海洋平臺的腐蝕及課件

海洋平臺的腐蝕及防腐技術(shù)班級:金材普08一、海洋平臺的基本認(rèn)識海洋平臺的定義：用于海上油氣資源勘探、開發(fā)的移動式、固定式平臺等統(tǒng)稱。由上部結(jié)構(gòu)、設(shè)施與設(shè)備、支承結(jié)構(gòu)等組成.為在海上進(jìn)行鉆井、采油、集運(yùn)、觀測、導(dǎo)航、施工等活動提供生產(chǎn)和生活設(shè)施的構(gòu)筑物。

。移動船舶移動船舶是指海上工程船、三用工作船和海上工程支持船。

固定平臺二、海洋平臺的腐蝕現(xiàn)狀在海洋平臺的設(shè)計(jì)和建造中，腐蝕是必須考慮的重要因素之一，了解海洋環(huán)境腐蝕的特點(diǎn)和采用有效的防護(hù)措施，并且通過日常的檢驗(yàn)檢查、維護(hù)，確保防腐系統(tǒng)的有效性對海洋平臺的使用安全性和可靠性是十分重要的。

海洋腐蝕環(huán)境是一種非常復(fù)雜的腐蝕環(huán)境，鋼在海岸的腐蝕比在沙漠中大400—500倍，離海岸24m的鋼試樣比離海岸240m的同質(zhì)鋼試樣腐蝕快12倍。據(jù)估計(jì)，世界各發(fā)達(dá)國家每年因金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占其國民生產(chǎn)總值3.5％～4.2％，超過每年各項(xiàng)大災(zāi)（火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)及地震等）損失的總和。

海洋平臺是一種海上大型工程結(jié)構(gòu)物。其鋼結(jié)構(gòu)長期處于鹽霧、潮氣和海水等環(huán)境中,受到海水及海生物的侵蝕,而產(chǎn)生劇烈的電化學(xué)腐蝕。腐蝕嚴(yán)重影響海洋平臺結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能,從而影響到海洋平臺的使用安全。而且由于海洋平臺遠(yuǎn)離海岸,不能像船舶那樣定期進(jìn)塢維修保養(yǎng),因此海洋平臺的建造者及使用者都非常重視海洋平臺的防腐問題。如何對海洋平臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行長效防腐,以及開發(fā)研究海洋平臺結(jié)構(gòu)長效防腐的新材料、技術(shù)及新工藝都具有十分重要的意義。海洋環(huán)境的腐蝕區(qū)海洋鋼結(jié)構(gòu)腐蝕情況海洋大氣區(qū):海洋大氣區(qū)海鹽粒子使腐蝕加快,干燥表面與含鹽的濕膜交替變換形成物理、學(xué)和電化學(xué)作用影響金屬腐蝕。飛濺區(qū):在海洋環(huán)境中腐蝕最嚴(yán)重的部位是在平均海潮以上的飛濺區(qū)。由于經(jīng)常成潮濕表面,表面供氧充足,無海生物污損。長時間潤濕表面與短時間干燥表面的交替作用和浪花沖刷,造成物理與電化學(xué)為主的腐蝕破壞,且破壞最大。

潮差區(qū):鋼結(jié)構(gòu)在潮差區(qū)的腐蝕為最低,甚至小于海水全浸和海底泥土的腐蝕率。在平均低潮位以下附近區(qū)域的腐蝕出現(xiàn)一個峰值,這是因?yàn)殇摌对诤Ｑ蟓h(huán)境中,隨著潮位的漲落,在水線上方濕潤的鋼鐵表面供氧總量比水線下方的浸在海水中的鋼結(jié)構(gòu)表面要充分得多,且彼此構(gòu)成一個回路,由此成為一個氧濃度差宏觀腐蝕電池。腐蝕電池中富氧區(qū)為陰極,即潮差區(qū);相對缺氧區(qū)為陽極,即平均低潮位水線下方的區(qū)域?？偟男Ч钦麄€潮差區(qū)中每一點(diǎn)分別受到了不同程度的陰極保護(hù)。而在平均低潮位以下則經(jīng)常作為陽極而出現(xiàn)的腐蝕峰值。四、海洋平臺鋼結(jié)構(gòu)的涂料防腐技術(shù)海洋平臺長期處于惡劣的腐蝕環(huán)境中,使用期間維修困難,因此在防腐蝕技術(shù)上規(guī)定只能使用高性能，一般在海洋平臺采用的都是重防腐。重防腐涂料。海洋平臺使用的幾種重防腐涂料各具下列特點(diǎn):(1)富鋅底漆:要求含高比例鋅粉的涂料,同時要求與基材附著力強(qiáng)。富鋅底漆作用之一是起陰極保護(hù),另外當(dāng)涂層中有破壞或不連續(xù)時,鋅粉可以起犧牲陽極作用而保護(hù)基材。富鋅底漆一般采用無機(jī)富鋅底漆、氧富鋅底漆等。(2)中間漆:中間漆要求綜合防腐能力強(qiáng),中間漆的特點(diǎn)是含高效的防銹材料或防滲透材料,如顆粒狀或鱗片狀鋅粉、璃鱗片、銹鋼鱗片、米級的鈦粉等為主的屏蔽型和陰極保護(hù)型涂料及各種新型緩蝕型涂料等等。(3)面漆:面漆的作用是為底漆和中間漆提供一個保護(hù)層,減緩和限制水氣、及化學(xué)活性離子的滲入。還要求有抗沖擊性、老化性和抗溶性等。面漆一般采用氯化橡膠、烯樹脂、氨酯或丙烯樹脂涂料等。另外,重防腐涂料要獲得良好的防腐效果,還需要注意多方面的因素,包括基材的表面處理、高品質(zhì)涂料、理的涂層體系、界施工條件、層施工的質(zhì)量控制等。目前重防腐涂料主要還是使用在海洋平臺的大氣區(qū)。五、海洋平臺結(jié)構(gòu)的幾種長效防腐技術(shù)

對于海洋平臺各個區(qū)域的防腐,目前除了以防腐涂層與陰極保護(hù)或外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)配套外,還在海洋平臺上使用其他具有長效防腐的技術(shù),包括平臺熱噴涂長效防腐蝕技術(shù),鋅加保護(hù)技術(shù)、臺樁腿防腐套包縛技術(shù)等。六、平臺不同部位的防腐蝕涂成體系和技術(shù)海洋大氣區(qū)海洋平臺熱噴涂防腐技術(shù)熱噴涂技術(shù)在海洋平臺鋼鐵構(gòu)件的應(yīng)用已有很久的歷史了。熱噴涂鋅、及其合金涂層在國外海洋平臺鋼鐵構(gòu)件上都有成功應(yīng)用實(shí)例,實(shí)例表明:熱噴涂鋅鋁及其合金涂層已成為一種成熟的防腐技術(shù),經(jīng)過適當(dāng)封閉的熱噴鋅鋁涂層在常溫和高溫下對處于飛濺區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)均表現(xiàn)出優(yōu)良的防腐蝕性能.熱噴涂鋁涂層在海洋平臺中最大應(yīng)用工程是1984年建造的Hotton張力腿平臺。該平臺設(shè)計(jì)壽命50年。其使用8年后,在飛濺區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象和褐色滲漏效應(yīng)。厚度測量表明,平臺安裝后涂層厚度沒有減少,說明了海洋平臺噴涂鋅鋁金屬覆蓋層的防腐蝕效果十分明顯,即使表面有機(jī)涂層脫落也會保護(hù)基體免遭腐蝕。同時經(jīng)試驗(yàn)表明,200μm厚的熱噴鋅鋁涂層對鋼結(jié)構(gòu)在飛濺區(qū)的防護(hù)壽命可以確保超過30年。對于海洋平臺使用的高強(qiáng)度鋼制件來說,噴涂鋁及鋁合金涂層不僅可提供一種鋁屏蔽層,而且一旦涂層受到破壞,還可以作為犧牲陽極保護(hù)所出現(xiàn)的漏涂區(qū)。在涂層上可涂覆封閉涂料,以封閉鋁及鋁合金涂層的孔隙,從而改進(jìn)涂層性能,延長其總的使用壽命。我國的熱噴涂防腐技術(shù)起步較晚,目前用在海洋平臺防腐還處于試驗(yàn)階段,有待進(jìn)一步發(fā)展和推廣應(yīng)用。海底泥土區(qū)海水全浸區(qū)海水潮差區(qū)浪花飛濺區(qū)海底腐蝕速度平均低潮線平均高潮線電化學(xué)保護(hù)型包新覆防蝕技(PTC)涂料海洋大氣區(qū)新型包覆防腐技術(shù)包覆防護(hù)技術(shù)系統(tǒng)組成包覆防蝕技術(shù)應(yīng)用實(shí)例海洋平臺鋅加保護(hù)技術(shù)鋅加保護(hù)是一種優(yōu)質(zhì)便捷的鋼結(jié)構(gòu)防腐保護(hù)方法,鋅加保護(hù)對基體材料擁有陰極保護(hù)和屏蔽保護(hù)雙重作用。鋅加保護(hù)技術(shù)具有優(yōu)異的防腐性能在于鋅加鍍鋅涂層干膜中含鋅量達(dá)96%,產(chǎn)品中鋅粉純度高達(dá)99.995%以上。鋅加保護(hù)還具備獨(dú)特的重融性,新的鋅加涂層與原有的鋅加鍍層可完全融合,便于維修補(bǔ)涂。鋅加保護(hù)與傳統(tǒng)有機(jī)涂料相比,具有很強(qiáng)的陰極保護(hù)作用并且可以作為良好的底層,其耐腐蝕能力高于常規(guī)的富鋅底漆5～6倍,防腐保護(hù)年限可達(dá)到25～30年。在海洋平臺全浸區(qū)的腐蝕程度比大氣區(qū)嚴(yán)重,但比飛濺區(qū)要輕。全浸區(qū)一般采用陰極保護(hù)或涂料與陰極保護(hù)的聯(lián)合保護(hù),而很少單獨(dú)采用涂料保護(hù),原因是目前防銹、污涂料使用期限很難達(dá)到海洋平臺永久性的保護(hù)。鋅加保護(hù)技術(shù)在涂層保護(hù)和陰極長效保護(hù)的雙重作用下,具有較長的防腐保護(hù)年限從而彌補(bǔ)了一般涂料在防腐作用使用年限的不足。鋅加保護(hù)在海洋平臺全浸區(qū)部位鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝方案。海洋平臺使用鋅加的涂裝配套方案：1．海洋平臺大氣區(qū)道數(shù)涂層干膜厚度涂層結(jié)構(gòu)2鋅加60μm1環(huán)氧中間漆100μm2丙烯酸聚氨酯面漆60μm合計(jì)5220μm。2．海洋平臺飛濺區(qū)道數(shù)