海洋工程重防腐技术

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关于海洋工程结构与船舶防腐技术措施分析

关于海洋工程结构与船舶防腐技术措施分析

关于海洋工程结构与船舶防腐技术措施分析海洋工程结构和船舶是在海洋环境中运行和工作的,因此防腐技术是非常重要的。

下面将对海洋工程结构和船舶防腐技术措施进行分析。

海洋工程结构包括钻井平台、海底管道、海上风力发电设施等。

由于它们长期在海洋环境中受到潮湿、盐分、温度变化和海水的腐蚀,而且海洋环境条件复杂,所以必须采取有效的防腐技术措施。

针对海洋工程结构的防腐技术主要有以下几种:1. 防腐涂层:采用防腐涂料对结构物进行涂覆,以阻隔结构物与海水的接触,减少结构物的腐蚀。

常见的防腐涂层材料有环氧树脂、聚氨酯、煤沥青等,这些涂层具有良好的耐腐蚀性能和耐海水侵蚀能力。

2. 金属防腐:采用金属的防腐技术,如热浸镀锌、热镀铝等,对结构物表面进行处理,增加金属表面对海水的抵抗能力。

金属防腐技术适用于钢结构和铁制结构,可以有效地延长结构物的使用寿命。

3. 材料选择:在海洋工程结构的设计和施工过程中,选择具有良好耐腐蚀性的材料,如不锈钢、合金材料等。

这些材料具有较强的耐腐蚀性能,能够有效地抵抗海水的侵蚀。

船舶作为在海洋中长时间运行的大型设备,也需要采取防腐技术措施来延长其使用寿命和保证航行安全。

船舶防腐技术主要包括以下几种:1. 防腐涂层:船舶在制造过程中常常使用防腐涂层对船体进行防腐处理。

防腐涂层可以有效隔绝海水和船体的接触,减少船体的腐蚀。

常见的船舶涂层包括船底防污涂料、船舶外壳涂料等。

2. 阳极保护:船舶使用金属阳极对船体进行保护。

阳极通常由锌或铝等金属材料制成,它们能够吸收腐蚀电流,从而减少船体的腐蚀。

阳极保护是一种被广泛应用于船舶的防腐技术。

3. 尽量避免海水侵蚀:船舶在停泊期间,特别是长时间停泊时,应该尽量避免船体与海水的接触,如使用船舶停泊设备,在船底加装船垫或使用船坞进行船体检修等措施。

海洋工程结构和船舶防腐技术措施非常重要。

通过采用适当的防腐技术措施,可以有效地保护海洋工程结构和船舶的表面,减少腐蚀损失,延长使用寿命,保证运行安全。

海洋工程中的防腐技术研究

海洋工程中的防腐技术研究

海洋工程中的防腐技术研究海洋,占据着地球表面的大部分区域,蕴含着丰富的资源和巨大的经济潜力。

随着人类对海洋的探索和开发不断深入,海洋工程逐渐成为了重要的领域。

然而,海洋环境极为苛刻,具有高湿度、高盐度、强腐蚀性等特点,这给海洋工程设施带来了严峻的腐蚀挑战。

为了确保海洋工程的安全、可靠和长期运行,防腐技术的研究和应用显得尤为关键。

一、海洋环境对工程设施的腐蚀影响海洋环境中的腐蚀因素众多。

首先是海水本身,其富含的氯离子能够穿透金属表面的氧化膜,引发点蚀和缝隙腐蚀。

其次,海洋生物的附着会形成局部缺氧环境,加速腐蚀进程。

再者,海浪的冲击、海流的冲刷以及温度和压力的变化都会对工程设施造成机械损伤,使得腐蚀更容易发生。

在海洋工程中,常见的受腐蚀设施包括海上石油平台、港口码头、船舶以及海底管道等。

这些设施一旦遭受严重腐蚀,不仅会影响其正常功能,还可能导致泄漏、倒塌等重大安全事故,造成巨大的经济损失和环境污染。

二、常见的海洋防腐技术1、涂层防护涂层防护是应用最为广泛的防腐方法之一。

通过在金属表面涂覆一层具有良好耐腐蚀性、附着力和阻隔性能的涂层,可以有效地阻止海水、氧气和其他腐蚀性物质与金属接触。

常见的涂层材料包括环氧涂料、聚氨酯涂料和氟碳涂料等。

为了提高涂层的防护效果,常常采用多层涂覆的方式,并在施工过程中严格控制表面处理质量和涂层厚度。

2、阴极保护阴极保护是一种通过向被保护金属结构施加阴极电流,使其电位负移至免蚀区,从而抑制腐蚀的电化学保护方法。

分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护两种。

牺牲阳极通常采用锌、铝等活泼金属,它们在海水中优先溶解,为被保护结构提供阴极电流。

外加电流阴极保护则通过直流电源和辅助阳极向被保护结构提供阴极电流。

3、耐蚀材料的应用选用耐蚀性能良好的材料是预防腐蚀的根本措施之一。

例如,不锈钢、钛合金和镍基合金等在海洋环境中具有较好的耐蚀性。

但由于成本较高,这些材料往往只用于关键部位或对耐蚀性要求极高的场合。

海洋平台的腐蚀及防腐技术

海洋平台的腐蚀及防腐技术

腐蚀原理
海洋平台腐蚀的主要原因是电化 学、化学反应和生物侵蚀等。
电化学腐蚀是由于海洋平台结构材料与海水、海洋生物等接触,形成原电池反 应,导致金属腐蚀。这种腐蚀在海洋平台中最为普遍,严重时可能导致平台结 构削弱。
化学反应腐蚀主要是由于海洋平台结构材料与海水、盐分等化学物质发生反应, 导致腐蚀。例如,钢铁材质的海洋平台在海水中会发生氧化反应,形成铁锈, 导致结构材料的腐蚀。
挑战与机遇
当前,微生物腐蚀及防腐技术的研究仍面临着一系列的挑战。首先,微生物腐 蚀的机制尚不完全清楚,需要进一步深入研究;其次,现有防腐技术的效果还 需要进一步提高,以满足更为严苛的防腐要求;此外,新型防腐技也带来了诸多机遇。随着环境保护意识的 提高和绿色可持续发展的要求,对于环保型防腐技术的需求不断增加。例如, 生物防腐剂和生物防护技术的发展前景十分广阔。此外,随着材料科学和纳米 技术的快速发展,新型防腐材料的研发和应用也将为微生物腐蚀及防腐技术的 发展带来新的机遇。
2、化学方法
化学方法主要包括使用缓蚀剂和杀菌剂。缓蚀剂是一种能够减缓金属腐蚀的物 质,如亚硝酸盐、铬酸盐等。杀菌剂则用于消灭海洋生物,防止生物污损引起 的腐蚀。然而,这些化学物质有可能对海洋生态系统造成负面影响,因此需要 慎重使用。
3、生物方法
生物方法主要利用某些生物的耐腐蚀特性,如海藻、珊瑚等,以降低海水的腐 蚀性。此外,生物污损也可以形成保护层,提高金属的耐腐蚀性能。生物方法 具有环保性和长效性,但需要充分考虑生物生态平衡以及不同生物对不同材料 的适应性。
未来展望
随着科技的不断进步,海洋环境腐蚀控制技术将迎来更多的发展机遇。新型材 料和涂层技术的研发将为海洋腐蚀控制提供更多选择。此外,智能防腐技术也 将成为未来的研究热点,包括智能涂层、自修复材料等。同时,随着海洋工程 的发展,针对深海和极地等特殊环境的腐蚀控制技术也将得到进一步研究和发 展。

关于海洋工程结构与船舶防腐技术措施分析

关于海洋工程结构与船舶防腐技术措施分析

关于海洋工程结构与船舶防腐技术措施分析1. 引言1.1 研究背景海洋工程结构与船舶防腐技术是现代海洋工程领域中的重要课题。

随着海洋经济的快速发展和海洋资源的广泛利用,海洋工程结构和船舶在海水中长期使用的情况下容易出现腐蚀问题。

海水中含有大量的氯离子、硫化物等腐蚀物质,加上海水中的氧气和微生物的作用,造成了海洋环境对金属结构和船体的腐蚀破坏。

开展海洋工程结构与船舶防腐技术的研究具有重要的现实意义和应用价值。

为了延长海洋工程结构和船舶的使用寿命,保障海洋工程和船舶的安全运行,必须采取一系列有效的防腐技术措施。

涂层防护技术、阴极保护技术、材料防腐技术等是目前应用较广泛的防腐技术手段。

通过对海洋工程结构的腐蚀特点进行全面深入的分析和研究,并结合最新的防腐技术发展趋势,可以为提升海洋工程结构与船舶的防腐性能提供有效的技术支撑。

的理论研究和实践探索,为海洋工程结构和船舶防腐技术的改进与发展提供了重要的参考和借鉴。

1.2 研究意义海洋工程结构与船舶防腐技术在当今社会发挥着重要的作用,其研究意义主要体现在以下几个方面:第一,海洋工程结构与船舶是重要的海洋资源开发和利用载体,其防腐技术直接影响到海洋资源的开发效率和可持续利用。

通过研究海洋工程结构与船舶的腐蚀特点和防腐技术,可以优化设计方案,提高设备的耐腐蚀能力,延长使用寿命,从而更好地保护海洋环境和资源。

第二,海洋环境的腐蚀性很强,海水中各种盐类、微生物和化学物质会对海洋工程结构与船舶材料产生腐蚀破坏。

研究海洋工程结构与船舶防腐技术可以帮助我们更好地了解海洋环境对材料的影响,为选择合适的防腐材料和技术提供依据。

2. 正文2.1 海洋工程结构的腐蚀特点分析海洋工程结构在海洋环境中长期使用,会受到海水、海气、海浪等多种环境因素的影响,从而导致腐蚀。

海洋工程结构的腐蚀特点主要表现在以下几个方面:1. 海水中含有大量的氯离子和硫化物,这些物质会对金属结构产生腐蚀作用。

尤其是在海水中存在微生物,它们会附着在金属表面形成生物膜,加速金属的腐蚀过程。

十大海洋腐蚀防护技术

十大海洋腐蚀防护技术

盘点十大海洋腐蚀防护技术前言海洋工程构筑物大致分为:海岸工程(钢结构、钢筋混凝土)、近海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、深海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、海水淡化、舰船(船体、压载舱、水线以上),简称为船舶与海洋工程结构。

船舶与海洋工程结构的主要失效形式包括:均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀/磨损、海生物(宏生物)污损、微生物腐蚀、H2S与CO2腐蚀等等。

控制船舶和海洋工程结构失效的主要措施包括:涂料(涂层)、耐腐蚀材料、表面处理与改性、电化学保护(牺牲阳极、外加电流阴极保护)、缓蚀剂、结构健康监测与检测、安全评价与可靠性分析及寿命评估。

从腐蚀控制的主要类型看(表1),涂料(涂层)是最主要的控制方法、耐腐蚀材料次之,表面处理与改性是常用的腐蚀控制方法,电化学保护(牺牲阳极与外加电流)是海洋结构腐蚀控制的常用手段,缓蚀剂在介质相对固定的内部结构上经常使用,结构健康监测与检测技术是判定腐蚀防护效果、掌握腐蚀动态以及提供进一步腐蚀控制措施决策和安全评价的重要依据,腐蚀安全评价与寿命评估是保障海洋工程结构安全可靠和最初设计时的重要环节。

建立全寿命周期防护理念,结合海洋工程设施的特点及预期耐用年数,在建设初期就重视防腐蚀方法,通过维修保养实现耐用期内整体成本最小化并保障安全性,是重大海洋工程结构值得重视的问题。

表1腐蚀防护方法及中国的防腐蚀费用比例一、防腐涂料(涂层)涂料是船舶和海洋结构腐蚀控制的首要手段。

海洋涂料分为海洋防腐涂料和海洋防污涂料两大类。

按防腐对象材质和腐蚀机理的不同,海洋防腐涂料又可分为海洋钢结构防腐涂料和非钢结构防腐涂料。

海洋钢结构防腐涂料主要包括船舶涂料、集装箱涂料、海上桥梁涂料和码头钢铁设施、输油管线、海上平台等大型设施的防腐涂料;非钢结构海洋防腐涂料则主要包括海洋混凝土构造物防腐涂料和其他防腐涂料。

海洋防腐蚀涂料包括车间底漆、防锈涂料、船底防污涂料、压载舱涂料、油舱涂料、海上采油平台涂料、滨海桥梁保护涂料以及相关工业设备保护涂料。

四海洋工程防腐施工工艺

四海洋工程防腐施工工艺

四海洋工程防腐施工工艺1. 引言海洋工程是指在海洋环境下进行的各种建设和施工活动。

由于海洋环境复杂、恶劣,海洋工程的防腐施工工艺显得尤为重要。

本文将介绍四海洋工程防腐施工工艺及其主要应用场景。

2. 防腐施工工艺介绍防腐施工工艺是一种以特定的施工方法和材料,对在海洋环境中工作的设备和结构进行保护的技术。

海洋环境的高湿度、高盐度及海洋生物腐蚀等因素都会对设备和结构造成严重的腐蚀,因此,防腐施工工艺的应用可以延长设备和结构的使用寿命,提高海洋工程的安全性和可靠性。

3. 四海洋工程防腐施工工艺3.1 物理防腐物理防腐是指利用形成物理屏障的方法来阻止腐蚀介质对设备和结构的侵蚀。

物理防腐主要有以下几种工艺:•热镀锌:将钢材浸泡在熔融的锌液中,使其表面形成锌层,阻隔了海洋环境对钢材的腐蚀。

该工艺具有成本低、施工简便等优点,广泛应用于海洋工程的防腐施工中。

•热喷涂:利用喷枪将金属涂料喷涂在设备和结构的表面,形成坚固的保护层。

热喷涂工艺防腐效果好,适用于大型设备和结构的防腐。

•热熔涂层:将熔化的聚烯烃材料涂覆在设备和结构表面,形成密实的防护层。

热熔涂层具有耐候性好、附着力强、施工速度快等优点,在海洋环境中得到广泛应用。

3.2 化学防腐化学防腐是指利用化学反应的原理,将具有防腐性能的材料涂覆在设备和结构表面,形成化学屏障来抵御腐蚀介质。

常见的化学防腐工艺包括:•酚醛防腐漆:该漆具有良好的耐腐蚀性能和耐候性,适用于在海洋环境中工作的设备和结构的防腐。

•聚氨酯涂层:聚氨酯具有良好的附着力和耐候性,且能有效抵抗腐蚀介质的侵蚀,广泛用于海洋工程的防腐施工中。

3.3 电化学防腐电化学防腐是利用阳极和阴极之间的电流流动,形成阻隔腐蚀介质的防护膜,减少设备和结构的腐蚀速度。

电化学防腐主要包括:•阳极保护:通过将阴极金属连接到设备和结构上,使其成为电化学腐蚀中的阴极,从而阻止钢材发生腐蚀。

阳极保护工艺具有腐蚀速度低、维护管理简单等优点,适用于海洋工程的防腐施工。

船舶和海洋工程结构的防腐蚀技术分析

船舶和海洋工程结构的防腐蚀技术分析

船舶和海洋工程结构的防腐蚀技术分析摘要:我国整体国力全面提高,海洋经济发展形式前景良好,引领我国海洋工程结构以及船舶制造技术迅猛发展。

由于建设海洋工程结构与修造船舶的材料多为金属,具有高投入、高产出、高风险的明显特点,因此提高对船舶和海洋工程结构的生产技术,成为重中之重,其中,防腐问题成为船舶与海洋工程的研究热点。

海水的含盐量很大,船舶和海洋工程结构长期处于高腐蚀环境中,对船舶和海洋工程结构防腐要求提出更高要求。

本文对船舶和海洋工程结构防腐蚀技术展开分析,并且提出相关对策,希望可以为我国海上交通事业的可持续发展提供助力。

关键词:船舶;海洋;结构;防腐引言在船舶和海洋工程结构建造中,由于经常会用到大量的金属材料,如果不采取防腐措施,将会造成海洋环境中的腐蚀。

为了保证船舶和海洋工程结构的正常使用,维护好海洋环境,必须大力开发防锈涂料和防腐蚀技术,同时要使海洋工业得到最大限度的发展。

海水中含有大量的物质,许多是会侵蚀金属的物质,所以无论是海洋建筑还是船舶,都会采用防锈技术,但这种方法所带来的经济损失是巨大的。

海上交通作为世界经济发展的主要推动力,运载能力虽然相对缓慢,但是重量和数量却是其他交通工具无法相比的。

随着科学技术的飞速发展,人们对能量的需求量越来越大,其中包括石油、燃气和风力。

在进行海上发展时,应特别关注船舶和海洋工程建设的侵蚀问题,这已成为制约我国海上发展步伐的重要因素。

1船舶和海洋工程结构腐蚀环境分析世界各个海洋如同一个联通的平衡体,在海洋环境中,即便处于同一个海域,也会展现出不同的腐蚀特性,该方面实质上也是海洋腐蚀环境较为复杂的重要展现。

现阶段,关于海洋腐蚀环境方面,主要包含五个区域,即大气区、飞溅区、潮差区、全浸区、海泥区。

其中,飞溅区和潮差区,腐蚀速率相对较快,对腐蚀防护技术的要求更高。

飞溅区平均腐蚀速率高于海水侵蚀区3~10倍;大气区存在盐分高、湿度大的特征,钢铁表面也会在短时间内形成含有强电解质溶液,可以更好地开展电化学腐蚀工作;潮差区,氧供应非常充足,当受到氧气的去极化作用影响时,钢结构被腐蚀的速率显著提高,再加上海水与泥沙等多方面冲击,防护层会受到严重损坏,使腐蚀速度更快;浸没区中的钢铁腐蚀速度通常受到海水温度、盐度等因素影响;海泥区处在浸没区之下,土壤中含有大量盐分,导电性、海泥孔隙率、pH值等对海洋工程装备的腐蚀速率产生直接影响。

海洋工程重防腐技术

海洋工程重防腐技术

结论
本次演示介绍了海洋工程重防腐涂料的应用技术现状及发展分析。目前,海 洋工程重防腐涂料已广泛应用于船舶、港口设施、海洋平台等领域,并取得了良 好的防腐效果。然而,随着环保、节能和可持续发展的要求不断提高,海洋工程 重防腐涂料的应用技术仍需不断进步和创新。未来,开发环保、高性能、低能耗 的海洋工程重防腐涂料将成为研究的重要方向。
海洋工程重防腐技术
目录
01 引言
03
重防腐技术的定义和 原理
02 防腐技术的重要性 04 参考内容
引言
海洋工程是指利用海洋资源和环境条件,为人类开发、利用和保护海洋而开 展的一系列工程和技术活动。然而,海洋环境中的腐蚀问题一直是制约海洋工程 长期稳定发展的关键因素之一。因此,本次演示将重点探讨海洋工程重防腐技术 的重要性和未来发展趋势,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
2、研究方向与进展
目前,国内外针对海洋工程重防腐涂料的研究主要集中在以下几个方面:
(1)高性能涂料研发:研究开发耐候性、耐腐蚀性、耐生物侵蚀性更强的 涂料,以提高海洋工程设施的防腐寿命。
(2)涂层固化技术:探究更快速、更环保的涂层固化技术,以提高涂层的 施工效率和降低能耗。
(3)涂层维护与修复:研究涂层的维护与修复技术,以提高涂层的耐用性 和降低维护成本。
防腐技术的重要性
海洋工程中,防腐技术具有极其重要的作用。首先,海洋环境中的高盐、富 氧等条件使得钢铁等材料容易发生电化学腐蚀,进而影响结构物的安全性和稳定 性。其次,海洋工程中大量使用的石油、化工、天然气等设施也需要面对严重的 腐蚀问题,一旦发生泄漏将对环境造成严重危害。因此,防腐技术的合理应用对 于保障海洋工程的安全性和稳定性具有重要意义。
方法
海洋工程防腐系统优化设计的方法包括以下几个方面:
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作者简介:聂 薇(1984-),女,工程师,主要从事海洋工程防腐涂装技术研究。

海洋工程重防腐技术聂 薇,姚晓红,卢本才(武昌船舶重工集团有限公司,湖北武汉430060) 摘 要 针对海洋工程钢结构不同区域的腐蚀环境与腐蚀规律,论述长效防腐技术与材料的种类、性能及要求,对当前具有长效防腐性能的金属及非金属防腐涂层的性能进行了重点介绍,分析各项海洋重防腐技术应用现状及存在的问题,通过选择适当的防腐材料或涂层,设计具有较长防腐年限的复合涂层体系,实现海洋工程同寿命涂层设计理念。

关键词 海洋腐蚀;重防腐;重防腐涂层;重防腐技术中图分类号 U671 文献标志码 ATechnical of Heavy Duty Coatings for Marine EngineeringNIE Wei,YAO Xiaohong,LU Bencai(Wuchang Shipbuilding Industry(Croup)Co.,Ltd.,Wuhan 430060,Hubei,China) Abstract According to corrosion environment and corrosion law of different zone on ma-rine engineering,types,performance,and requirements of long service life anticorrosion tech-nology and material are discussed.The performance of metal and non-metal long service lifeanticorrosion coating are also described in detail,and application status and existing problemsof every anticorrosion technology are analyzed.By selecting appropriate anticorrosionmaterial,coating,designed complex coating system for longer anticorrosion service life,designconcept of the same duration as marine engineering are realized.Keywords marine corrosion;heavy corrosion protection;heavy anticorrosion coating;heavy anticorrosion technology0 引言随着科学技术的进步和人类对海洋资源认知水平的不断提高,海洋石油、海底矿业、海洋化工、海洋养殖、海洋能源等海洋产业的开发已从浅海走向深海,甚至超深海。

从20世纪60年代起,海洋工程技术领域不断发展,海上大型工程的设计使用年限均长达几十年。

由于海洋工程钢结构长期固定于海中,恶劣的海洋环境所造成的严重腐蚀直接影响到钢结构物的使用安全,且海上涂层的修补十分困难,常规防腐方法已无法保证海上钢结构物长期的使用寿命。

重防腐概念由此问世,重防腐是对被保护体施加一定的保护措施,使其达到较长使用年限的防腐蚀技术,对海上结构物的腐蚀控制具有重要作用。

1 海洋结构物的腐蚀规律及环境特性海洋钢结构物处于阳光暴晒、盐雾、波浪冲击、海生物侵蚀等复杂环境所构成的海水体系中。

在不同的海洋环境下,腐蚀行为和腐蚀特点存在着较大的差异,只有对钢结构物的腐蚀区域进行明确的分析界定才能针对性地提出相应的保护措施。

海洋腐蚀环境理论上可分为大气区、飞溅区、潮差区、全浸区以及泥土区5大区域。

由于海水的运动变化,很难准确划分出飞溅区与潮差区的界定范围,因此在工程实际应用中则分为了大气区、干湿交替区、海水海泥区[1-2]3大区域。

海洋大气区腐蚀较轻,其主要受到海盐微粒的影响和陆地大气的共同作用,容易在死角等处产生局部腐蚀。

干湿交替区分为潮差区和飞溅区。

潮差区由于海水受到潮汐的作用,其腐蚀相对较轻。

飞溅区由于经常形成潮湿表面,长期受到阳光强辐射,且供氧充足,腐蚀环境最为苛刻,腐蚀速率一般为0.3~0.5mm/a,最高可达1mm/a,约是全浸区的3~10倍。

海水全浸区是指干湿交替区向下包括在泥土中的部分,可分为浅海区、深海区以及泥土区。

海水的腐蚀性主要受溶解氧、温度、盐度、酸碱度以及生物因素的影响,因此浅海腐蚀速率大于海洋大气区,但深海区氧含量往往比海水表层及大气区低得多,水温接近于零度,腐蚀较轻。

海底泥土区同样受海水影响少,且温度低,只是在海流作用交界处有一定腐蚀,腐蚀要比海水中轻[3-5]。

2 海洋结构物腐蚀区域防腐方法海洋结构物防腐蚀主要分为覆盖层保护和电化学保护。

由于大气区部位不接触海水,飞溅区部位海水浸泡率较低,因此通过阴极保护对大气区和飞溅区钢结构实施保护存在着一定的局限性,因此覆盖层保护方法为其主要的防腐措施。

对于至低潮位线下1m区域的钢结构部位,由于长期浸泡在海水中且含氧量较高,一般采用覆盖层与电化学联合的方法进行保护。

低潮位线下1m至海底面的区域既可同时采用覆盖层与电化学联合保护法,也可单独使用电化学或是覆盖层保护法。

海底泥土区仅使用电化学保护法即可。

阴极保护主要有牺牲阳极和外加电流保护两种。

对于腐蚀严重的区域,很少单独使用覆盖层保护,通常需要将阴极保护与涂层保护相结合来保证可以长期防腐蚀。

覆盖层保护的方法根据材料的不同分为金属封闭层和非金属封闭层,目前比较成熟的重防腐覆盖层保护方法包含有热喷涂防腐技术、重防腐涂料涂层、多层防护系统、锌加防腐技术等[6]。

另外,除了阴极保护和覆盖层保护方法外,发达国家研究出的耐海水腐蚀钢,通过钢体自身的耐腐蚀性能结合外表面的防腐保护层,可显著提高钢结构物的使用寿命。

下文将针对各类重防腐技术展开具体介绍与分析。

3 海洋重防腐技术及应用3.1 金属热喷涂保护热喷涂技术是一项成熟的重防腐技术,在国内外海洋工程钢结构应用上已有许多成功的实例[7-9]。

金属热喷锌铝及其合金涂层以机械镶嵌和微冶金方式与基体金属相结合,热喷涂涂层于钢构件的表面在施工后形成了非常牢固的涂层结合力(经测试最大可以达到10MPa以上)。

当金属热喷涂层受到破坏时,锌铝涂层可作为牺牲阳极继续保护钢体表面。

试验和实例表明,200μm厚热喷铝涂层的防腐年限可长达30年。

典型的重防腐区域热喷涂涂层体系为热喷铝涂层200~250μm+30μm稀释的封闭漆(环氧)。

目前,国内热喷铝涂层较大的应用工程是由巴西石油公司Petrobras设计,武昌船舶重工有限责任公司负责建造的30年免维护深海水下浮体。

浮体内部钢表面均为热喷铝涂层,涂层厚度为225~400μm,施工总面积达100 000m2。

不同于外部区域热喷涂施工,浮体内部均为压载舱,作业空间封闭、施工面积大、结构面复杂等问题给热喷涂施工带来巨大挑战。

在封闭空间进行热喷铝施工,容易产生粉尘堆积,且施工环境温度高,不仅无法保障施工人员的健康以及生产的连续性,并且粉尘沉积到未施工钢板表面,还会影响到涂层附着力。

另外,喷枪比一般涂料喷枪体积大,存在操作不便、狭窄区域容易产生施工死角及涂层膜厚不均的问题。

为了保障热喷涂施工效率,在封闭空间内进行热喷铝施工必须对环境温湿度控制、施工安全、通风设备运行情况、生产人员管理等方面进行严格把关。

从生产效益出发,考虑到热喷涂施工成本较高,热喷涂技术更适用于海洋防腐钢结构外部区域或钢构件的防腐防护。

3.2 重防腐涂层防护3.2.1 常用重防腐涂料根据ISO 12944-5规定,在大气环境中预期防腐年限大于15年的涂层厚度应为280~400μm,在浸泡或掩埋环境中预期防腐年限大于15年的涂层厚度应为480~1 000μm。

重防腐涂层需在苛刻腐蚀环境中对被保护体达到较长时间的防护。

随着海洋工程的使用寿命不断被延长,漆膜厚度也不断被增加,总干膜厚度由300μm提高到1mm,甚至更厚。

漆膜的性能与成膜厚度取决于采用的树脂,环氧树脂具有优良的附着力、成膜性能以及低缩率,能同多种树脂、填料和助剂混溶配制成多种重防腐涂料,因此环氧树脂涂料是目前海洋工程防腐中最主要的涂料。

对于飞溅区的重防腐涂层而言,该区域长期经受海浪的拍打和生产作业中外物的碰撞,1~2年就需要进行维护。

然而在水下进行涂层修复难以保证施工质量,达不到预期效果,因此飞溅区的涂层还应具有较强的抗冲击能力。

飞溅区较常用的重防腐涂层主要为高强度环氧涂层或是厚膜型环氧玻璃鳞片涂层。

厚膜型环氧玻璃鳞片涂料是在环氧树脂内增加玻璃鳞片或玻璃丝,玻璃鳞片的添加可增强涂层的屏蔽性能和机械强度,使涂料具有抗渗透力强、涂层收缩率低、抗热冲击性能优异等特点,局限性在于漆膜较硬难以修复,施工时要求一次性成膜。

目前英国的IP,丹麦的Hempel,挪威的Jotun等几家大公司推出的长效防腐涂料产品占据了我国海洋防腐涂料的主要市场。

主流产品有:Hempel公司的超强度环氧漆45751,超强度环氧漆35870;IP公司的Intetzone 954改性环氧树脂漆,Interzone505玻璃鳞片环氧树脂漆,Interzone 485超高膜厚环氧树脂漆;Jotun公司的Jotamastic87GF改性耐磨环氧玻璃鳞片漆,Marathon IQ GF环氧玻璃鳞片增强漆,Marathon XHB厚浆型环氧玻璃鳞片漆,Matathon耐磨环氧玻璃鳞片漆以及Baltoflake系列玻璃鳞片聚酯漆等。

上述产品中Interzone 485一次成膜可达1~3mm,Marathon XHB与Mata-thon标准膜厚度达600μm。

在众多的重防腐涂料产品中,Jotun公司的Bal-toflake系列聚酯漆不同于其它含玻璃鳞片环氧漆,是一种快速固化型耐磨聚酯玻璃鳞片厚浆涂料,防腐效果可达30年以上免维护。

该产品在挪威Ekofisk油田钻井平台桩腿飞溅区已有30年工程应用先例,适用于离岸海洋工程大型钢铁结构物,流体物资(油、气、水)运输的海底管道、建筑外墙以及桥梁的飞溅区或是无法进行涂层维护的区域。

玻璃鳞片聚酯漆与玻璃鳞片环氧漆相比具有适用领域广、玻璃鳞片含量高、涂层力学性能优异、防腐年限长久等优点。

其与热喷锌铝涂层相比,具有成本低、可修补、表面处理要求低、对施工设备与施工人员无特殊要求等优点。

近年来在国外使用该类涂料进行长效防腐防护的大型工程有:1992年法国GDF液化天然气接收站;1997年新加坡Norne FPSO;2007年Pampa Melchorita天然液化气厂(设计使用年限为30年);2010年英国Sheringham Shoal海上风电场等。

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