海洋石油工程防腐涂裝的研究

李桂忠　穆勝軍

摘 要：隨著近些年國家對海洋石油工程重視程度的加強，相關重點技術的研究已經提上日程，尤其是防腐涂裝技術的研究，已經成為各個涂料研究所的重要研究方向。本文簡要介紹了海洋石油工程的防腐要求，詳細描述了幾種防腐技術方案，包括液體涂層、熱浸鍍鋅、熱噴涂鋁、主動防腐、蒙乃爾耐蝕合金和氯丁橡膠涂層等防腐技術，并根據經驗提出了海洋石油工程防腐涂裝需要注意的事項。

關鍵詞：海洋石油；工程；防腐

中圖分類號：TQ63 文獻標志碼：A

0 引言

近些年，國家對海洋石油資源的開發越來越迫切，海洋工程中除了最基本的生產系統，對于海水腐蝕的防范工程也尤為重要，海水侵蝕的嚴重程度直接影響著生產設備的使用壽命，尤其是對于難以修補的設備，一旦出現腐蝕現象，就必須進行更換，這就可能會影響正常的海洋石油開采。因此，海洋石油工程的防腐方案要針對不同的腐蝕環境選擇合理科學的防腐方案。對于海上石油平臺的鋼結構、管道、海底的生產設備，他們都位于海水腐蝕最嚴重的位置，在設計海水防腐方案時應當考慮最嚴格的防腐措施，盡一切可能降低腐蝕的可能性，保護好生產設備。

本文首先介紹了海洋石油工程的防腐要求，詳細描述了防腐涂裝的技術方法，包括液體涂層、熱浸鍍鋅、熱噴涂鋁、主動防腐、蒙乃爾耐蝕合金和氯丁橡膠涂層等這些防腐技術，以及從防腐材料的選擇到施工檢驗過程中的注意事項都進行了介紹，并對海洋石油工程中存在的問題提出了建議。

1 海洋石油工程防腐要求

對于海洋石油工程中的海水防腐要求一般都是滿足15年的使用壽命，而對于飛濺區域的防腐是根據設備第一次維護的時間進行確定的，對于水下工程的防腐要求更是嚴格，要求設備在使用期間不能出現腐蝕情況，同時要有不被外力損傷的防護措施。

一般來說，防腐涂層的設計壽命是包括了海洋石油工程的建設期間和生產期間，所以設計壽命一般要比使用壽命多2年左右。對于水下設備在水下施工建設和安裝時，一定要能夠防止紫外線和腐蝕的要求。飛濺區域的海洋工程設備不需要維護，正常情況下能夠使用到整個海洋石油工程報廢為止。當飛濺區域出現了外力破壞時，損壞區域需要盡快進行修補，修補時間要小于1年的時間。這個修補時間要在工程項目設計時就確定好。另外，水下鋼結構要有一定的防撞擊的設計要求，同時還要能夠適應高溫和腐蝕的環境，這些要求在設計階段都要進行充分的試驗，確保在海洋石油工程項目應用時不會出現重大問題，滿足國家相關防腐的技術標準。

2 防腐涂裝

海洋石油工程的防腐涂裝技術方法主要包括：液體涂層、熱浸鍍鋅、熱噴涂鋁、主動防腐、蒙乃爾耐蝕合金和氯丁橡膠涂層等，下面分別對這幾種方法進行詳細介紹。

2.1 液體涂層

液體涂層一般需要多道工序，多層涂刷，在海洋石油工程中應用的一般是經過實驗室的多次試驗并經過反復驗證的防腐涂料。液體防腐涂料在涂刷水下設備時應當使用厚膜涂料，從而預防外力的傷害。由于國內的防腐技術剛剛起步，還沒有經過長期實踐經驗的防腐涂料，因此為發展國內防腐技術，國內設備的防腐涂料在招評標時一般采用一個系統的評價方法，為海洋工程選擇最為合適的防腐涂料，這個評價方法首先需要參與投標的各個廠家提供自己的涂料，在指定的海域進行掛板試驗，然后定期采集相關數據，最終分析選擇出適合本海域的最好的防腐涂料。

2.1.1 底漆

海洋石油工程的防腐涂裝中底漆是非常重要的一道工序，底漆一般是在對設備表面進行清理后的第一道工序，它是后續涂層的一個中間過渡層，一般會涂刷兩遍以上，防止有漏刷的位置。按照國家海水防腐相關標準的要求，底漆一般會選擇一種防腐屬性：屏蔽、電化學保護或緩蝕保護。在海洋石油工程的飛濺區域一般會選擇電化學保護的防腐方案，其他涂料在飛濺區域容易被外力損壞。對于海洋石油工程的水下設備，由于這些設施非常重要，施工難度和成本比較高，所以會要求不能用臨時的防腐涂料作為底漆。

2.1.2 中間涂層和面漆

海洋石油工程的防腐涂料一般要求涂刷中間涂層和面漆，而且在關鍵部位需要多次涂刷中間涂層和面漆，以保障足夠的防腐性能。同時，要增加厚膜的涂刷，保證在環境惡劣的海底下能夠到達防碰撞的要求。對于面漆的顏色，設計院一般不會特意研究多種顏色，因為海洋石油工程項目更注重于防腐的性能，不追求特別的視覺效果，但是對于潛艇一類的水下機器就需要有一個鮮艷的外觀，容易辨識，利于使用，一般選擇黃色作為面漆的顏色。另外，對于有一定深度的水下設備，由于存在一定的水壓，因此按照國標要求，這種水下設備的防腐面漆不能使用能夠溶解的面漆，因其容易產生一定的空洞，最終可能造成設備的腐蝕。

2.1.3 表面處理

對于海洋石油工程防腐涂裝的表面處理，重點區域要滿足粗糙度的要求，同時還需要滿足可溶性鹽檢驗，確保各項指標能夠滿足國標的要求，設備才能投入使用。

2.2 熱浸鍍鋅

海洋石油工程中對于復雜的鋼構件，一般采用熱浸鍍鋅的防腐方法。但是這種方法不易長期使用，而且它只能在大氣環境下使用，在飛濺區或水下區域不能使用這種防腐方法，容易產生腐蝕。

2.3 熱噴涂鋁、主動防腐

海洋石油工程在高溫環境時，宜采用熱噴涂鋁涂層的防腐方法。但是這種方法只能采取封閉處理，不能涂刷面漆，而且需要采用特殊的顏色。海洋石油工程中的水下設備一般選用熱噴鋁+封閉涂料的防腐方法，這種防腐方法雖然價格比較昂貴，但是使用壽命一般能夠達到30年。

2.4 蒙乃爾耐蝕合金

國外的殼牌及BP等石油公司多數選擇了蒙乃爾合金作為防腐材料，這是因為這種材料具有較強的抗海水腐蝕及抗海生物附著能力，厚度一般為3mm，可以不進行任何防腐處理。目前我國的海洋石油工程還沒有選擇這種防腐系統，更多的是采用1mm 玻璃鱗片作為飛濺區的防腐涂層系統。

2.5 氯丁橡膠涂層

對于海洋石油工程中的立管飛濺區涂層系統，一般選擇基于400μm的FBE 涂層防腐涂裝系統+13mm的氯丁橡膠用于抵抗船舶及海上漂浮物造成的機械損傷。當這種防腐涂層的設計壽命超過30年時，就需要超過25mm的氯丁橡膠防腐涂層。該系統已經在南海項目及渤海項目中得到廣泛的應用，需要注意的是，由于氯丁橡膠在現場施工時硫化十分困難，因此在施工過程中一定要避免現場的節點。

結語

海洋石油工程的防腐涂裝研究將隨著科技的進步不斷發展，各防腐涂料研究院和涂料使用單位的經驗仍不足，還需要在涂料使用過程中不斷研究新的涂裝技術，確保海洋工程的設備滿足使用要求。目前防腐涂裝最主要的問題是防腐的老化問題，關鍵在于涂料的日常維護、涂料的涂刷過程、施工質量保證的管控等等，每一個環節都會影響涂料的使用壽命，這些問題需要使用單位和施工單位特別注意，避免出現不必要的財產損失。

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