海洋平臺設施腐蝕分析與對策

鄭路 馬長江 鄭天為

（中海油能源發展采油服務公司 天津 300457）

海洋平臺設施腐蝕分析與對策

鄭路 馬長江 鄭天為

（中海油能源發展采油服務公司 天津 300457）

本文通過作者多年的海上設施防腐經驗，針對海上設施的腐蝕狀況，從整體上歸納分析總結了海洋腐蝕的主要原因，并針對每種原因作出相應解決對策。

海洋腐蝕；人為因素；環境因素

1 前言

通過腐蝕造成的損害危及著海上平臺設施和設備的正常、安全使用，因為這些造成的經濟損失和事故隱患后果非常嚴重，海上設施的操作者和管理者都在努力尋找一種能夠科學并且合理解決海上設施與設備的腐蝕問題的方法和依據。

2 對海上平臺各項設施的腐蝕情況的分析及對策

通過對海上平臺設施、海上平臺設備的現場勘查，發現存在很多腐蝕問題。本文將調查研究所接觸到的事例分析歸納為三個方面：

（1）人為因素。工程設計、設備選型、材料選購、維護管理；（2）環境因素。海霧積鹽、局部濕熱、高溫高壓、沖擊磨蝕、細菌作用，設備承受壓力；（3）腐蝕類型。均勻腐蝕、點蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、焊接與應力腐蝕、細菌腐蝕。綜合分析發現的各種腐蝕問題，可以得到如下結論：

2.1 人為因素

海水主管、生產水主管、重要設備等一切容易發生腐蝕而不宜停機檢修補漏的關鍵部分，均需增設旁路和支管等備用管線，以供搶修時臨時應急之用，從設計開始就統一考慮腐蝕問題[2]；在設備的選型上應從設備及設施的全壽命周期考慮其價值，而不是一味的追求價低者得；海上設施很多防腐、清洗等工作都是不定期的外委實施，加強對施工隊伍和人員的控制，嚴格把關施工質量；加強設備和設施的維護管理，針對設備腐蝕的維護管理需要明確分工和專工負責制。

2.2 環境因素

加強日常的腐蝕巡檢，發現問題及時解決，同時注意沉積鹽以及海洋生物的腐蝕影響[3]；現實情況下對于高壓高溫環境中的防蝕對策，首先應從選材入手,注意材料和性能的配合，特別注意墊圈、密封材料和填料函的選擇，其次是嚴把施工質量關，杜絕跑、冒、滴、漏現象，另外采取有效的防腐蝕措施；防止和減輕沖擊磨蝕的措施主要是設計與施工中盡量避免導致湍流的因素，減少流路中的障礙和突變；控制液體中的顆粒物和氣泡含量，采用抗沖擊侵害性能較好的材料和襯層；增加液壓或充氣緩解；涂覆緩沖防護襯里。

2.3 腐蝕類型

2.3.1 均勻腐蝕

腐蝕反應在金屬表面上并且呈普遍發生狀態的稱為均勻腐蝕，腐蝕速度可以用重量減小、壁厚變薄來客觀度量的一種常見腐蝕形態。均勻腐蝕的產物和已經破損了的涂層產生的殘積覆蓋更加容易誘發局部腐蝕，局部腐蝕雖然從材料的重量來看微不足道，但其危害性要比均勻腐蝕大的多。除銹刷漆是防止和減輕均勻腐蝕以及局部腐蝕的有效措施，并且具有美化裝飾作用。

2.3.2 點（坑）蝕

點蝕業被稱為小孔腐蝕，是典型的局部腐蝕情況之一。金屬材料被暴露在海洋大氣中，雖然表面上的積鹽、落塵和污染物質是誘發點（坑）蝕的外因，但是金屬材料內部組織和表面狀態的不均勻性則是產生點（坑）蝕的內因。為了有效防止和減輕點蝕，首先應當選用適當的耐蝕材料和保護膜層，而且注意合理的表面設計與壁厚裕量。鋼鐵表面噴、浸鋁或鋅等陽極性涂層，保持金屬表面平滑干凈，排除產生電化學腐蝕的各種因素，都是控制點蝕的有效措施。使用緩蝕劑時除非它能完全抑制腐蝕，否則反而會加劇點蝕。

2.3.3 縫隙腐蝕

縫隙腐蝕指的是腐蝕介質中的金屬材料的隱蔽部位以及縫隙等部位產生的局部腐蝕。當金屬物質與非金屬物質之間存在縫隙時，周圍的氧濃度及電解質溶液組成存在一定的差別，并且還有一定的自催化作用。由此形成活化－鈍化電池或氧濃差電池后更加加速縫隙內部的腐蝕。為了解決縫隙腐蝕的問題，合理的設計方案與正確施工過程是非常重要的，采用無縫焊接和使用疏水材料制作襯墊可以預防這種情況的發生。縫隙對接面預先襯膠或涂漆，縫隙處用絕緣防水涂料或膠泥、油脂密封。此外，與海水或地層水接觸的設備和容器也可使用涂料或陰極保護。

2.3.4 接觸腐蝕與電偶腐蝕的情況分析及對策

接觸腐蝕指金屬材料和非金屬材料之間相接觸并處于電解質溶液中所發生的電化學腐蝕，其中不同性質的金屬之間相接觸產生的腐蝕以及相同金屬在不同狀態之間的接觸腐蝕稱為電偶腐蝕。電偶腐蝕是典型的電化學腐蝕，在設計和施工中盡量避免形成原電池的因素，比如在制作整體結構時選用相同材料或自然電勢相近的材料；避免自然電勢相差較大的材料相互接觸，在必要的時候使兩者之間保持很好的絕緣狀態；盡量減少陰極區的相對面積；設計陽極性部件時可考慮便于更換和加大裕量；適當施加陰極保護等是控制和減少電偶腐蝕的有效措施。同時，也要考慮到金屬與非金屬間的接觸腐蝕，在設計時應該盡量避免出現。

2.3.5 焊接腐蝕情況分析及對策

焊接金屬制件在腐蝕環境中，特別是在距離焊縫幾毫米處會容易發生一種晶間腐蝕。采用的對策一般是選用恰當的適配焊條、對焊接質量進行改善和提高、對焊接工藝進行改進、對焊縫表面在修整處理之后施加嚴格的防腐涂裝。

2.3.6 應力腐蝕情況分析及對策

金屬材料在持續性應力和腐蝕性介質的協同作用下發生的腐蝕，統稱為應力腐蝕。減輕或消滅應力腐蝕破裂的普遍措施：

（1）首先應該對設計方案進行合理的規劃，應力集中的情況應該盡量減少或者避免；（2）其次應該盡量采用退火、加厚和減輕負荷等手段，將應力集中位置的總拉伸應力降低到材料屈服的強度以下；（3）用物化等方法盡量抑制或者完全除去腐蝕介質中危害性大的組分；（4）盡量選用一些對應力腐蝕破裂不是非常敏感的材料；（5）最后，在適當的條件下應該加入充足份量的緩蝕劑或者施加陰極保護。

3 結語

作者長期在海上作業，在對設備設施的各種腐蝕情況進行了大量的調研工作后，總結出一些處理腐蝕情況的經驗，同時結合一些相關的理論知識，從對人為因素、環境因素、腐蝕類型等三個方面入手，詳盡的分析了腐蝕產生的原因，并且有針對性的對預防腐蝕進行了對策分析。因此，本文對于控制海上設施和設備的腐蝕有非常重要的借鑒及參考意義。

[1]朱相榮,王相潤.金屬材料的海洋腐蝕與防護[M].國防工業出版社,1998.

[2]V.R.普路德克著,鄭定緒.腐蝕控制與設計[M].石油工業出版社, 1983.