梁 羽

（中海石油（中國）有限公司 南海深水天然氣開發(fā)項目組，廣東 深圳 518000）

海洋石油平臺是指用于在海洋中開采、勘探、生產(chǎn)天然氣或石油的設(shè)備。海洋石油平臺運行除了要對建造施工技術(shù)進(jìn)行研究之外，還應(yīng)該對海洋環(huán)境的腐蝕進(jìn)行綜合的考慮。海洋石油平臺一直處于一種較為惡劣的腐蝕環(huán)境，且空中浮游的化學(xué)污染物和鹽類還會加快海洋石油平臺的腐蝕速率，另外，含鹽堿性較高的海水也為腐蝕提供了電解質(zhì)，加快了海洋石油平臺的腐蝕過程。因此，為了保障海洋石油平臺的正常運行、減少海洋污染、保障人員的生命安全，應(yīng)該采取切實有效的防腐技術(shù)來進(jìn)行保護(hù)。對海洋石油平臺的防腐蝕保護(hù)，除了采用傳統(tǒng)的陰極保護(hù)、電化學(xué)保護(hù)之外，最為常用的方式就是采用防腐性好的涂料涂裝進(jìn)行保護(hù)，盡量延長維護(hù)周期，減少涂層維修次數(shù)。

1 海洋石油平臺腐蝕特點

海洋石油平臺是在海上長期固定于一地，從事采油生產(chǎn)和鉆探的人工島,它與船舶相比,受到的腐蝕更為嚴(yán)重。

（1）海洋石油平臺體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜,除了半潛式平臺外,其余類型的海洋石油平臺一般都要從海底伸到幾十米的高空，不單單受到海水和海洋大氣的腐蝕,還遭受海泥、潮汐、海水飛濺的影響,特別是海水飛濺區(qū)對于海洋石油平臺造成的腐蝕極大。如在海泥區(qū)中,因厭氧硫酸菌藏匿于細(xì)粉沙軟泥和粘土中而導(dǎo)致海洋平臺的鋼材腐蝕速率加快，同時又由于很多海洋平臺都處于淺海區(qū)域，陸地污染物會排入到淺海區(qū)域中，從而導(dǎo)致鋼材腐蝕速率進(jìn)一步加快，腐蝕也變得較為復(fù)雜。如果海洋平臺的海泥區(qū)是處于淺海區(qū)域，那么就會由于氧濃差電池作用而導(dǎo)致埋在海底部分的海管和樁腿加快腐蝕。如果海洋平臺的海泥區(qū)是處于深海區(qū)域，那么會由于深海區(qū)域氧氣較少，不易產(chǎn)生氧化反應(yīng)而導(dǎo)致腐蝕速率較低。

（2）海洋石油平臺的甲板以下結(jié)構(gòu)部分,很多都是采用的管樁式結(jié)構(gòu),部位集中,焊接結(jié)點多,不易于進(jìn)行防腐保護(hù)。同時海洋石油平臺最易產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕的部位就是焊接結(jié)點部位,這些結(jié)點除有應(yīng)力集中外，還有焊接缺陷、焊接殘余應(yīng)力等缺陷，在加上焊接節(jié)點形狀復(fù)雜,一直以來都是平臺上的高應(yīng)力區(qū),應(yīng)該特別重視。

（3）海洋石油平臺的作業(yè)區(qū)域都是在外海海域，遠(yuǎn)離港口，由于沒有港口設(shè)施，如防浪堤壩的保護(hù),所以，要不間斷地承受潮流、海浪、海風(fēng)的作用,有些甚至還經(jīng)常遭到地震、浮冰、狂浪、暴風(fēng)的襲擊。海洋石油平臺的飛濺區(qū)和潮差區(qū)由于長期受到潮流和風(fēng)浪的作用導(dǎo)致平臺腐蝕加劇,如果再有外來的沖擊力作用，那么這些部位就很容易出現(xiàn)腐蝕疲勞破壞和應(yīng)力腐蝕，整個區(qū)域往往會有深度大于2mm以上的蝕坑，嚴(yán)重影響到海洋平臺的力學(xué)性能。

（4）固定式海洋石油平臺沒有自航功能，不能隨意移動,因此，不能像船舶一樣，定期進(jìn)塢維修，這樣就給海洋石油平臺的維修和保護(hù)帶來了困難。

不同海洋環(huán)境中普通碳鋼平均腐蝕速率見表1。

表1 不同海洋環(huán)境中普通碳鋼平均腐蝕速率Tab.1 Average corrosion rate of plain carbon steels in a marine environment

從表1我們可以看出，飛濺區(qū)平均腐蝕速率為373μm·a-1，是其中腐蝕速率最大的，而海泥區(qū)平均腐蝕速率為75μm·a-1，是其中腐蝕速率最小的。這是由于海泥區(qū)腐蝕反應(yīng)較慢，含氧量較低，但可能存在微生物或者泥漿/海水界面腐蝕的腐蝕，而飛濺區(qū)金屬表面鹽分濃縮，供氧充足，干濕交替，腐蝕條件最充分。

2 海洋石油平臺涂料涂裝工藝應(yīng)用

2.1 海洋石油平臺涂料涂裝工藝的基本要求

應(yīng)該根據(jù)海洋石油平臺結(jié)構(gòu)所處的區(qū)域腐蝕特點和所處的海況環(huán)境條件來選擇防腐蝕保護(hù)方法。插入海底泥土中的鋼樁和浸水區(qū)結(jié)構(gòu)采用陰極保護(hù)+涂料涂層，飛濺區(qū)結(jié)構(gòu)采用大膜厚的涂料涂層保護(hù)，大氣區(qū)結(jié)構(gòu)采用耐腐蝕包復(fù)層保護(hù)，或者涂料涂層保護(hù)。

將涂料涂裝工藝應(yīng)用到海洋石油平臺防腐蝕中，是一種較為重要，也是較為基本的防護(hù)方法。值得注意的是，由于海洋石油平臺所處環(huán)境較為惡劣，一般都采用超重防蝕涂料保護(hù)或者重防蝕涂料保護(hù)，這樣的話，能夠使得涂料涂層更加耐久并免于經(jīng)常性保養(yǎng)。

2.2 防腐蝕涂層的涂裝

影響涂裝的因素很多，如修補涂裝水平、預(yù)涂施工水平、噴涂施工水平、表面處理質(zhì)量、氣候條件、施工規(guī)范等,所以，為了充分地保障海洋石油平臺涂料涂裝質(zhì)量，應(yīng)該采取嚴(yán)格的質(zhì)量控制和科學(xué)的施工工藝。涂裝的過程中應(yīng)該遵守下列一些基本原則:（1）在噴涂過程中或者噴涂前,應(yīng)該將灰塵采取各種預(yù)防措施來排除,在噴涂作業(yè)后和噴涂作業(yè)期間,應(yīng)該充分地保護(hù)好涂上的涂料,一旦發(fā)現(xiàn)涂料沒有正確涂敷,那么應(yīng)該在第一時間內(nèi)清除并重涂。（2）涂料涂裝工藝應(yīng)該嚴(yán)格遵守說明書來進(jìn)行作業(yè),且所有的涂層都可以兼容。（3）海洋石油平臺的所有表面都應(yīng)該保持干燥狀態(tài),不能再潮濕的天氣下進(jìn)行噴涂作業(yè)，且作業(yè)之間應(yīng)該保障表面無凝結(jié)的風(fēng)化物和水珠。（4）表面處理應(yīng)該盡可能地采用噴砂來完成,某些部位為避免毀壞設(shè)備，或者空間有限，不利于噴砂作業(yè)，則可采用動力工具清理。（5）所有涂料顏色和型號的確定都應(yīng)該由資格審核的供應(yīng)商提供，且通過相應(yīng)管理部門批準(zhǔn)。

2.2.1 表面處理 涂料涂裝的關(guān)鍵步驟之一就是表面處理，應(yīng)嚴(yán)格遵守涂層系統(tǒng)和各種涂料的規(guī)定,動力工具處理依照SIS05 5 900-St3的目視標(biāo)準(zhǔn)，噴砂處理依照標(biāo)準(zhǔn)SIS05 5 900,Sa 2.5,用砂輪機(jī)打磨平整邊緣,同時清除掉焊接的潛在氧化皮、分層、碎片、飛濺,尤其要注意磨平或者整圓焊縫、角落、填充物、鋒利邊，清除掉縫隙焊渣；如果空氣的相對濕度大于80%或者表面溫度低于露點3℃,那么就不可以對其表面進(jìn)行處理。典型噴砂表面問題及處理見表2。

表2 典型噴砂表面問題及處理Tab.2 Typical sandblasting the surface problem and deal

2.2.2 涂料的涂裝 涂料現(xiàn)場施工要求:（1）刷涂時，要刷掉下垂和流掛，盡可能使膜厚均勻,最好刷成平滑的涂層,只有在特殊情況下涂裝作業(yè)才可以采用輥筒；（2）首選工藝應(yīng)該是噴涂,現(xiàn)場主要涂裝方法是無氣噴涂,在整個表面均勻地涂敷每道涂層,在噴涂作業(yè)之前,應(yīng)該用毛刷蘸涂料對空隙、螺母、角落、螺絲、小支架、焊縫、邊緣這些部位進(jìn)行預(yù)涂；（3）在對第一道底漆進(jìn)行涂裝之前,要保障所有表面都是清潔、無灰塵的，尤其是要用真空吸塵器來清理容器和罐。（4）要遵守涂料商推薦的復(fù)涂時間、涂層干燥時間、混合比、選用設(shè)備、作業(yè)方法、稀釋劑用量等施工參數(shù)。（5）涂裝質(zhì)量檢驗是涂層的最終控制環(huán)節(jié),對涂裝質(zhì)量要及時進(jìn)行檢驗,主要控制涂層開裂、流掛、起泡、外觀、針孔、固化情況、溶劑殘留、表面污染物等缺陷。常見涂裝問題及處理見表3。

表3 常見涂裝問題及處理Tab.3 Common painting problems and deal

2.2.3 結(jié)構(gòu)對涂裝的影響 防腐從設(shè)計開始,合理設(shè)計保證防腐涂層的合理施工。船體結(jié)構(gòu)設(shè)計人員由于對涂裝不熟悉或者結(jié)構(gòu)強度的需要,在船體上容易產(chǎn)生一些局部狹窄的區(qū)域,部分區(qū)域很難涂裝。

對于狹窄區(qū)域的處理,ISO 12944-3對各類結(jié)構(gòu)的最小涂裝空間都有詳細(xì)規(guī)定,一般按以下3種方法改進(jìn):（1）改進(jìn)設(shè)計,間距滿足涂裝要求;（2）采用密閉空間以減少乃至消除腐蝕影響;（3）改進(jìn)涂裝工藝,采用先預(yù)涂、后修補方案,減少內(nèi)部表面處理和涂裝的工作量。

3 結(jié)語

為了有效地減輕和避免海洋石油平臺腐蝕，應(yīng)該采用多種海洋石油平臺的涂料涂裝方案,應(yīng)綜合考慮具體的技術(shù)管理、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)部位、使用年限等情況，達(dá)到對海洋石油平臺長期保護(hù)的目的。

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