海洋钻井平台防腐涂装方案(锌加系统)

海洋钻井平台防腐涂装方案

（锌加系统）

锌加应用在海洋钻井平台防腐涂装方案

一. 普通平台防腐涂料

海洋钻井平台采用的有机涂料防腐方法海上钻井平台涂料，在品种与长效船舶涂料有很多类似之处，海洋平台涂料保护的具体要求是：涂料与钢材表面及各道涂料之间有良好附着力，老化性能好，耐盐雾性能好，耐海水性能好，能形成适当弹性的涂层，满意的表面处理、油漆涂装和固化条件，以及能与阴极保护配套使用等。又海洋平台涂装面积大，一般海洋钻井平台在100000平方米以上，而且从维修的观点，要求涂料使用周期越长越好。涂装配套根据腐蚀部位海洋钻井平台可分三个部位：大气区、飞溅区和全浸区。

1．海洋平台大气区的涂料保护大气区是平台腐蚀较轻微的部位，比其他部位维修方便些，但比船舶与岸边的结构还是困难得多。所选用的涂料品种亦采用高性能的。一般的涂装配套是：道数涂层干膜厚度涂层结构1 无机锌底漆75μm 2 冷固化环氧中间漆200μm 2 丙烯酸聚氨酯面漆60μm

合计5 /335μm

2．海洋平台飞溅区的涂料保护飞溅区是海洋平台结构腐蚀最严重的区域，它经受海洋大气与海水浸渍的交替作用，海浪与冰块的冲击，锚链和水面飘浮物体的磨损，以及其它工作辅助船停靠的碰撞与摩擦。而且飞溅区在维修时表面处理进行喷砂与涂装非常困难，因此平台飞溅区的涂装设计必须考虑今后维修与涂装的方便，并适当地对钢材厚度增放一定的腐蚀余量，必须采用高性能涂料。一般的涂装配套是：道数涂层干膜厚度涂层结构1 无机锌硅酸盐底漆75μm 4 厚浆型环氧沥青涂料500μm 合计 5 /575μm

3．海洋平台全浸区的涂料保护海洋平台全浸区的腐蚀速度比大气区严重，但比飞溅区要轻得多。海洋平台全浸区一般采用阴极保护或涂料与阴极保护的联合保护，而很少单独采用涂料保护，原因是目前防锈、防污涂料使用期限最长为5－8年左右，不可能成为海洋平台永久性的保护涂层。一般涂装配套（外加牺牲阳极保护）是：道数涂层干膜厚度涂层结构1 无机锌底漆70μm 2 氯化橡胶防锈底漆100μm 2 防污漆200μm 合计5 /370μm

二. 锌加系统

海洋钻井平台采用的锌加防腐方法海洋钻井平台是海洋设施中既庞大又复杂的钢铁结构物，造价很大。一般平台要求使用期限为30－50年，并且又处于海洋恶劣环境，而且固定式平台不能象船舶一样进坞修理。因此防止海上钻井平台的腐蚀，对平台的使用与安全是一件十分重要的任务。目前海洋钻井平台钢结构常用的防腐方法是采用有机涂料配套系统（在全浸区一般采用阴极保护或涂料与阴极保护的联合保护），采用有机涂料配套系统虽然价格便宜但不能为海洋钻井平台钢结构提供长期防腐效果，同时将来维修困难，为了延长海洋钻井平台使用期限向业主和设计院推荐一种比利时ZINGAMETALL 公司生产的特殊镀锌系统产品——锌加镀锌系统。它具有以下优点：

1.锌加镀层具有优异的防腐性能锌加镀锌涂层干膜中含96％以上纯锌，产品中锌粉纯度高达

99.995%以上。根据英国BNF材料实验室认证：60mm锌加镀锌涂层在恶劣海洋大气环境下保护钢板12年以上不腐蚀，而在一般郊区大气环境下至少20年以上不腐蚀。锌加镀锌涂层不仅象热浸锌、热喷锌（铝）一样具有阴极保护作用。经国内外大量工程业绩证明，锌加镀锌涂层的防腐性能十分优异。比利时ZINGAMETALL公司花费200万美元对全球锌加产品用户做了国际投保。按锌加有关规定进

行施工，锌加涂层干膜厚度达到40mm以上可提供至少10年国际保险。2.锌加对表面处理要求较低锌加应用在具有热浸锌和旧漆膜钢结构表面进行防腐涂装维修时，可采用人工打磨方法，去除特旧漆膜和严重的锈斑，人工打磨至GB8923－88标准St2-3级，允许保留10％以下的轻度锈蚀面积。这是一般涂料和其他防腐方法所做不到的。用锌加对旧的热浸锌进行维修时，只需对严重锈蚀和锌层脱落部位进行人工打磨处理，这样可以保留大部分的镀锌层。在镀锌层表面涂装锌加即可。

3.锌加喷涂时无环境温度和相对湿度限制，涂装后二小时的锌加镀层亦不会被雨水冲刷掉。

4.施工方便锌加为单组分包装。不需要混合可直接使用，可采用刷涂、滚涂、浸涂，亦可采用空气喷涂和无气喷涂。锌加涂装可在车间涂装也可在现场涂装。不受场地限制。锌加干燥迅速，一般触干时间为5－10分钟。锌加产品的保质期不限可长期保存。

5.有利于环境保护锌加产品中不含甲苯、二甲苯、甲乙酮等有机溶剂，因此使用锌加安全、环保卫生。锌加涂层无毒无害，符合BS英国标准，甚至可以直接与饮用水接触。

6.有利于将来维修，大大节省费用当再次维修时，无需去除原有的锌加涂层，只需去除浮锈清洁干净后可涂装新的锌加涂层，新的锌加涂层会与旧的锌加涂层融合在一起形成一层，这就使得在任何时候业主都可以用最低的费用来进行维护修补。

四．锌加防腐寿命测算（锌加60mm）

1. 锌加阴极保护作用公式n=（G/g）×k 其中n：耐用年数G：锌层总附着量，其中1mm锌层涂布量约为7.2g/m2 g：年腐蚀量根据ISO12944标准，一般在海洋环境下钢结构锌层年腐蚀量为30g/m2；k：折减系数，一般锌加以0.8计7.2 g/m2×（60×96％）×0.8 n＝=11年30g/m2 2．环氧云铁中间漆、丙烯酸聚氨酯面漆的屏障保护作用：5年

3. 总防腐年限＝（锌加防腐年限A＋面漆防腐年限B）×2.0 ＝（11＋5）×2.0＝32年备注：此防腐寿命测算仅供参考

五．应用实例

锌加应用在海洋钻井平台的工程实例锌加在国外已应用多哥海上采矿平台，这两座大型海上采矿平台离岸1.6公里，每座重达325吨，建成2年后传送带及平台已严重锈蚀。1990年1月用锌加进行修复涂装，工程耗时15个月，计245,000工时，共用锌加230吨。该工程至今已历时近十年，未发现任何锈蚀（参见附件）。锌加在国内已应用在深圳蛇口海上钻井平台和东海平湖油田海上钻井平台的局部维修，此钢结构原来采用常规涂料进行防腐涂装，由于处于海洋恶劣环境，所以腐蚀非常严重，经

过3年后就出现了局部腐蚀，同时一些地方已脱落，业主综合考虑后决定采用锌加进行局部维修，工程分别于2000年10月和2000年底完工，至今未发现锈蚀，用户觉得十分满意。

六．成本比较

锌加与传统有机涂料的经济比较传统的防腐技术是在防护的钢结构表面涂装有机涂料，其只是提供一层屏障式保护易被破坏和出现剥落现象，所以其保护年限很短一般3－5年，因此虽然一次性投资较少但是其综合计价较高。如果采用新型的防腐技术产品－锌加镀锌涂层系统，其具有很强的阴极保护作用和可以作为良好的底层，所以其保护年限较长至少25－30年。这样可以给客户带来良好的综合经济效益。具体经济效益比较表如下：

1.综合计价按一次性投资与头10年保护年限计算综合计价，综合计价的计算式一次性投资额×维修

次数＋（一次性投资额）综合计价= 保护年限（10年）

2.这里有机涂料涂装采用国产涂料保护期设为3年，采用进口涂料保护期设为5年。

3.涂装有机涂料保护期到后需停工再次施工所造成的损失，按一次性投资加倍计算，是偏于保守考虑。

因为这里未考虑停工维修所造成的损失。

4.采用锌加镀锌涂层系统10年保护期内维修次数为零，采用国产涂料10年保护期内维修次数为3

次，采用进口涂料10年保护期内维修次数为2次。

5.根据经济效益比较表可以得出以下结论：

a)采用锌加＋面涂涂层系统与锌加镀锌涂层系统时表面处理要求较低，所以需要表面处理费用比

采用有机涂料低14％左右。

b)采用锌加＋面涂涂层系统的一次性投资额虽然略高于采用国产涂料和采用进口涂料的一次性

投资额，但是其综合计价远远低于采用国产涂料和采用进口涂料的综合计价，在头十年使用

期要降低6－15元/m2，10年后费用节省更多。

c)综上所述，采用采用锌加＋面涂涂层系统进行防腐涂装的一次性投资额是可行的，同时可以给

客户带来良好的综合经济效益。此经济效益比较分析便于保守，采用锌加＋面涂涂层系统与

锌加镀锌涂层系统的一般保护年限可以达到30年以上。

七、锌加系统资料

1. 什么是锌加涂膜镀锌：锌加涂膜镀锌是由纯度高于99.995%以原子化提炼的锌粉、溶剂和有机树脂三部分配制而成的单组份涂膜镀锌产品，锌加涂层干膜中的干膜含锌量高达96％，其综合了热浸镀锌及热喷涂锌（铝）和富锌涂料的优点，其保护原理类似热浸镀锌，具有双重保护：

?主动阴极保护-原子化提炼的锌粉

?屏障保护-锌盐层与粘接剂树脂

锌加涂层具有优良的柔韧性和很强的抗机械及磨损性能。在受热冲击（不同温度下的热胀冷缩）时，锌加也不会剥落从而为钢材基体提供永久防锈保护（单独使用可达50年以上）。

2. 锌加涂膜镀锌的保护原理：目前，热浸镀锌与热喷锌（铝）是常用的阴极保护技术，锌（铝）作为牺牲阳极，而使钢铁表面受到保护，即使当锌保护层有少许受损，锌层下的钢铁亦不会形成锈。但传统的镀锌技术很难现场应用，而锌加镀锌系统可以在现场或车间施工涂装。

另外，常规的富锌涂料因含锌量低阴极保护作用不强，它与普通涂料一样以屏障保护作用为主，涂料涂层可以在钢铁表面形成一道对空气中的水蒸气和氧气等的保护屏障。

锌加对钢铁保护有两种途径：

主动保护：阴极保护作用

锌加干膜含有96％以上的纯锌足以保证为钢板提供绝好的阴极保护。长达9500小时的盐雾实验证明：即使是在极其苛刻的侵蚀环境下，锌加仍能长效牺牲其本身而对钢铁表面形成保护，其保护原理类似于热浸镀，防腐蚀保护性却能优于热浸锌。

被动保护：屏障式保护作用

当锌加被氧化时，会在锌加表面缓慢产生一层锌盐层来提供屏障保护。接着，锌加中的粘结剂也提供一层附加的屏障保护，从而减缓了锌的氧化。所以锌加的防腐蚀性能远比由喷锌（铝）、热浸镀锌及其它富锌涂料的防腐蚀性能好很多。

因此，锌加有效地结合了热镀锌锌层的主动阴极保护和有机涂料的屏障保护，对钢铁具有长效的优异防腐保护性能。

3. 锌加涂膜镀锌的优点

1.具有双重的阴极保护性能和良好的屏蔽保护作用，盐雾试验达9500小时，防腐蚀性能优于热镀锌

和富锌漆。是取代热浸锌、热喷锌（铝）的最好材料。

2.可单独使用，作为重防腐蚀涂层，亦可以作为底涂与其他配套涂料组合，其综合防腐年限可提高

1.8～

2.5倍，达30～50年以上。

3.锌含量极高（干膜中含锌量达到96%以上），产品中不含任何铅、镉等重金属，不含甲苯、二甲苯、

一氯甲烷、甲乙酮等有机溶剂，锌加干膜涂层可与饮用水直接接触。

4.具有优异的附着力、柔韧性、耐冲击性能及足够的摩擦力。

5.使用温度范围宽容，可在－80℃～＋150℃条件下使用。

6.具有良好耐磨性、耐油性、耐水性。

7.常温干燥，只需很短的时间即能搬运、堆放。

8.对环境的容忍性很好，可在潮湿的钢铁表面进行涂装。

9.对钢材表面预处理要求不高，新钢材表面一般喷砂至Sa2.5级即可，旧钢材表面一般打磨至St2级

即可,允许涂装在轻度锈蚀的表面上。

10.施工方便，可以刷涂、喷涂、浸涂或静电喷涂；可在车间涂装，也可在室外工地现场涂装。

11.具有独特的镀层重融性，新旧锌加涂层在涂覆后可互相融为一体。

12.复涂性好，可用于旧热浸锌的维修和更新。

13.与多种涂料有极好的配套性（除酸醇类油漆外）。

14.具有极好的耐混凝土腐蚀性能，用于加强钢筋的防腐蚀涂装基本不影响钢筋与混凝土的握裹力。

15.具有优异的抗静电性能，其体积电阻为 4.4 ×105Ωcm ，可用于防静电涂层。

4. 锌加与普通富锌漆的比较：锌加涂膜镀锌可以提供主动的阴极保护，而普通富锌漆不能，因为只有干膜含锌量达到92％也是的高含锌富锌涂料才能具有真正的阴极保护，普通富锌漆上出现轻微划痕就会产生锈蚀，随后会锈蚀蔓延产生大面积锈蚀，而锌加上出现刮痕不会产生锈蚀（即使刮痕达到0.5cm 宽度）。因为普通富锌漆仅提供被动的屏障保护，在长时间日晒雨淋和紫外线照射下会老化和粉化产生微小裂缝，从而涂层上产生孔隙、起壳、起泡、龟裂等缺陷，最终将导致涂层剥落从而失去屏障保护。所以锌加的防腐性能是普通富锌漆5～6倍。

5.锌加涂膜镀锌与热镀锌比较：与普通富锌漆相比，热浸镀锌的镀锌层本身就是金属涂层，因此其与金属一样具有屈服弹性，这样在机械冲击下不易产生镀锌层脱落，且出现刮痕基层也不会产生锈蚀，所以热浸镀锌是锌加的一个有力的竞争对手。但是热浸镀锌具有严重的缺点即其涂装工艺复杂，对旧的热镀锌钢结构不能进行重新热镀锌维护（除非拆除），这样增加了相当大的将来维护成本，同时热镀锌需要在高温420℃下进行浸涂是个危险的生产过程且不环保，而锌加就不存在这些严重缺点。

比利时ZINGAMETALL公司的2X60μm满足NORSOK M501的NO.7的要求。