朱曉宇，張 梁，盧 海

（中國船級社 青島分社，山東 青島 266034）

0 引言

結構防腐蝕研究一直是海洋工程領域的熱點問題。海洋結構物在全生命周期中，因為結構腐蝕產(chǎn)生的運營成本一直居高不下。以一座自升式海洋鉆井平臺為例，通常情況下，超過15年的老齡海洋平臺在特檢期內(nèi)，其換板、換骨材重量可能高達數(shù)百甚至上千噸，對船東造成了巨大的經(jīng)濟負擔。為了降低成本、提高工作效率、減少資源浪費、節(jié)省人工勞動時間，國內(nèi)外多家研究機構及科研人員就船舶與海洋工程結構物全生命周期內(nèi)的防腐蝕問題進行研究。郭秀珍[1]闡述了羊毛脂防腐涂料的基本概念、應用環(huán)境等，為羊毛脂防腐涂料的應用等[2,3]分析當前我國海洋工程結構腐蝕的現(xiàn)狀，提供了多種海洋工程結構防腐蝕對策。任偉等[4]結合現(xiàn)場技術，剖析了海上風電設備的腐蝕機理，對我國海上風電結構物防腐蝕方面存在的幾個主要問題提出了相應對策。葉宗豪等[5-8]結合新型生物技術和方法，研究新型金屬結構防腐蝕涂料，為結構防腐蝕領域的發(fā)展指明了研究方向。

隨著我國海洋強國戰(zhàn)略的提出和海洋工程領域的進一步發(fā)展，多臺重要的海洋工程大型設備的使用年限甚至超過40年，這對海洋結構物全生命周期內(nèi)的防腐蝕問題提出了更高的要求。因此，探索經(jīng)濟、高效、環(huán)保、健康的海洋結構物防腐蝕方法至關重要。筆者通過現(xiàn)場檢驗發(fā)現(xiàn)，某些進口老舊平臺無人艙室內(nèi)部的羊毛脂軟涂層防腐性能優(yōu)良，性價比極高，但是目前新建船舶和海洋平臺已經(jīng)基本不使用防腐軟涂層。基于此現(xiàn)狀，本文從防腐軟涂層的基本概念、特點、規(guī)范法規(guī)、實際應用等方面出發(fā)，經(jīng)過實效分析與綜合考慮后，提出了相關建議，希望能為防腐軟涂層在國內(nèi)外海洋結構物防腐蝕領域的應用和發(fā)展提供一定的幫助。

1 防腐軟涂層介紹

1.1 簡介

羊毛脂是常見的防腐軟涂層材料之一，表現(xiàn)為淡黃色或棕黃色的軟膏狀物；有黏性而滑膩；味道微弱而特異。在氯仿或乙醚中易溶，在熱乙醇中溶解，在水中不溶，但能與約2倍量的水混合。在生活中羊毛脂通常被用于化妝品制備、藥用軟膏基質(zhì)、乳化劑等。在工業(yè)上主要用于高級防銹油，工業(yè)用羊毛脂是由羊毛脂衍生物、石油烴和防銹顏料等組成的，作為一種永久性的軟涂層，船舶工業(yè)中主要用于除銹和涂漆不方便的艙室防腐，如船舶的尾艙、舵艙、雙層底艙、隔層艙及海洋石油平臺的海水壓載艙等處所，用作艙室長效防護。在20世紀80～90年代，羊毛脂曾廣泛應用于海洋平臺艙室結構的內(nèi)部防腐，甚至國外近60%的平臺壓載艙、空艙等處所使用這種涂料，具有十分可觀的應用前景。

1.2 優(yōu)缺點分析

羊毛脂防腐涂料的優(yōu)點主要有：

1）防腐性能優(yōu)良。羊毛脂防腐涂料有著良好的水密性、氣密性，使得腐蝕介質(zhì)不易透過涂層滲入鋼板表面，從而防止海水、海洋大氣和工業(yè)大氣對鋼板的腐蝕。

2）預處理要求低。噴涂過程中，對鋼材表面要求低，不必打磨、噴砂或噴丸除銹，一般只要除去浮銹和大于25 mm的銹泡，用布沾煤油除去所有污物、積水和水珠即可涂裝。

3） 涂覆方便。可采用噴涂、刷涂、滾涂方式進行涂裝，涂裝后即可使用，不用等待晾干。

4）滲透性強。羊毛脂涂料對鐵銹有較強的滲透性，能使銹層脫落，使帶銹的鋼板表面重新露出金屬光澤，達到長期保護的效果。

5）勞動強度低。一次涂膜厚度為2 mm，涂層達到規(guī)定的厚度要求即可，不需要反復多次涂覆，可以大大減少勞動強度，節(jié)省資金，縮短生產(chǎn)周期。

6）安全健康。該涂料長效、無毒，沒有刺激性異味，施工時對人體健康無影響。

在20世紀90年代，羊毛脂涂層曾應用到在役的海上儲油平臺壓載艙，原本儲油平臺無涂層，為保護平臺的整體結構，減小平臺結構腐蝕，基于羊毛脂涂層“可帶銹噴涂”的特性對其進行應用，但是在涂裝之后出現(xiàn)了一些問題，具體為：

1）流掛、剝離脫落、沖刷脫落等現(xiàn)象比較明顯。與原油艙臨近的艙室以上現(xiàn)象格外嚴重；壓載艙受壓載水抽排沖刷的影響，整體防腐蝕效果較差，進水口附近難以起到長效防腐蝕作用。

2）溫度升高時，粘附力下降明顯。由表1羊毛脂性能測試結果可知，羊毛脂涂層大部分性能指標符合規(guī)范中防腐性能標準的要求，但在溫度升高后，其粘度顯著下降，下降幅度接近一半，導致其粘附力下降，由此造成部分艙室內(nèi)部防腐效果不理想的問題。

表1 羊毛脂性能測試表

3）由于羊毛脂有黏性而滑膩，因此檢驗過程中容易造成人員滑倒受傷，限制了其應用范圍。

4）由于羊毛脂軟涂層能與約2倍量的水混合，壓載艙中使用該涂層會導致無法滿足海上防止油污水要求，因此，壓載艙等艙室不再使用該防腐蝕方式。

2 標準要求

2006年，國際海事組織第82屆海上安全委員會召開[9]，會議通過了“所有類型船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側處所保護涂層性能標準”。按照該標準之中規(guī)定的新的涂層合格試驗程序和合格要求，模擬壓載艙環(huán)境和冷凝艙環(huán)境，進行涂層性能合格檢驗。

為了有效地實施上述該標準[10]，中國船級社在結合國際船級社協(xié)會的有關文件和國內(nèi)工廠實際經(jīng)驗的基礎上，編制了《實施IMO“所有類型船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側處所保護涂層性能標準”暫行指南2007》，其中對模擬壓載艙環(huán)境和冷凝艙環(huán)境，進行涂層性能合格檢驗的驗收標準如表2和表3所示，為國內(nèi)具體執(zhí)行IMO標準提供了實際指導。根據(jù)該標準的要求，海水壓載艙的防腐涂層應使用硬涂層，因此，羊毛脂防腐軟涂層已經(jīng)不再應用于海水壓載艙中，但在老齡平臺的空艙、雙層底艙、圍阱區(qū)/升降室等處所中，仍有部分應用。

表2 CCS指南中壓載艙涂層試驗的驗收標準

表3 CCS指南中冷凝艙涂層試驗的驗收標準

3 案例分析

我國早期引進的部分國外平臺均使用羊毛脂軟涂層進行艙室防腐，如現(xiàn)存的XX6號、XX7號、XX9號和XX1號平臺，在IMO決議生效后，對壓載艙進行硬涂層更換，保留了部分空艙、升降室的羊毛脂防腐軟涂層。根據(jù)資料顯示，某一特檢期內(nèi)，在對XX6號、XX7號、XX9號和XX1號平臺的壓載艙、升降室進行測厚時發(fā)現(xiàn)，升降室的艙壁和骨材的腐蝕量明顯較輕，大多在2%左右，明顯低于更換硬涂層的壓載艙和空艙。

以一座老齡平臺A為例，從表4和表5中可以看出，平臺A保持狀態(tài)好的壓載艙整體腐蝕量在1%～3%，狀態(tài)差的壓載艙整體腐蝕量達到4%～9.4%，空艙腐蝕量基本在3%～5%，平均腐蝕量為4%左右，局部腐蝕可能更大，但并未超過腐蝕極限，沒有到需要換板的程度。平臺A升降室不兼做壓載艙，常年處于空艙狀態(tài)。由于該平臺常年處于渤海灣作業(yè)，周圍環(huán)境溫度和升降室內(nèi)溫度均不超過50℃，內(nèi)部近觀檢查過程中未發(fā)現(xiàn)羊毛脂軟涂層出現(xiàn)明顯的流掛和剝離脫落現(xiàn)象。使用多年來，平臺所有方也未對升降室進行額外的防腐工作。升降室作為自升式平臺的重要受力結構，良好的防腐狀態(tài)為平臺安全提供了保障。

表4 平臺A部分壓載艙測厚結果

表5 平臺A部分空艙測厚結果

對于在役平臺而言，由于設計或使用等因素，存在許多難以到達的艙室或狹窄空間，比如圍阱區(qū)升降室、樁靴（特別是干靴）、雙層底等。如果在建造階段未做好有效的防腐涂裝，隨著時間的發(fā)展，內(nèi)部腐蝕嚴重，需進行涂裝修補或重新涂裝。現(xiàn)常用涂層體系多是硬質(zhì)涂層，需經(jīng)過多道噴涂，而且常用的涂層修補對表面處理要求高，需將損壞區(qū)域的涂層清至裸金屬或通過打磨/拋砂清理至白級，并對邊緣進行羽化。在平臺涂層日常維護修補或是進塢檢修期間，難以達到涂裝要求的表面清潔度和干燥度，影響涂裝質(zhì)量，往往造成重復涂裝，增加修理和進塢時間、增加營運成本。特別是對干靴、升降室、雙層底等有限空間涂裝作業(yè)受限，作業(yè)難度大，施工時間長，其艙壁等作為重要的受力結構，無法得到良好的防腐保護，為平臺的安全帶來風險。

從圖1可以看出，樁靴內(nèi)部空間狹小，外緣內(nèi)部高度不足1.5 m，甚至部分老舊平臺不足0.5 m，采用硬質(zhì)涂層局部涂裝修補打磨質(zhì)量差，噴砂成本高，多道涂裝工期長。而羊毛脂具有“帶銹涂料”的特性，對施涂金屬的表面處理要求低，不需噴砂，只要除去浮銹及松動的舊漆膜，擦去污物，積水和水珠，即可涂裝。而且羊毛脂涂料對鐵銹有較強的滲透性，能使銹層脫落，可以在日常和塢修正常除銹狀態(tài)下達到優(yōu)良的涂裝效果。不用作壓載艙的樁靴，特別是干靴的內(nèi)部環(huán)境與平臺A升降室相似，平均溫度不超過50℃，此時羊毛脂涂層不會出現(xiàn)流掛、脫落等現(xiàn)象，長期防腐效果優(yōu)異。

圖1 干靴結構圖

4 結語

1）IMO決議中，明確指出了壓載艙等艙室應該使用硬涂層，但是對于船舶和海洋平臺的其它艙室等處所并未作明確規(guī)定，因此，在海洋結構物的適當區(qū)域仍然可以使用軟涂層。

2）防腐軟涂層在空艙、升降室等處所效果較好，條件允許時可以繼續(xù)采用此方法進行結構防腐。

3）防腐軟涂層受溫度影響較明顯，但在非高溫條件下性能優(yōu)異、防腐效果優(yōu)良，為在役移動平臺特定處所，如圍阱區(qū)/升降室、樁靴、雙層底等的結構防腐提供了參考，也可將其應用在外側與海水接觸的無人且非機器處所內(nèi)部，以達到良好的防腐效果。

4）針對羊毛脂軟涂層有黏性而滑膩、極易造成人員滑倒事故的缺點，建議在艙室內(nèi)部加裝簡易通道以克服該缺點，并供施工和檢驗人員進出。

5）固定式平臺建成完工后，壽命期內(nèi)無法進行塢檢和塢修，硬涂層在某些部位效果欠佳。因此，可以探索將軟涂層與硬涂層結合使用的方法，有人區(qū)域、溫度較高區(qū)域，如梯道、機艙等使用硬涂層；無人區(qū)域、溫度較低區(qū)域、處所等，如樁腿和樁靴內(nèi)部、部分無人空艙等可以適當使用軟涂層，以達到良好的防腐效果，并降低施工成本。

6）建議結合工程實踐，探索防腐軟涂層在海洋風機、升壓站、漁業(yè)養(yǎng)殖設施、深海采礦船等新型海工結構物上的應用。