海洋腐蚀与防护前沿技术及国内外研究动态发展趋势

合集下载

海底管道腐蚀防护技术现状与发展趋势

海底管道腐蚀防护技术现状与发展趋势

89近年来,随着国家在大力发展海上油气资源的开采,海洋油气产量占比逐年增高。

海底管道的大量运用使海底管道的损坏问题浮出水面。

大量的油气资源流入海洋,不仅造成了大量的经济损失,还使海洋生态环境遭到破环。

一、海底管道的腐蚀特征据调查,腐蚀是海底管道遭到破坏的主要原因。

所以,分析其腐蚀特征,发展其防腐技术是非常必要的。

按照惯例,我们可以将海底管道的腐蚀分成管道内腐蚀与管道外腐蚀。

1.海底管道的内腐蚀研究表明,海底管道内腐蚀的主要因素有三个:H 2S/CO 2腐蚀、微生物腐蚀与垢下腐蚀。

CO 2腐蚀与H 2S腐蚀其机理为生成覆盖密度不同的腐蚀产物附着在管道表面,形成了强催化作用的腐蚀电偶,从而引起了管道局部的腐蚀。

对于微生物腐蚀,硫酸还原菌是最大的元凶。

硫酸盐还原菌利用它的生物催化作用使硫酸根离子氧化阴极上产生的附着在阴极表面上的氢,从而使析氢腐蚀在管道表面加速进行。

垢下腐蚀是特殊的局部腐蚀。

在垢下腐蚀中,沉积物由于覆盖在金属表面,阻碍了介质扩散,从而形成了浓差腐蚀电池,引起管道的局部腐蚀穿孔。

2.管道外腐蚀影响海底管道外腐蚀的因素有很多,其中流体的流速对其影响最大。

流速不稳定的流体冲刷着金属管道表面,使之保护层被破坏甚至剥落。

并且流体中携带的氧分子随着流体附着在管道壁面,逐渐形成腐蚀带,随着时间推移不断对管道表面造成破坏。

其大部分腐蚀坑周围存在防腐层剥离现象,最终以腐蚀坑为中心向其四周剥离。

二、海底管道防护技术现状与发展趋势1.海底管道的防腐技术现状海底管道的防腐主要有内防腐、外防腐以及阴极保护法。

(1)内防腐对于H 2S/CO 2腐蚀,可以加入缓蚀剂并配合清管器的方式来防止腐蚀;对于微生物腐蚀,杀菌剂配合清管器,使最优的选择;而对于垢下腐蚀,通常采用的是阻垢剂、杀菌剂、缓蚀剂搭配着清管器使用。

除此之外常见的内防腐方法还有涂内防腐层,目前我国拥有较先进的液体环氧涂料内涂层技术以及环氧粉末内涂层技术等,对于管道的内防腐都有良好的作用。

海洋防腐涂料的研究进展

海洋防腐涂料的研究进展

海洋防腐涂料的研究进展海洋防腐涂料是一种特殊的涂料,主要用于保护海洋设施和船只免受腐蚀和生物污损。

随着海洋经济的快速发展,海洋防腐涂料的研究和开发显得尤为重要。

本文将概述海洋防腐涂料的重要性和研究意义,并介绍其最新的研究进展。

海洋防腐涂料的发展经历了多个阶段。

最早的海洋防腐涂料是以沥青为基材的涂料,但是其耐候性和耐腐蚀性较差。

随后,人们开发了有机锡涂料、有机硅涂料等新型防腐涂料。

随着科技的不断进步,环保型防腐涂料成为了研究热点,例如环氧树脂涂料、聚氨酯涂料等。

目前,海洋防腐涂料的研究主要集中在开发更为环保、长效、耐候性更好的新型防腐涂料。

近年来,海洋防腐涂料的研究取得了显著的进展。

一些新型的防腐涂料已经在实际应用中得到了广泛认可,如纳米复合涂料、生物防腐涂料等。

这些新型防腐涂料能够有效地提高涂层的耐候性、耐腐蚀性和环保性。

纳米复合涂料利用纳米材料的特性,在涂层中添加纳米颗粒或其他有机、无机材料,以提高涂层的性能。

有研究表明,纳米复合涂料具有优秀的防腐、防污、耐候性等特性,能够显著延长海洋设施的使用寿命。

生物防腐涂料是一种利用生物材料制备的防腐涂料,具有环保性好的特点。

生物防腐涂料的研究和应用已成为当前研究的热点之一。

一些研究发现,某些海洋微生物能够分泌出具有防腐、防污等作用的物质,这些物质可以作为生物防腐涂料的候选材料。

一些天然生物聚合物材料,如海藻酸盐、甲壳素等也已被应用于生物防腐涂料的制备。

海洋防腐涂料在实际应用中具有广泛的价值和意义。

海洋防腐涂料能够显著提高海洋设施和船只的耐腐蚀性,延长其使用寿命。

这对于海洋工程来说非常重要,因为腐蚀会导致设施和船只的结构破坏和功能失效,甚至可能引发安全事故。

海洋防腐涂料的防污作用也能够减少船只和设施的维护成本,提高运营效率。

海洋防腐涂料的环保性越来越受到重视。

传统的防腐涂料往往含有有害物质,不仅可能对海洋生态环境造成污染,还可能对作业人员的健康造成危害。

2023年海洋防腐涂料行业市场发展现状

2023年海洋防腐涂料行业市场发展现状

2023年海洋防腐涂料行业市场发展现状
随着全球海洋经济的发展和海洋资源的开发利用,海洋防腐涂料行业的市场需求越来越高。

海洋防腐涂料是一种用于防止海洋生物和海水腐蚀金属结构的涂料,广泛应用于海上油井,海上风电站,造船工业以及海洋资源开发等领域。

目前,全球海洋防腐涂料市场规模已经达到数亿美元,并且呈稳步增长的趋势。

在海洋防腐涂料市场中,领先的游离型涂料、自由放线性漆以及环氧类涂料等产品占据了主要市场份额。

在海上风电和海上油井方面,海洋防腐涂料行业的需求不断上升。

由于这些设施的置于海上,而且日常维护成本较高,因此高质量的海洋防腐涂料需求迫切。

涂料在海上应用中需要特别注意,要经受住海洋环境中的严峻考验,而且涂料还需要在面对海水浪涛、强风暴雨等恶劣天气条件下表现良好,维护物体的完整性、保护材料不受海洋环境损坏。

因此,高效、环保且质量稳定的海洋防腐涂料市场前景非常广阔。

在国内市场中,随着海洋经济不断发展和海洋资源日益丰富,海洋防腐涂料行业的市场需求也在不断增强。

中国的海洋防腐涂料市场也呈现出快速增长的趋势,尤其是海上风电和海上油井的发展,让海洋经济更加迅速的发展。

除此之外,随着国家对海洋环境保护意识的增强,环保型海洋防腐涂料也成为市场的一个热点。

环保型海洋防腐涂料可以有利于减少涂料对海洋环境的污染,同时改善工作环境和工人的健康状况,因此未来环保型海洋防腐涂料的市场需求也将越来越高。

总之,未来海洋防腐涂料行业在市场需求上会呈现出稳步增长的趋势,尤其是在海上风电、海上油井和轮船制造等领域的应用,同时还需要关注环保型海洋防腐涂料技术的发展和应用。

2023年海洋防腐涂料行业市场分析现状

2023年海洋防腐涂料行业市场分析现状

2023年海洋防腐涂料行业市场分析现状海洋防腐涂料是一种用于抵御海洋环境中腐蚀的特殊涂料,广泛应用于船舶、海上浮体结构和海洋设施等领域。

随着海洋经济的快速发展和海洋资源的广泛开发利用,海洋防腐涂料行业市场也呈现出积极向好的发展态势。

首先,海洋防腐涂料行业受益于船舶工业的快速增长。

船舶是海洋防腐涂料的主要应用领域之一,而近年来全球船舶工业规模不断扩大,特别是新兴市场如中国、印度和巴西等国家的造船能力迅速提升,使得海洋防腐涂料市场需求量增加。

其次,海洋防腐涂料行业得益于海洋能源开发的推动。

海洋能源开发包括海上风电、海上油气勘探以及海底管道等项目,这些项目对于海洋防腐涂料的需求量非常大。

特别是近年来全球对可再生能源的需求增加,海上风电成为发展的热点领域,对海洋防腐涂料的需求量有所增加。

此外,海洋环境保护意识的提高也为海洋防腐涂料行业提供了发展机遇。

随着人们对海洋环境保护的关注度增加,对海洋设施如海上浮体结构和海洋钻井平台等的腐蚀防护要求也越来越高。

因此,海洋防腐涂料行业在为这些设施提供有效的腐蚀防护方面有着重要的作用。

然而,海洋防腐涂料行业也面临着一些挑战。

首先,技术研发和创新方面的不足是制约海洋防腐涂料行业发展的瓶颈。

目前,海洋环境中的腐蚀问题仍然比较严重,而海洋防腐涂料的防护效果有待提高。

因此,海洋防腐涂料企业需要加大技术研发投入,提高产品的防腐性能和环保性能。

其次,市场竞争日益激烈也是海洋防腐涂料行业发展的挑战之一。

随着市场需求增加,海洋防腐涂料企业竞争加剧,产品同质化问题日益突出。

在这种情况下,企业需要通过技术创新、服务优化和品牌建设等手段来提升竞争力。

此外,海洋防腐涂料行业还面临着环保要求的日益严格。

由于海洋资源的有限性和环境保护意识的提高,相关法规对海洋防腐涂料的环保性能要求也越来越严格。

海洋防腐涂料行业需要积极推进绿色环保生产,提高产品的环保性能,以满足市场的需求。

综上所述,海洋防腐涂料行业市场正处于快速发展阶段,受益于船舶工业和海洋能源开发的推动。

海洋工程结构与船舶的腐蚀防护—现状与趋势

海洋工程结构与船舶的腐蚀防护—现状与趋势

海洋工程结构与船舶的腐蚀防护—现状与趋势【摘要】随着我国综合国力的不断增强,我国的海洋工程结构和船舶技术有了突破性进展,由于其具有高投入、高技术、高风险、高附加值及高产出的特征,在建设上必须保证其安全性和可靠性。

进行海洋工程结构和船舶的建设多用金属材料。

因此,海洋环境下的防腐蚀工作必须做好。

本文主要阐述我国海洋工程结构与船舶的腐蚀现状及防护趋势。

【关键词】海洋工程结构;船舶;腐蚀防护;现状;趋势随着我国科技水平和经济实力的不断增强,我国加大了海洋开发的力度,作为国家安全和资源储藏的宝地,海洋开发工作越来越受到重视。

我国为了加快海洋开发进度,早在进行“十二五”发展规划就已经制定了明确的发展纲要,在《海洋工程装备产业创新发展战略》及《海洋工程装备制造业中长期发展规划》等指导性文件下统一部署,科学发展,推动我国的海洋工程装备发展。

国家经略海洋,发展海洋科技已经提升到国家战略。

分析和研究海洋工程结构与船舶的腐蚀防护现状及趋势,对于发展海洋工程装备具有重要意义。

1 我国海洋工程结构与船舶的腐蚀现状分析海洋腐蚀给海洋产业带来了巨大损失和危害[1]。

地球上超过七成的面积是海洋,当前,人类的活动已经扩展到了海洋的每个角落,作为支撑世界经济的重要支柱,航海业和海洋产业发展迅速。

海洋运输为国际贸易提供了超过九成的运力,可以说是推动国际贸易的基础。

海上作业平台是进行海洋油气资源开发的重要装备,海上风电设备也为人类提供了清洁能源。

因此,海洋为我们提供了大量的产出效益。

腐蚀问题是困扰当前海洋开发的重要问题,因此造成的损失每年占到我国整个GDP的5%,并造成大量的基础设施和设备报废,成为最主要的设备损坏原因。

我国当前的腐蚀损失要高于发达国家水平,国际上普遍认同海洋腐蚀造成的损失要远大于自然灾害造成的损失。

采取有效措施,减少海洋腐蚀造成的损失,空间潜力巨大。

海洋环境较为恶劣,虽然当前,还缺乏一些具体的腐蚀损失具体数据,但是由于海水在盐度、微生物环境、富氧等方面具有造成腐蚀的形成条件,导致了海洋腐蚀必然十分严重。

海洋腐蚀防护的现状与未来

海洋腐蚀防护的现状与未来

海洋腐蚀防护的现状与未来一、本文概述海洋腐蚀防护是一个涉及多学科的重要领域,其研究与实践对于保障海洋工程结构、船舶、海洋能源设施等长期稳定运行具有重要意义。

本文旨在全面概述海洋腐蚀防护的现状与未来发展趋势,通过对当前海洋腐蚀防护技术的研究进展、应用领域及存在问题的深入分析,探讨未来海洋腐蚀防护技术的发展方向和潜在应用。

文章首先介绍了海洋腐蚀的定义、类型及影响因素,随后详细阐述了目前主流的海洋腐蚀防护方法,包括涂层防护、电化学防护、合金化防护等。

在此基础上,文章分析了海洋腐蚀防护技术的应用现状,指出了存在的问题和挑战,并展望了未来的发展趋势。

文章提出了加强海洋腐蚀防护技术研发和应用的建议,以期为我国海洋工程和船舶工业的可持续发展提供有力支撑。

二、海洋腐蚀防护的现状海洋腐蚀防护的研究与实践在全球范围内已经取得了显著的进展,但仍面临着诸多挑战。

目前,海洋腐蚀防护的主要手段包括材料选择、表面处理、防腐蚀涂层以及电化学保护等。

材料选择是海洋腐蚀防护的基础。

通过选用耐腐蚀性能强的材料,如不锈钢、钛合金、高分子材料等,能够在一定程度上减少海洋环境下的腐蚀问题。

然而,这些高性能材料往往成本较高,限制了其在实际工程中的应用。

表面处理技术也是提高材料耐腐蚀性能的重要手段。

例如,通过喷砂、喷丸、化学处理等方法,可以清除材料表面的杂质和应力,提高表面的光洁度和耐蚀性。

表面涂层技术也得到了广泛应用,如镀锌、镀铬、喷涂防腐漆等,这些涂层可以有效隔离材料与腐蚀介质的接触,从而延长材料的使用寿命。

防腐蚀涂层是海洋腐蚀防护的重要措施之一。

目前,已开发出多种高性能的防腐蚀涂层,如环氧涂层、聚氨酯涂层、聚酰亚胺涂层等。

这些涂层具有优异的耐腐蚀性、耐磨损性和耐化学介质性能,广泛应用于海洋工程、船舶、港口设施等领域。

电化学保护是另一种重要的海洋腐蚀防护方法。

通过外加电流或电位差,改变金属材料的腐蚀电位,从而抑制腐蚀反应的发生。

常见的电化学保护方法有阳极保护、阴极保护和外加电流保护等。

海洋工程设施生物腐蚀、污损和防护技术研究进展

海洋工程设施生物腐蚀、污损和防护技术研究进展

海洋工程设施生物腐蚀、污损和防护技术研究进展摘要海洋工程设施,包括各种滨海和海上钢结构和钢筋混凝土设施,诸如海洋跨海大桥、港口码头、滨海电厂、海底管线、海上平台、海上船舶等固定和移动设施设备,是事关国计民生和国防安全和建设的重要基础性设施。

这些工程设施不仅量大面广,而且投资巨大,保护这些设施的长期安全运行具有重大的经济意义和社会意义。

关键词海洋工程设施;耐久性;生物腐蚀与污损;研究进展1 海水环境生物腐蚀污损概述工程设施浸入海水以后,会同时发生海水腐蚀和生物污损两个自然过程,并且这两个过程会相互作用共同影响海洋工程设施,是一个极其严重的经济与环境问题。

海水腐蚀和生物污损是影响海洋工程设施性能下降的关键因素,海水腐蚀和生物污损机理及其相关控制技术是国际上尚未充分认识和解决的重大技术问题。

海洋污损生物是海洋环境中栖息或附着在船舶和各种水下人工设施上对人类经济活动产生不利影响,给投资者带来负效益的动物、植物和微生物的总称。

这些生物在水下人工设施表面附着、聚集,给人类经济活动带来的危害称为生物污损,是人类开始从事海洋开发就遇到的生物危害。

世界各国每年花费大量费用用以防除海洋生物污损,严重的海洋生物污损造成海洋平台载荷增加、管线堵塞、船舶设施航速下降等问题,不仅降低了设备的使用性能,还会显著降低设施和材料的安全有效运行。

另一方面,由于硫酸盐还原菌、铁细菌等多种海洋细菌等生物的附着,会加速海上金属结构电化学腐蚀,破坏金属表面保护层,引发局部腐蚀。

污损生物在表面附着,使金属的腐蚀加剧。

海洋生物腐蚀污损有它自身的特点:第一是海洋工程,尤其是水下部分都会遇到的问题;第二是海洋生物腐蚀污损是伴随海洋腐蚀过程而发生的现象,不会独立存在;第三是海洋生物的多样性决定了海洋生物腐蚀污损过程的复杂性。

因此,文中主要针对典型的海洋工程,如桥梁码头、海洋平台、船舶、清洁能源、海底管道以及海洋养殖等,进行生物腐蚀污损及防护技术的现状调研,并提出建议。

海洋环境下防腐涂料技术研究进展

海洋环境下防腐涂料技术研究进展

海洋环境下防腐涂料技术研究进展海洋环境下防腐涂料技术研究进展1. 研究背景海洋环境的高湿度、高盐度、强大的腐蚀性和较高的氧化还原电位等特点,使得海洋设施对防腐涂料的要求更高。

传统的防腐涂料在海洋环境下常常存在附着力差、腐蚀性差、耐碱性差等问题,无法满足长期防腐需求。

因此,研究海洋环境下的防腐涂料技术具有重要意义。

2. 研究进展2.1 新材料的研发为了提高防腐涂料的性能,研发新型材料成为研究的重点。

纳米材料被广泛应用于防腐涂料中,其具有较高的比表面积和活性,能够提供更好的保护性能。

例如,纳米二氧化钛、纳米氧化锌等材料具有优良的抗紫外线性能,抗菌性能和自清洁性能,能够降低涂层的老化程度和附着物的积聚。

2.2 涂层结构的优化优化涂层结构是提高海洋防腐涂料性能的关键。

常见的优化方法包括引入纳米颗粒、添加功能填料、调节涂层成分等。

通过合理设计涂层结构,可以提高涂层的耐候性、附着力和耐蚀性。

例如,将纳米颗粒加入到底层涂料中,可以增加涂层的紧密度和耐腐蚀性能。

2.3 多功能涂层的研究海洋环境的特殊性要求防腐涂料不仅要具备防腐蚀的功能,还要具备其他功能。

近年来,研究人员开始探索在防腐涂料中加入其他功能成分,如防风沙、隔热、保温等。

这些功能的引入可以增加海洋设施的使用寿命和安全性。

2.4 抗生物附着技术的研究在海洋环境中,生物附着是指微生物、藻类和动物等在海洋设施表面形成的附着物。

这些附着物会对设施表面产生腐蚀、磨损和生物膜形成等问题,严重影响设施的使用寿命。

因此,研究抗生物附着技术对海洋环境下的防腐涂料技术具有重要意义。

研究人员通过引入抗生物附着剂、添加抗生物附着功能材料等方法,可以防止生物附着的产生,减少设施受损。

3. 存在问题尽管海洋环境下的防腐涂料研究取得了一定的进展,但仍然存在一些问题。

首先,海洋环境下的防腐涂料许多是在实验室条件下进行研究的,实际应用的环境复杂多变,需要进一步验证涂层的真实性能和持久性。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

海洋腐蚀与防护前沿技术及国内外研究动态、发展趋势海洋腐蚀的经济损失每年至少三千亿,并大幅递增。

海洋经济投入越多,海洋防腐课题越迫切,所以,有人把海洋防腐材料纳入海洋经济中的新兴产业和新材料,却很少反映到具体的报告和表述中。

腐蚀问题首先是一个经济问题。

腐蚀是一种悄悄进行的破坏,但它的破坏力比地震、火灾、水灾、台风等自然灾害所造成损失更为严重。

世界各国对腐蚀工作都非常重视。

据统计,每年因腐蚀所造成的经济损失约占国民经济生产总值的2%-4%。

1969年英国因腐蚀而造成的损失为13.65亿英磅;美国2001年的腐蚀直接损失为国民生产总值的3.1%,约合2760亿美元。

这一调查结果当时震惊了全世界。

据最新报道,我国在能源、交通、建筑、机械、化工、基础建设、水利和军事设施等典型的行业和企业,每年由于腐蚀所造成的损失可达5000亿元以上,约占GDP的5%。

腐蚀所造成的经济损失除直接损失外还包括停工停产、设备维修、产品降级、效率降低等一系列间接损失。

和上面说的相比,海洋腐蚀尤为严重。

海洋环境腐蚀与防护研究主要是研究钢铁材料在海洋环境中发生的一系列化学和电化学反应而劣化的自然现象,其目的就是有效地防止腐蚀,降低腐蚀损失,提高钢铁设施的使用效能。

基于对腐蚀所造成的危害及损失的分析,专家将研究目标锁定在海洋环境腐蚀与防护研究上,开展了一系列研究,并取得了一系列研究成果。

他们认为:如果防护措施到位,至少每年可以避免25-30%的损失,也就是说每年至少可以减少损失1300亿元。

我国有1800公里的海岸线,有相当于我国陆地国土面积1/3的海洋区域。

海洋的开发利用在国民经济中占的比重越来越重要。

目前已有100余座开采石油的钢桩平台屹立在海上,同时大量船舶及海底输油管线为海上开采石油服务。

目前已经探明,中国海上石油资源量占全国石油总产量的1/4,仅渤海油田目前探明的总储量就超过45亿吨,而且我国在未来5年内,将投资500多亿元在渤海建设50个采油平台,1100口生产井。

由于钢铁材料韧性大、强度高、价格便宜,目前这些构筑物大都用钢铁材料所制成,其严重腐蚀性必然直接威胁着这些钢铁设施的安全,并将造成严重的经济损失,是一个必须十分重视的研究课题。

海洋环境是一个特定的极为复杂的腐蚀环境,海洋腐蚀环境纵向可分为海洋大气区、浪花飞溅区、潮差区、海水全浸区、海底沉积物区五个不同腐蚀区带,贯穿这些腐蚀区带的海上钢铁构造物在不同的腐蚀区带具有不同的腐蚀特征,不同钢材在不同海洋环境中的腐蚀规律不同,即使同一种材料在海洋不同区带的腐蚀又存在着较大差异,在海水-海气界面交换区和海水-海泥交换界面区有着严重的腐蚀峰,研究界面区的腐蚀行为、腐蚀过程、锈层在腐蚀中的作用、金属元素的影响等对研究金属腐蚀与海洋环境的相关性有着重要的意义。

目前,我国在海洋油气田开发、港口建设、跨海大桥、海底隧道、船舶工程和深海勘探等领域已建和在建大量的各种钢结构及钢筋混凝土结构设施,一旦发生灾害性腐蚀,将会导致严重破坏和巨大经济损失。

而近海设施在海水中,除遭到海水的电化学腐蚀外,还遭到海洋生物、微生物的行损。

如果我们的研究和防护工作做得好,其中2 5%-- 4 0 %的腐蚀损失是完全可以避免的。

发展海洋腐蚀防护技术,特别是钢铁设施关键部位的防腐蚀技术,对于降低重大灾害性事故发生,延长近海设施的使用寿命具有重大意义。

海洋环境可以分为海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海底泥土区五个腐蚀区带。

我国从上世纪 7 O年代起开展了钢铁设施在海洋环境不同腐蚀区带的腐蚀规律研究,并发明了电连接模拟海洋腐蚀试验装置与方法,建立了海洋环境腐蚀模拟装置。

国内外长期的海洋腐蚀研究结果表明,钢结构设施在海洋环境不同腐蚀区带其腐蚀速度有明显差别,其中,浪花飞溅区是钢结构设施腐蚀最为严重的区域。

主要的原因是,在浪花飞溅区,钢表面受到海水的周期性润湿,处于干湿交替状态,氧供应充分;加之阳光、风吹和海水环境等协同作用导致发生最严重的腐蚀。

一般情况下,钢在海洋大气中的平均腐蚀速率约为0.03-0.08mm/ a ;而浪花飞溅区为0.3-0.5 mm/ a 。

同一种钢,在浪花飞溅区的腐蚀速度可比海水全浸区中高出 3 ~1 o倍。

有关实验和调查结果表明,长期在外海暴露的长尺试件,浪花飞溅区的腐蚀速率最高可达 I mm/ a以上,而在低潮位以下一0 . 3 m全浸区的腐蚀速度仅为 0 . 1 ~O . 3 mm/ a 。

由此可见,钢结构设施在浪花飞溅区部位的腐蚀十分严重。

一旦在这个区域发生严重的局部腐蚀破坏,会使整座钢结构设施大大降低承载力,缩短使用寿命,影响安全生产,甚至导致设施提前报废。

当前,国内对于海洋钢铁设施大气区通常采用涂料保护,海水全浸区主要采用电化学保护,并且取得了较好的保护效果。

而在浪花飞溅区,通常使用的涂料,在海水冲击下容易发生鼓泡和剥落,局部腐蚀十分严重。

因此,发展长期有效的浪花飞溅区防腐蚀技术对保护海洋钢结构设施的安全运行具有极其重要的经济价值和社会意义。

针对目前浪花飞溅区腐蚀严重这一现状,中科院海洋研究所与有关科研单位合作,联合研究开发了浪花飞溅区的新型包覆防蚀(PTC)技术。

PTC技术采用了优良的缓蚀剂成分并采用了能隔绝氧气的密封技术。

PTC 新型包覆防蚀系统由四层紧密相连的保护层组成,即防蚀膏、防蚀带、聚乙烯泡沫和玻璃钢或者增强玻璃钢防蚀保护罩。

防蚀膏和防蚀带作为防腐蚀保护材料涂抹、缠绕在钢铁设施表面上;聚乙烯泡沫和玻璃钢或者增强玻璃钢防蚀保护罩作为外防护层包覆在钢铁设施外表面。

PTC技术中防蚀膏和防蚀带添加有抗腐蚀材料,具有优良的保护性、粘附性、与水和空气隔绝性,并且长期不会变质,可强力地粘附在钢铁设施表面达到长效的防腐蚀效果。

另外,用一个坚硬的固体玻璃钢保护罩保护防蚀带,可达到更好的保护效果。

实践证明,PTC是浪花飞溅区最具发展前景的钢铁设施保护技术。

具有如下特点:防腐蚀效果优异,有效防护效果达30年以上;施工方便,表面处理简单,可带水作业;可适用于任何形状结构物;具有良好密闭性和抗冲击性能,质量轻,对结构物几乎无附加载荷;绿色环保,无毒无污染。

目前,港口码头的防蚀普遍采用复盖层与阴极保护联台的方法,也可将两者分开.复盖层保护钢桩平均低潮位线以上部位,而阴极保护用于保护水下部位。

就阴极保护而言,以前采用外加电流系统为多,从2O世纪80年代以来采用铝台金牺牲阳极保护的港口码头数量日益增多。

究竞选用何种阴极保护方法,主要受以下几方面因素制约:(1)保护系统的可靠性;(2)相邻结构的影响;(.3)保护电流需要量;(4)被保护结构的复杂性;(5)结构设计使用寿命;(5)被保护结构所处的环境条件等。

从保护系统的可靠性、对相邻结构的影响、被保护结构的复杂性等因素来看,应首选牺牲阳极系统;从保护电流需要量来看,需要较大保护电流的大型码头应采用外加电流系统,而只需较小保护电流的小型和中型码头宜采用牺牲阳极系统阴极保护系统在被保护结构设计使用寿命期间应能正常工作,因此对于要求工作30a以上的钢结构码头来说,最好采用外加电流系统或混合系统另外,在淡水或海淡水交替条件下码头保护主要采用外加电流系统。

近年来,对大型港口码头愈来愈多地采用牺牲阳极和外加电流的共同作用来实施保护先主要利用外加电流系统提供的初始大电流使码头迅速极化到保护电位范围,然后停止或减小外加电流,主要利用铝台金牺牲阳极向码头提供较小的维持电流,充分发挥牺牲阳极安全、可靠、无需管理的优点使其长期运行。

这种混合系统既提高了保护效果,又减小了牺牲阳极的用量。

目前也有部分港口设施采用双阳极· (dualnode)或复合阳极“一(Composite anode)对大型结构物进行阴极保护。

职阳极实际上是一个阳极组,在一根阳极固定架上固定有镁阳极和铝阳极,在结构极化初期.镁阳极输出高电流,使其迅速极化,待镁阳极消耗掉后,铝阳极输出的电流维持结构的保护电位复合阳极则是在铝合金或锌合金阳极上铸造包覆一定厚度的镁合金阳极,这样也能起到与双阳极同样的作用据估算,采用上述起始大电流方法,可减少阳极用量30 %以上。

专家课题组结合海洋工程实践,针对海洋腐蚀的分区特点做了海洋平台导管架钢桩实物试验和海水管道的工程应用,通过室内和外海试验,电化学测试等腐蚀筛选试验,并对腐蚀机理进行探索研究,最后从工艺、材料(合金线材)及现场应用和工程项目考核(如船舶,钻井平台等),得出在海上各种区域环境条件下的金属与有机复合覆盖层的最佳方案,并广泛应用于海上工程,为海洋钢铁设施防护开辟一条新路径。

该技术综合了有机涂层和阴极保护两种防腐措施的优点,大大延长了海洋钢铁构造物的服役寿命,是一种新型的海洋防腐技术,研究总体上达到国际先进水平。

牺牲阳极可以非常有效地防止处于海水中的钢铁构筑物(如船舶、浮标、钢桩码头、石油平台)遭受腐蚀。

它具有使用简单,不需要外界电源及设备,不需要日常的管理和经常性的维护等优点,已越来越多广泛地被采用。

以前我国船舶上主要采用锌阳极,近年来国内也相继开发了铝阳极。

与锌阳极相比,铝阳极具有重量轻、单位重量放电量大(约为Zn的3倍)、阳极电位负、资源丰富、价格便宜等优点,因此用铝阳极取代替锌阳极,具有很大的经济效益。

自1975年以来,他们开展了铝阳极的研究工作,曾研制了Al-Zn-In-Cd系阳极。

考虑到Cd的毒性及对环境造成污染的问题,又进行了不含Cd的其他新型阳极的研究。

研制的“PM-1型和PM-2型腐蚀状态自动跟踪扫描系统”,为阴极保护的参数设计提供了重要的依据,作为一种新型的海洋腐蚀监测技术,已被广泛地应用在船舶、浮标、钢桩码头、石油平台的腐蚀防护。

目前已在胜利油田CB11B平台井组和CB251B井组现场应用,并正在向该海域其它平台推广。

针对沿海城市许多工厂的热交换器大多采用海水冷却,冷凝塔腐蚀严重的现状,他们在国内首次采用了牺牲阳极和牺牲阴极保护技术对海上浮标、钢浮筏、海水管道进行了成功的保护,并对牺牲阳极输出电流公式进了修正。

外加电流混合阴极保护技术,使保护率达90%以上,大大延长了冷凝塔的服役寿命。

随着海洋经济的飞速发展,我国渤海、黄海、南海及胜利油田先后建造了大量的石油、天然气开发平台,渤海在未来5年内将建设50余座海上平台,1100口生产井,原油产量将突破2000万吨。

这些平台,大部分是用钢铁作为主要材料制作的。

但由于钢铁材料在海洋环境中极易被腐蚀,使用寿命受到严重影响,从而造成资源、材料和能源的巨大浪费,不但成为成为灾害性事故的隐患,还有可能因为管线设备的破裂,造成更为严重的海洋环境污染,甚至造成人身伤亡和更大的经济损失。

因此,海上石油、油气田等的石油平台、输送管线等海洋钢铁设施的腐蚀及其检测问题成为科学界和石油界关注的热点。

相关文档
最新文档