導管架平臺飛濺區腐蝕防護

摘 要：海洋平臺的金屬結構受到日照、海風、波浪沖擊、復雜的海水體系、晝夜和季節溫度變化及海生物侵蝕等因素的影響使海洋平臺腐蝕的速率較快，并且金屬材料的耐腐蝕性能隨暴露條件的不同而發生不同的變化。飛濺區受到風浪、日照、潮水漲落因素的影響，鋼結構表面干濕交替，另外由于充足的氧氣，再加上海浪的沖擊、漂浮物的撞擊和侵蝕、海水電解質的腐蝕，導管架平臺的飛濺區往往是平臺腐蝕最嚴重的部位。對于飛濺區鋼結構的防腐問題，傳統的方法對表面處理要求較高，增加了施工難度和成本，同時也沒有腐蝕防護效果檢測方法和應急保護措施。該文所提出的導管架平臺飛濺區腐蝕防護系統，不僅具有表面處理要求低、可帶水作業、施工簡單、具有良好的密封性和抗沖擊性等諸多優點，而且具有腐蝕防護效果檢測和應急保護措施，對導管架飛濺區腐蝕防護具有重要意義。

關鍵詞：導管架 飛濺區 腐蝕防護 檢測方法 應急保護措施

中圖分類號：TG174 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（c）-0049-02

Abstract：Metal construction of offshore platforms impacted by direct sunlight，wind，wave impact，complex water system，diurnal，seasonal temperature changes，sea erosion and other biological factors，these make offshore platforms corrosion rate faster.And corrosion resistant of metal material can occur with different changes by different exposure conditions.Under the influence of wind，sunshine，tidal factors，surface of Splash zone dry-wet alternate.In addition because enough oxygen，coupled with the shock of waves，debris impact and erosion，seawater electrolyte erosion，the splash zone of jacket platform is the most serious corrosion part.For the splash zone steel corrosion problems，the traditional method of surface treatment are higher，increasing the difficulty and cost of construction，but there is no detection method for corrosion protection and emergency protective measures.The proposed splash zone of platform jacket corrosion protection system，not only has the surface treatment requirements low，with water operations，simple construction，a good seal and impact resistance and many other advantages，but also has the effect of detecting corrosion protection and emergency protection measures.This has important implications for the jacket splash zone corrosion protection.

Key Words：Jacket platform； Splash zone； Corrosion protection； Detection method； Emergency protective measures

海洋平臺結構復雜、造價昂貴，所處海洋環境十分惡劣，其鋼結構不僅受到海上大氣和海水的腐蝕，還遭受海水飛濺、潮汐、海泥的作用，而產生劇烈的電化學腐蝕，一旦發生災害性腐蝕，將會導致嚴重破壞和巨大經濟損失。為保證海洋工程結構的使用安全和經濟性，必須對各種腐蝕情況尤其是飛濺區的腐蝕情況進行了解和研究。

1 導管架平臺飛濺區

飛濺區是指位于海水高潮位的上方，海水飛濺所能濕潤的區域是海洋環境中鋼結構遭受到腐蝕最嚴重的區域。此區域的腐蝕一般以點蝕、縫隙腐蝕為主[1]。在此區域，鋼的腐蝕速度比海水全浸區要高出3～10倍，平均腐蝕率達到0.3～0.5 mm/a[2]。對于導管架平臺飛濺區的防腐問題，國際上目前比較成熟的做法有金屬熱噴涂層體系[3]、有機涂層體系等。其中金屬熱噴涂層使用壽命較長，耐腐蝕性優良，但缺點是施工時技術要求較高，國內的熱噴涂技術研究較晚，工業應用還存在一些困難。有機涂層的涂覆厚度往往在50～500 μm，適用廣泛，但易受溫度、外力作用的影響，難以保證20年以上的使用壽命。同時以上方法缺少防腐效果監測，也沒有應急防護措施，因此，該文設計了一種新的飛濺區腐蝕防護系統。

2 飛濺區多層防護系統

由于常規的涂層材料在飛濺區無法提供長久的保護，因此，該文采取多層防護系統，包括礦脂防蝕膏、礦脂防蝕帶、吸水材料、陽極帶、導線、密封緩沖層和保護罩。其中礦脂防蝕膏、礦脂防蝕帶是復層礦脂包覆防腐技術的核心部分，含有高效的緩蝕成分，能夠有效地阻止腐蝕性介質對鋼結構的侵蝕，并可帶水施工。吸水材料給陽極帶和鋼樁提供電解質環境。陽極帶作為犧牲陽極，對樁腿其臨時保護作用。導線用于檢測多冊防護系統的防護效果。密封緩沖層與不飽和聚酯樹脂和加強玻璃纖維制成的玻璃鋼保護罩具有良好的整體性能，能夠隔絕海水的侵蝕，保護內部的礦脂防蝕膏和礦脂防蝕帶。

2.1 礦脂防蝕膏

礦脂防蝕膏是一種人造的淡褐色油性膏狀緩蝕化合物，直接涂抹于鋼結構表面，在潮濕環境中具有很好的防腐蝕性能，能夠長期高效穩定地使鋼結構物在嚴酷的腐蝕環境中免遭腐蝕，其主要特點如下。

（1）礦脂防蝕膏中的復合防銹劑中含銹轉化劑，降低了表面處理要求，節約了人工成本。

（2）礦脂防蝕膏中的復合防銹劑還含有不對稱結構的表面活性物質，可帶水作業，施工方便。

（3）礦脂防蝕膏中添加有性能優良復合稠化劑等，從而可以強有力的粘附在鋼結構表面。

2.2 礦脂防蝕帶

礦脂防蝕帶是以無紡布為載體，在含有復合防銹劑、稠化劑、潤滑劑、填充劑等特制礦物脂中浸漬制成的帶狀防蝕材料，其主要特點如下。

（1）礦脂防蝕帶和礦脂防蝕膏是同一系列的防腐蝕材料，兩者兼容，相互之間粘結為一體，可以完全地隔絕基材與空氣、水的接觸，從而保護基材。

（2）礦脂防蝕帶不需固化，可連續施工，節約施工時間。

2.3 密封緩沖層和防蝕保護罩

密封緩沖層粘貼于玻璃鋼防蝕保護罩內，起到密封、緩沖外界沖擊的作用。

玻璃鋼防蝕保護罩采用不飽和聚酯樹脂和加強玻璃纖維制成，厚度一般大于3 mm（不加密封緩沖層），其主要特點如下。

（1）保護罩具有優異的耐腐蝕性能、耐熱性、耐磨性、耐久性、抗疲勞強度高、重量輕、強度高和成型工藝的多樣性等特點。

（2）保護罩內表面貼襯密封緩沖層，能夠吸收外力撞擊時的部分能量，自行調整防蝕保護罩與基材結合緊密，可以應用于形狀規則和不規則的鋼結構物。

（3）保護罩的維護檢修簡便，把不銹鋼螺栓擰開，就可以打開保護罩進行檢修。檢修完成后，擰緊螺栓即可。

2.4 飛濺區多層防護系統施工流程

導管架飛濺區多層防護系統施工流程包括搭腳手架、表面處理、涂刷礦脂防蝕膏、纏陽極帶、陽極帶與電纜連接、纏礦脂防蝕帶、纏吸水材料、安裝保護罩、端部密封。其中搭腳手架是為人員后續防護系統安裝提供作業平臺。表面處理是為了多層防護系統能夠更好地對飛濺區防護。陽極帶、電纜和吸水材料起到應急保護和防護系統效果檢測作用，其中電纜一端與陽極帶相連，另一端布設至平臺甲板上部，便于后期防護效果檢測。礦脂防蝕膏和礦脂防蝕帶是該防護系統的核心部分，起防止飛濺區腐蝕的作用。保護罩起保護內部礦脂防蝕膏和礦脂防蝕帶免受外界沖擊的作用。

3 防護效果檢測及應急保護

3.1 防護效果檢測

腐蝕防護系統的自檢功能示意圖如圖1所示，當礦脂防蝕膏和礦脂防蝕帶沒有有效地隔絕海水與導管架平臺飛濺區鋼結構時，通過吸水材料給飛濺區鋼結構和陽極帶提供了一個穩定的電解質環境，從而使飛濺區鋼結構、陽極帶、電纜、電流計、平臺甲板形成通路，飛濺區鋼結構或陽極帶一旦發生腐蝕，如圖1所示的電流計讀數將不為零。相反，如果礦脂防蝕膏和礦脂防蝕帶有效地隔絕了海水與導管架平臺飛濺區，該區域也不會發生腐蝕，從而圖1所示的電流計讀數應為零，即可以通過觀察圖1所示電流計的讀數來判斷防護效果。

3.2 應急保護措施

當礦脂防蝕膏和礦脂防蝕帶沒有有效地隔絕海水與導管架平臺飛濺區鋼結構時，通過吸水材料給飛濺區鋼結構和陽極帶提供了一個穩定的電解質環境，根據犧牲陽極原理，海水將先腐蝕陽極帶，從而起到了保護飛濺區鋼結構的作用。

4 現場應用

我們已將該文所述的導管架平臺飛濺區多層防護系統成功應用于渤海某平臺立管和樁腿的腐蝕防護中，如圖2所示。

通過現場實施及應用可知，該導管架平臺飛濺區腐蝕防護系統能夠對導管架飛濺區進行有效防護，并且該方法施工簡單、易操作，具有重要推廣價值。

5 結語

該文所述多層防護系統在國內首次實現了導管架平臺飛濺區腐蝕防護，并已成功應用于渤海某平臺的立管和樁腿防護中。該多層防護系統不僅能夠對導管架平臺飛濺區進行有效防護，避免發生腐蝕，而且具有自檢測功能，能夠檢測防護效果；同時當礦脂防蝕膏和礦脂防蝕帶不能對飛濺區進行有效防護時，還具有應急保護功能；另外，該多層防護系統施工簡單、方便、易操作，具有重要推廣價值。

參考文獻

[1]夏蘭廷，黃桂橋，張三評.金屬材料的海洋腐蝕與防護 [M].北京冶金工業出版社，2003.

[2]侯保榮.海洋環境下鋼結構物浪花飛濺區的腐蝕災害[J].科學中國人，2006（11）：21-22.

[3]邵懷啟，韓文禮，王雪瑩，等.海洋飛濺區鋼結構的腐蝕規律與防護措施[J].腐蝕與防護，2008（11）：646-649.