陳 濤

（山東海盛海洋工程集團(tuán)有限公司，山東 東營(yíng) 257237）

作為海上大型工程結(jié)構(gòu)物，海洋平臺(tái)非常容易受海洋因素影響，如海水、鹽霧等等，從而產(chǎn)生較為嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕問(wèn)題。此種問(wèn)題不僅能降低其結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能，還能影響海洋平臺(tái)的質(zhì)量和安全。并且海洋情況多變、平臺(tái)距離陸地遙遠(yuǎn)，所以大幅增加了其維修和養(yǎng)護(hù)工作的難度。因此研究防腐問(wèn)題，提高對(duì)防腐技術(shù)的重視程度非常重要，既能延長(zhǎng)海洋平臺(tái)的使用壽命，還能促進(jìn)防腐材料與工藝發(fā)展。

1 海洋平臺(tái)的腐蝕現(xiàn)狀

1.1 海洋環(huán)境腐蝕區(qū)域分析

在應(yīng)用海洋平臺(tái)過(guò)程中要受多種海洋環(huán)境影響，大幅增加了平臺(tái)使用難度。在應(yīng)用時(shí)如果遇到以下幾種情況就會(huì)直接增加平臺(tái)腐蝕速度，降低平臺(tái)的質(zhì)量和使用壽命。首先就是遭遇暴曬、海浪的沖擊，還有海洋環(huán)境溫差與濕度變化過(guò)大、海水體系變化多樣以及生物侵蝕等等。但是在不同海洋環(huán)境影響下，平臺(tái)受腐蝕的具體情況以及特點(diǎn)也會(huì)不同。所以如果想要制定最為科學(xué)、合適的防腐方案，選擇最適配的防腐技術(shù)，必須詳細(xì)分析不同腐蝕區(qū)域的情況和特點(diǎn)。

通常情況下，根據(jù)海洋平臺(tái)在不同海洋環(huán)境中的情況，可以將其分為三種區(qū)域，這樣可以幫助專家學(xué)者與技術(shù)人員分析具體腐蝕狀況。第一種是海洋大氣區(qū)，第二種是全浸區(qū)，第三種是飛濺區(qū)。但需要注意的是，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕狀況，第二種區(qū)域又可以被分成海水全浸區(qū)與海底泥土區(qū)兩種，第三種區(qū)域可以被分為飛濺區(qū)與潮差區(qū)兩種[1]。

1.2 海洋環(huán)境中鋼結(jié)構(gòu)腐蝕狀況分析

分析鋼結(jié)構(gòu)腐蝕狀況要以上述劃分的五種海洋區(qū)域?yàn)橹鳎?/p>

1.2.1 海洋大氣區(qū)

在此區(qū)域中因?yàn)楹｛}離子較多，因此腐蝕速度非?？欤谳^為干燥的表面和含鹽分比例較高的濕膜相互作用而相繼產(chǎn)生電化學(xué)、物化反應(yīng)的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了腐蝕效果[2]。

1.2.2 海水全浸區(qū)

在此區(qū)域中，海洋平臺(tái)的受腐蝕速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)海洋大氣腐蝕，淺海腐蝕非常嚴(yán)重。因?yàn)樯詈：醯陀跍\海，并且水溫也保持在零度左右，所以腐蝕效果較輕。

1.2.3 海底泥土區(qū)

此區(qū)域的主要特點(diǎn)是：沉積物多樣并且來(lái)源不定，存在以還原菌為主的細(xì)菌，溫度較低，因此降低了平臺(tái)受海水的影響程度，腐蝕性也比較低，唯一影響比較顯著的地方就是海流作用交接區(qū)域。

1.2.4 飛濺區(qū)

此區(qū)域的腐蝕情況非常嚴(yán)重，因?yàn)楸砻骈L(zhǎng)期處于潮濕狀況、含氧量充足以及受海洋生物損害符程度較輕，所以在干濕交替的長(zhǎng)期作用以及海浪侵蝕下，其電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象非常明顯，并且腐蝕效果嚴(yán)重[3]。

1.2.5 潮差區(qū)

此區(qū)域的腐蝕效果最輕，甚至低于上述第二、三種腐蝕情況。通常情況下腐蝕最高值出現(xiàn)于平均計(jì)算最低潮位周圍區(qū)域，因?yàn)樵诤Ｑ蟪逼鸪甭涞倪^(guò)程中，鋼樁在水位上長(zhǎng)期處于潮濕狀態(tài)的表面的含氧量多于水位下長(zhǎng)期處于浸泡狀態(tài)的表面，并且上下兩方表面還會(huì)逐漸形成一個(gè)回路，從而構(gòu)成一個(gè)低含氧度的腐蝕電池。在此電池中，含氧量高的地區(qū)就是潮差區(qū)，也可以被稱為陰極。含氧量低的地區(qū)就是陽(yáng)極，也是上述所說(shuō)的水線下方區(qū)域。其主要效果是：陰極會(huì)對(duì)潮差區(qū)中各區(qū)域與點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)，而陽(yáng)極區(qū)域會(huì)出現(xiàn)腐蝕峰值。

2 鋼結(jié)構(gòu)的涂料防腐技術(shù)分析

因?yàn)楹Ｑ笃脚_(tái)腐蝕情況非常嚴(yán)重且常見(jiàn)，維修工作很難開(kāi)展，所以在應(yīng)用防腐技術(shù)時(shí)一定要采用高質(zhì)量的防腐涂料。

2.1 面漆防腐技術(shù)

此種技術(shù)應(yīng)用面漆的主要目的是降低氧化化學(xué)活性離子和水氣的滲透程度，這樣可以增強(qiáng)對(duì)底漆等等的保護(hù)效果，因此在應(yīng)用過(guò)程中必須不斷提高其抗老化性以及沖擊性等等。通常情況會(huì)選擇氯化橡膠、丙烯樹脂等材料，并且還需要多方面關(guān)注影響此技術(shù)的因素，例如涂料質(zhì)量、應(yīng)用方法與條件以及質(zhì)量管控方法等等，這樣才能最大程度提高防腐成效[4]。

2.2 富鋅底漆防腐技術(shù)

應(yīng)用富鋅底漆時(shí)，其選擇的涂料一定要具有高含量的鋅粉，并且還應(yīng)該對(duì)基材具有較強(qiáng)的附著性。富鋅底漆的應(yīng)用價(jià)值就是增強(qiáng)陰極保護(hù)性，如果涂層上產(chǎn)生材料性能變化、壞損等問(wèn)題時(shí)，鋅粉就會(huì)通過(guò)放棄陽(yáng)極作用來(lái)保障基材安全。通常情況下應(yīng)該選擇無(wú)機(jī)富鋅底漆等材料。

2.3 中間漆防腐技術(shù)

在應(yīng)用中間漆時(shí)會(huì)要求其防腐效果具有極強(qiáng)的綜合性和效率，一般情況下會(huì)選擇較為高效的防滲透、銹材料，例如玻璃鱗片、不銹鋼鱗片等等，此些材料主要屬于屏蔽型材料或者緩蝕型涂料。

3 長(zhǎng)效防腐技術(shù)分析

3.1 鋅加保護(hù)技術(shù)

此種技術(shù)的防腐效果非常好，其具有對(duì)基體材料進(jìn)行保護(hù)以及屏蔽保護(hù)這兩種保護(hù)效果。此技術(shù)能夠具有如此高效的防腐性是因?yàn)?，其鋅加鍍鋅層干膜中的鋅比例可以超過(guò)百分之九十六，并且其鋅粉純度還非常高。并且還具有較強(qiáng)的重融性，可以讓新涂層和原涂層進(jìn)行高效融合，為后續(xù)維修奠定良好基礎(chǔ)。相比于傳統(tǒng)涂料，鋅加保護(hù)的陰極保護(hù)性非常強(qiáng)，并且效果是富鋅底漆的六倍以上，使用時(shí)間也可以超過(guò)二十五年。因?yàn)槿^(qū)比飛濺區(qū)腐蝕效果輕，但是比大氣區(qū)強(qiáng)，所以在此區(qū)域通常會(huì)應(yīng)用陰極保護(hù)和涂料的結(jié)合保護(hù)法。因?yàn)閱为?dú)使用其中某一種方法不能達(dá)到平臺(tái)的長(zhǎng)期、永久使用要求。而鋅加保護(hù)在這種結(jié)合保護(hù)的幫助下，可以彌補(bǔ)單一方法的弊端[5]。

3.2 熱噴涂防腐技術(shù)

此種技術(shù)應(yīng)用范圍比較廣并且使用效果也非常好，并且成功率非常高。如今此種技術(shù)主要分為兩種，其中噴涂鋅鋁技術(shù)比較成熟。在應(yīng)用過(guò)程中其防腐性能不僅非常優(yōu)秀，經(jīng)過(guò)測(cè)試還發(fā)現(xiàn)其涂層在安裝前后不會(huì)產(chǎn)生比較明顯的變化。

熱噴鋁技術(shù)雖然是一種新興技術(shù)并且還處于發(fā)展與使用的初級(jí)階段，但是其應(yīng)用前景非常廣闊。因?yàn)橐噪娀〔木€熱噴鋁技術(shù)為主的熱噴鋁技術(shù)具有使用時(shí)間長(zhǎng)、效果好、成本低等優(yōu)勢(shì)。此種技術(shù)的防腐原理主要基于兩個(gè)方面：首先就是鋁的電極電位比鐵低，因此在海洋環(huán)境的電解質(zhì)溶液中，如果為陽(yáng)極的鋁涂層出現(xiàn)破損等問(wèn)題時(shí)，就能通過(guò)放棄陽(yáng)極作用，來(lái)維持為陰極的金屬基體；其次就是通過(guò)熱噴涂層保護(hù)金屬基體，可以有效隔絕水或者空氣，這樣可以提高覆蓋保護(hù)效果，增強(qiáng)抗腐蝕性[6]。

此種技術(shù)的工藝程序主要分為五個(gè)步驟：第一就是處理表面，要先對(duì)平面的金屬基體進(jìn)行表面處理工作，因?yàn)榛w表面非常容易出現(xiàn)氧化物質(zhì)，如果在使用此技術(shù)前沒(méi)有將這些物質(zhì)處理干凈就會(huì)降低涂層和基材的強(qiáng)度以及結(jié)合性，從而影響防腐蝕效果。因此在噴涂前一定保證表面干凈無(wú)雜物，并且在噴砂時(shí)應(yīng)該選擇符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的磨料，如鱗鑄鐵砂等等；第二就是噴涂材料，因?yàn)殇X材料的氧化性非常強(qiáng)，所以應(yīng)該選擇鋁線材料而非鋁粉；第三就是噴涂涂鋁，在結(jié)束噴砂的四個(gè)小時(shí)內(nèi)應(yīng)該進(jìn)行熱噴涂鋁，但是如果空氣濕度比較高，則應(yīng)該等到濕度達(dá)到露點(diǎn)溫度為三度時(shí)才可以開(kāi)始噴涂。同時(shí)還應(yīng)該在掌握噴涂要求以及工件形狀需求的基礎(chǔ)上，合理選擇工具移動(dòng)速度以及時(shí)間；第四是熱擴(kuò)散，因?yàn)榇藝娡繉訐碛形⒖?，海中的酸性粒子就?huì)通過(guò)此些縫隙增強(qiáng)腐蝕性，所以應(yīng)該將噴涂后的工件通過(guò)熱擴(kuò)散工序增強(qiáng)防腐蝕性，在熱爐中的溫度應(yīng)該保持在430 到450 度之間；第五就是封閉，在經(jīng)過(guò)以上工序之后，雖然能夠提高防腐蝕性，但是光潔度非常一般。所以最后應(yīng)該通過(guò)封閉，將表面上孔隙全部封住，并且還應(yīng)該將表面的凹坑處填滿。除此之外，還可以將已經(jīng)封閉的金屬涂層進(jìn)行再次涂裝，這樣可以直接增強(qiáng)使用壽命。

3.3 樁腿防腐套包縛技術(shù)

飛濺區(qū)的腐蝕性非常強(qiáng)，對(duì)某一部位的腐蝕性也非常嚴(yán)重，因此必須應(yīng)用防腐套包縛技術(shù)。這種技術(shù)的使用時(shí)間非常長(zhǎng)，可以超過(guò)三十年。此技術(shù)主要通過(guò)以高強(qiáng)度多層織物、內(nèi)覆防腐變膠和外覆以特殊聚酯層為主的三部分組成，最終打造出單片式整體結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)物質(zhì)特性，可以滿足多種防腐需求，并且還能通過(guò)其彈性實(shí)現(xiàn)密封要求，延長(zhǎng)防腐時(shí)間[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

想要提高我國(guó)石油和天然氣的開(kāi)采效率，必須做好海洋平臺(tái)的防腐措施，這樣不僅能延長(zhǎng)平臺(tái)的使用壽命，還能降低養(yǎng)護(hù)成本。因?yàn)楹Ｑ蟓h(huán)境多變復(fù)雜，所以必須根據(jù)平臺(tái)具體情況選擇合適的防腐技術(shù)，既要合理應(yīng)用新技術(shù)，也要增強(qiáng)各技術(shù)之間的綜合性和聯(lián)合性。