海洋石油工程防腐涂裝的研究

李桂忠　穆勝軍

摘 要：隨著近些年國家對海洋石油工程重視程度的加強，相關重點技術的研究已經(jīng)提上日程，尤其是防腐涂裝技術的研究，已經(jīng)成為各個涂料研究所的重要研究方向。本文簡要介紹了海洋石油工程的防腐要求，詳細描述了幾種防腐技術方案，包括液體涂層、熱浸鍍鋅、熱噴涂鋁、主動防腐、蒙乃爾耐蝕合金和氯丁橡膠涂層等防腐技術，并根據(jù)經(jīng)驗提出了海洋石油工程防腐涂裝需要注意的事項。

關鍵詞：海洋石油；工程；防腐

中圖分類號：TQ63 文獻標志碼：A

0 引言

近些年，國家對海洋石油資源的開發(fā)越來越迫切，海洋工程中除了最基本的生產(chǎn)系統(tǒng)，對于海水腐蝕的防范工程也尤為重要，海水侵蝕的嚴重程度直接影響著生產(chǎn)設備的使用壽命，尤其是對于難以修補的設備，一旦出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，就必須進行更換，這就可能會影響正常的海洋石油開采。因此，海洋石油工程的防腐方案要針對不同的腐蝕環(huán)境選擇合理科學的防腐方案。對于海上石油平臺的鋼結(jié)構(gòu)、管道、海底的生產(chǎn)設備，他們都位于海水腐蝕最嚴重的位置，在設計海水防腐方案時應當考慮最嚴格的防腐措施，盡一切可能降低腐蝕的可能性，保護好生產(chǎn)設備。

本文首先介紹了海洋石油工程的防腐要求，詳細描述了防腐涂裝的技術方法，包括液體涂層、熱浸鍍鋅、熱噴涂鋁、主動防腐、蒙乃爾耐蝕合金和氯丁橡膠涂層等這些防腐技術，以及從防腐材料的選擇到施工檢驗過程中的注意事項都進行了介紹，并對海洋石油工程中存在的問題提出了建議。

1 海洋石油工程防腐要求

對于海洋石油工程中的海水防腐要求一般都是滿足15年的使用壽命，而對于飛濺區(qū)域的防腐是根據(jù)設備第一次維護的時間進行確定的，對于水下工程的防腐要求更是嚴格，要求設備在使用期間不能出現(xiàn)腐蝕情況，同時要有不被外力損傷的防護措施。

一般來說，防腐涂層的設計壽命是包括了海洋石油工程的建設期間和生產(chǎn)期間，所以設計壽命一般要比使用壽命多2年左右。對于水下設備在水下施工建設和安裝時，一定要能夠防止紫外線和腐蝕的要求。飛濺區(qū)域的海洋工程設備不需要維護，正常情況下能夠使用到整個海洋石油工程報廢為止。當飛濺區(qū)域出現(xiàn)了外力破壞時，損壞區(qū)域需要盡快進行修補，修補時間要小于1年的時間。這個修補時間要在工程項目設計時就確定好。另外，水下鋼結(jié)構(gòu)要有一定的防撞擊的設計要求，同時還要能夠適應高溫和腐蝕的環(huán)境，這些要求在設計階段都要進行充分的試驗，確保在海洋石油工程項目應用時不會出現(xiàn)重大問題，滿足國家相關防腐的技術標準。

2 防腐涂裝

海洋石油工程的防腐涂裝技術方法主要包括：液體涂層、熱浸鍍鋅、熱噴涂鋁、主動防腐、蒙乃爾耐蝕合金和氯丁橡膠涂層等，下面分別對這幾種方法進行詳細介紹。

2.1 液體涂層

液體涂層一般需要多道工序，多層涂刷，在海洋石油工程中應用的一般是經(jīng)過實驗室的多次試驗并經(jīng)過反復驗證的防腐涂料。液體防腐涂料在涂刷水下設備時應當使用厚膜涂料，從而預防外力的傷害。由于國內(nèi)的防腐技術剛剛起步，還沒有經(jīng)過長期實踐經(jīng)驗的防腐涂料，因此為發(fā)展國內(nèi)防腐技術，國內(nèi)設備的防腐涂料在招評標時一般采用一個系統(tǒng)的評價方法，為海洋工程選擇最為合適的防腐涂料，這個評價方法首先需要參與投標的各個廠家提供自己的涂料，在指定的海域進行掛板試驗，然后定期采集相關數(shù)據(jù)，最終分析選擇出適合本海域的最好的防腐涂料。

2.1.1 底漆

海洋石油工程的防腐涂裝中底漆是非常重要的一道工序，底漆一般是在對設備表面進行清理后的第一道工序，它是后續(xù)涂層的一個中間過渡層，一般會涂刷兩遍以上，防止有漏刷的位置。按照國家海水防腐相關標準的要求，底漆一般會選擇一種防腐屬性：屏蔽、電化學保護或緩蝕保護。在海洋石油工程的飛濺區(qū)域一般會選擇電化學保護的防腐方案，其他涂料在飛濺區(qū)域容易被外力損壞。對于海洋石油工程的水下設備，由于這些設施非常重要，施工難度和成本比較高，所以會要求不能用臨時的防腐涂料作為底漆。

2.1.2 中間涂層和面漆

海洋石油工程的防腐涂料一般要求涂刷中間涂層和面漆，而且在關鍵部位需要多次涂刷中間涂層和面漆，以保障足夠的防腐性能。同時，要增加厚膜的涂刷，保證在環(huán)境惡劣的海底下能夠到達防碰撞的要求。對于面漆的顏色，設計院一般不會特意研究多種顏色，因為海洋石油工程項目更注重于防腐的性能，不追求特別的視覺效果，但是對于潛艇一類的水下機器就需要有一個鮮艷的外觀，容易辨識，利于使用，一般選擇黃色作為面漆的顏色。另外，對于有一定深度的水下設備，由于存在一定的水壓，因此按照國標要求，這種水下設備的防腐面漆不能使用能夠溶解的面漆，因其容易產(chǎn)生一定的空洞，最終可能造成設備的腐蝕。

2.1.3 表面處理

對于海洋石油工程防腐涂裝的表面處理，重點區(qū)域要滿足粗糙度的要求，同時還需要滿足可溶性鹽檢驗，確保各項指標能夠滿足國標的要求，設備才能投入使用。

2.2 熱浸鍍鋅

海洋石油工程中對于復雜的鋼構(gòu)件，一般采用熱浸鍍鋅的防腐方法。但是這種方法不易長期使用，而且它只能在大氣環(huán)境下使用，在飛濺區(qū)或水下區(qū)域不能使用這種防腐方法，容易產(chǎn)生腐蝕。

2.3 熱噴涂鋁、主動防腐

海洋石油工程在高溫環(huán)境時，宜采用熱噴涂鋁涂層的防腐方法。但是這種方法只能采取封閉處理，不能涂刷面漆，而且需要采用特殊的顏色。海洋石油工程中的水下設備一般選用熱噴鋁+封閉涂料的防腐方法，這種防腐方法雖然價格比較昂貴，但是使用壽命一般能夠達到30年。

2.4 蒙乃爾耐蝕合金

國外的殼牌及BP等石油公司多數(shù)選擇了蒙乃爾合金作為防腐材料，這是因為這種材料具有較強的抗海水腐蝕及抗海生物附著能力，厚度一般為3mm，可以不進行任何防腐處理。目前我國的海洋石油工程還沒有選擇這種防腐系統(tǒng)，更多的是采用1mm 玻璃鱗片作為飛濺區(qū)的防腐涂層系統(tǒng)。

2.5 氯丁橡膠涂層

對于海洋石油工程中的立管飛濺區(qū)涂層系統(tǒng)，一般選擇基于400μm的FBE 涂層防腐涂裝系統(tǒng)+13mm的氯丁橡膠用于抵抗船舶及海上漂浮物造成的機械損傷。當這種防腐涂層的設計壽命超過30年時，就需要超過25mm的氯丁橡膠防腐涂層。該系統(tǒng)已經(jīng)在南海項目及渤海項目中得到廣泛的應用，需要注意的是，由于氯丁橡膠在現(xiàn)場施工時硫化十分困難，因此在施工過程中一定要避免現(xiàn)場的節(jié)點。

結(jié)語

海洋石油工程的防腐涂裝研究將隨著科技的進步不斷發(fā)展，各防腐涂料研究院和涂料使用單位的經(jīng)驗仍不足，還需要在涂料使用過程中不斷研究新的涂裝技術，確保海洋工程的設備滿足使用要求。目前防腐涂裝最主要的問題是防腐的老化問題，關鍵在于涂料的日常維護、涂料的涂刷過程、施工質(zhì)量保證的管控等等，每一個環(huán)節(jié)都會影響涂料的使用壽命，這些問題需要使用單位和施工單位特別注意，避免出現(xiàn)不必要的財產(chǎn)損失。

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