CJ50型自升式鉆井平臺(tái)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(tái)工作環(huán)境惡劣，空氣中浮游的鹽分和化學(xué)污染物會(huì)加快腐蝕效率，高溫海水提供的電解質(zhì)，也加快了腐蝕進(jìn)程。一般自升式鉆井平臺(tái)的設(shè)計(jì)使用壽命為20～30年，必須進(jìn)行長(zhǎng)效防腐，盡可能地避免腐蝕損失。目前海洋鉆井平臺(tái)常用的防腐方法是采用有機(jī)涂料配套系統(tǒng)(全浸區(qū)一般采用涂層保護(hù)和犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)的聯(lián)合防護(hù))，以合適的表面處理方式和正確的施工工藝配合，構(gòu)成重防腐體系，達(dá)到長(zhǎng)效防腐效果。為此，重點(diǎn)研究自升式鉆井平臺(tái)各部位的腐蝕情況及其油漆配套。

1 自升式鉆井平臺(tái)涂料系統(tǒng)的特點(diǎn)

1)表面處理要求嚴(yán)格，通常要進(jìn)行噴丸(砂)處理，達(dá)到規(guī)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(jù)平臺(tái)各個(gè)部位所處的不同的腐蝕環(huán)境，選擇合適的涂料品種，如耐磨鋁粉純環(huán)氧漆、酚醛環(huán)氧液艙漆、無(wú)溶劑型純環(huán)氧液艙漆和聚氨酯漆，等。

3)涂層系統(tǒng)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(yōu)異，能與陰極保護(hù)系統(tǒng)配套使用。

4)底漆采用純環(huán)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(tái)在惡劣的海洋環(huán)境下重防腐能力，而且簡(jiǎn)化涂層配套便于現(xiàn)場(chǎng)施工。

2 自升式鉆井平臺(tái)的涂層配套

根據(jù)海洋環(huán)境、腐蝕特點(diǎn)和不同的腐蝕速率，自升式鉆井平臺(tái)在海洋環(huán)境中的腐蝕區(qū)域可分為海洋大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)、海水全浸區(qū)和海底泥土區(qū)[1-2]，見圖1。

自升式鉆井平臺(tái)的涂裝區(qū)域，可分為樁靴、樁腿、平臺(tái)外表面、平臺(tái)內(nèi)表面、舾裝件及管系等若干部位，相關(guān)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(qū)域內(nèi)外表均采用犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)，不涂裝。

2.2 樁腿

該區(qū)域處于海洋平臺(tái)的海洋大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)和全浸區(qū)，長(zhǎng)時(shí)間干濕交替狀態(tài)和海浪的沖擊，飛濺區(qū)是自升式鉆井平臺(tái)結(jié)構(gòu)中腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域。該區(qū)域全浸區(qū)采用涂層與犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)的聯(lián)合保護(hù)，其他區(qū)域僅采用涂層保護(hù)，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(tái)外表面

該區(qū)域處于海洋大氣暴露區(qū)，常年處于含鹽的潮濕的海洋大氣中，無(wú)論是露天還是房艙結(jié)構(gòu)，空氣的相對(duì)濕度高于其臨界值，又經(jīng)常受到日光曝曬，還受到海浪沖擊[4]。

該區(qū)域采用涂層保護(hù)，涂料應(yīng)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(tái)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(tái)外表面涂層配套見表1。

圖1 自升式鉆井平臺(tái)腐蝕區(qū)域劃分

2.4 平臺(tái)內(nèi)表面

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

該區(qū)域涂料應(yīng)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(tái)的設(shè)計(jì)、建造、舾裝和裝備配置應(yīng)滿足入籍船級(jí)社規(guī)范和國(guó)際海事組織可移式海上鉆井裝置標(biāo)準(zhǔn)(IMO MODU 2009)的最新要求。建造期間所有專用海水壓載艙應(yīng)按海上安全委員會(huì)第MSC.215(82)號(hào)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(cè)處所保護(hù)涂層性能標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行涂裝。

2)泥漿池、重泥漿池。該區(qū)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(rùn)土、加重材料等)和化學(xué)處理劑組成，對(duì)艙室結(jié)構(gòu)的腐蝕性大[5]。

該區(qū)域?qū)ν繉优涮椎囊蟾撸苛蠎?yīng)具有良好的耐水性、耐堿性、耐磨性和抗化學(xué)性能。

3)飲用水艙。長(zhǎng)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(guān)系到人體的健康，故飲用水艙涂料須保證不污染水質(zhì)，為此必須經(jīng)有關(guān)衛(wèi)生認(rèn)可。

4)機(jī)艙、泵艙。作為平臺(tái)的主要工作場(chǎng)所，室內(nèi)溫度較高，且艙底經(jīng)常積聚油和水。

該區(qū)域涂料應(yīng)具有良好的耐油性和耐水性，不易燃燒且一旦燃燒時(shí)也不會(huì)放出過量的煙，需獲得船級(jí)社的低播焰證書。

5)房艙內(nèi)部。作為平臺(tái)的居住場(chǎng)所，房艙內(nèi)裝飾一般不采用涂料，但在絕緣層下和襯板內(nèi)部仍需涂裝防銹涂料。

該區(qū)域涂料應(yīng)具有良好的耐水性，不易燃燒且一旦燃燒時(shí)也不會(huì)放出過量的煙，需獲得船級(jí)社的低播焰證書。

平臺(tái)內(nèi)表面涂層配套見表2。

表2 平臺(tái)內(nèi)表面涂層配套

2.5 舾裝件及管系

除規(guī)格書中另有說明，舾裝件及管系的涂層配套與所處環(huán)境的主船體的涂層配套相同。所有鋼質(zhì)舾裝件及管系安裝后施工1度同周圍環(huán)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(huán)境相同的面漆之前先涂覆1度環(huán)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(qū)別

1)涂層配套規(guī)格高。由于自升式鉆井平臺(tái)的使用年限比較長(zhǎng)，且遠(yuǎn)離海岸不能像船舶定期進(jìn)塢維修保養(yǎng)，必須選用高規(guī)格的涂層配套實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效防腐。本平臺(tái)不使用船舶常用的改性環(huán)氧漆，全部使用更高規(guī)格的純環(huán)氧漆或耐磨鋁粉純環(huán)氧漆。

2)不采用防污漆。船舶水線以下部位，因長(zhǎng)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(shí)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(shí)現(xiàn)減少海生物的污損。由于自升式鉆井平臺(tái)的主船體平底及舷側(cè)外板，除建造、拖航外不浸泡在海水，無(wú)海生物污損，因此，不使用防污漆。

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

3 涂裝施工工藝

3.1 表面處理

1)預(yù)處理。鋼材表面預(yù)處理前應(yīng)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(yīng)在預(yù)處理流水線拋丸處理至ISO 8501-1 Sa21/2級(jí)。板厚小于6 mm 的鋼板，需動(dòng)力工具打磨至ISO 8501-1 St3 級(jí)或酸洗除銹，型材噴丸(砂)除銹至Sa2級(jí)，拋丸或噴丸(砂)除銹后，鋼板表面粗糙度為30～75 μm。經(jīng)表面處理后的鋼板、型材，立即噴涂一度無(wú)機(jī)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(yīng)確認(rèn)結(jié)構(gòu)完整性，電焊工作、形變矯正是否完畢，預(yù)舾裝件是否按規(guī)定完成。除銹前對(duì)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(huán)境和條件須適合進(jìn)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(jí)見表4。

表4 施工第一度涂層前和主涂層后表面除銹等級(jí)

表4中，表面處理等級(jí)參照ISO 8501-1∶1988。如主船體平底區(qū)域第一度涂層前，焊接區(qū)域、燒損及車間底漆破損區(qū)域表面處理至Sa 2.5級(jí)，其他完整的車間底漆掃砂至Sa 1.0級(jí)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(qū)域表面處理至St 3級(jí)后涂覆相應(yīng)涂層。

3.2 涂裝施工

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

2)遮蔽保護(hù)。升降基礎(chǔ)上/下滑道導(dǎo)向板、鎖緊基座板、軸承座端面、齒輪箱軸承內(nèi)孔及其端面需經(jīng)機(jī)加工處理，噴涂作業(yè)時(shí)這些部位需遮蔽保護(hù)。

3)預(yù)涂。對(duì)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(dá)到規(guī)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(tǒng)噴。

4)復(fù)涂。各種涂料復(fù)涂時(shí)應(yīng)注意涂裝間隔時(shí)間，前道涂料未干以前，不得進(jìn)行下一道涂裝。超過最大涂裝間隔時(shí)間時(shí)，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(bǔ)。膜厚未達(dá)到規(guī)定要求或原涂層受損傷的部位都應(yīng)進(jìn)行涂層修補(bǔ)。涂層修補(bǔ)時(shí)，所用涂料的品種、度數(shù)、每層膜厚都應(yīng)與周圍涂層一致，按原涂裝順序涂裝。修補(bǔ)部位與周周區(qū)域涂層的搭接應(yīng)注意平滑，以免產(chǎn)生明顯的高低不平。