特殊要求的鍍鋅舾裝件及管系外，在施工同周圍環境相同的面漆之前先涂覆1度環氧連接漆，提高面漆與底漆的附著力。部分舾裝件及管子涂層配套見表3。

表3 部分舾裝件及管系的涂層配套

2.6 與船舶涂層配套的區別

1)涂層配套規格高。由于自升式鉆井平臺的使用年限比較長，且遠離海岸不能像船舶定期進塢維修保養，必須選用高規格的涂層配套實現長效防腐。本平臺不使用船舶常用的改性環氧漆，全部使用更高規格的純環氧漆或耐磨鋁粉純環氧漆。

2)不采用防污漆。船舶水線以下部位，因長期浸泡在海水中，故大量的海生物附著在船底和外板上，增加船舶的自重、減少載重，同時增加船體的阻力，造成船舶的航速降低和燃油消耗的增加[5]，一般采用施涂防污漆的方式來實現減少海生物的污損。由于自升式鉆井平臺的主船體平底及舷側外板，除建造、拖航外不浸泡在海水，無海生物污損，因此，不使用防污漆。

3)涂層配套簡化。除海洋泥土區的樁靴和海水全浸區的樁腿外，其他部位在均處在海洋大氣區，因此，分內外區域選用相同性能的涂層配套。如平臺的外部區域選用純環氧通用底漆與聚氨酯或環氧面漆的涂層配套；除泥漿池的液艙區域選用耐磨鋁粉純環氧漆的涂層配套；機艙/設備處所、房艙內部選用純環氧通用底漆與厚漿型環氧面漆的涂層配套。

3 涂裝施工工藝

3.1 表面處理

1)預處理。鋼材表面預處理前應除去表面的油污、水分和雜物。板厚大于或等于6 mm 的鋼板及型材，應在預處理流水線拋丸處理至ISO 8501-1 Sa21/2級。板厚小于6 mm 的鋼板，需動力工具打磨至ISO 8501-1 St3 級或酸洗除銹，型材噴丸(砂)除銹至Sa2級，拋丸或噴丸(砂)除銹后，鋼板表面粗糙度為30～75 μm。經表面處理后的鋼板、型材，立即噴涂一度無機硅酸鋅車間底漆，干膜厚為(15±2)μm。

2)二次表面處理。處理前應確認結構完整性，電焊工作、形變矯正是否完畢，預舾裝件是否按規定完成。除銹前對鋼材表面的鹽分、油脂等用高壓水和合適的清潔劑沖洗，以除去鋼材表面上的可溶性鹽和油脂，并干燥。待處理表面必須是清潔、干燥，且所處的環境和條件須適合進行表面處理和涂裝施工。施工第一度涂層前和主涂層后表面除銹等級見表4。

表4 施工第一度涂層前和主涂層后表面除銹等級

表4中，表面處理等級參照ISO 8501-1∶1988。如主船體平底區域第一度涂層前，焊接區域、燒損及車間底漆破損區域表面處理至Sa 2.5級，其他完整的車間底漆掃砂至Sa 1.0級后涂覆第一道涂層。主涂層后分段接頭、燒損及主涂層破損區域表面處理至St 3級后涂覆相應涂層。

3.2 涂裝施工

1)一般要求。盡可能采用高壓無氣噴涂方式，噴涂工具難以達到的部位和噴涂難以確保膜厚的部位或小范圍涂裝時，采用刷涂或輥涂。

2)遮蔽保護。升降基礎上/下滑道導向板、鎖緊基座板、軸承座端面、齒輪箱軸承內孔及其端面需經機加工處理，噴涂作業時這些部位需遮蔽保護。

3)預涂。對于防腐蝕要求較高的部位或艙室(如飲水艙、專用海水壓載艙、泥漿池、鹽水艙、基油艙等)，某些涂膜厚度難以達到規定要求的部位，如手工焊縫、型材邊緣與反面、流水孔邊緣、扇形孔邊緣，等，在涂裝前或以后需刷涂1～2道，待其干燥，方可統噴。

4)復涂。各種涂料復涂時應注意涂裝間隔時間，前道涂料未干以前，不得進行下一道涂裝。超過最大涂裝間隔時間時，涂層表面必須作打毛處理，以免影響層間附著力。

5)涂層修補。膜厚未達到規定要求或原涂層受損傷的部位都應進行涂層修補。涂層修補時，所用涂料的品種、度數、每層膜厚都應與周圍涂層一致，按原涂裝順序涂裝。修補部位與周周區域涂層的搭接應注意平滑，以免產生明顯的高低不平。