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海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)在浪濺區(qū)的腐蝕

2024-02-18 16:16     來(lái)源:海洋石油裝備與材料     海上作業(yè)平臺(tái)海洋防腐海工平臺(tái)導(dǎo)管架

海洋浪濺區(qū)指平均高潮線以上海浪飛濺所能濕潤(rùn)的區(qū)段,位于此區(qū)域的部分導(dǎo)管架是海洋平臺(tái)腐蝕最嚴(yán)重的部位。由于經(jīng)常成潮濕表面,表面供氧充足,無(wú)海生物污損,長(zhǎng)時(shí)間潤(rùn)濕表面與短時(shí)間干燥表面的交替作用和浪花沖刷,造成物理與電化學(xué)為主的腐蝕破壞。此外,海水中的氣泡對(duì)鋼表面的保護(hù)膜及涂層來(lái)說(shuō)具有較大的破壞性,漆膜在浪花飛濺區(qū)通常老化得更快。對(duì)鋼鐵構(gòu)筑物來(lái)說(shuō),浪濺區(qū)是所有海洋環(huán)境中腐蝕最為嚴(yán)重的部位。一般情況下,鋼在浪花飛濺區(qū)的腐蝕速率為0.3-0.5mm/a,有關(guān)實(shí)驗(yàn)和調(diào)查結(jié)果表明,長(zhǎng)期在外海暴露的長(zhǎng)尺試件,浪花飛濺區(qū)的腐蝕速率最高可達(dá)1mm/a。 一旦在這個(gè)區(qū)域發(fā)生嚴(yán)重的局部腐蝕破壞,會(huì)使整座鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施大大降低承載力,縮短使用壽命,影響安全生產(chǎn),甚至導(dǎo)致設(shè)施提前報(bào)廢。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)在浪花飛濺區(qū)通常使用的涂料,在海水沖擊下容易發(fā)生鼓泡和剝落,局部腐蝕十分嚴(yán)重。

目前,中科院海洋研究所與有關(guān)科研單位合作,聯(lián)合研究開(kāi)發(fā)了浪花飛濺區(qū)的新型包覆防蝕(PTC)技術(shù)。PTC技術(shù)采用了優(yōu)良的緩蝕劑成分并采用了能隔絕氧氣的密封技術(shù)。PTC新型包覆防蝕系統(tǒng)由四層緊密相連的保護(hù)層組成,即防蝕膏、防蝕帶、聚乙遙泡沫和玻璃鋼或者增強(qiáng)玻璃鋼防蝕保護(hù)罩。防蝕膏和防蝕帶作為防腐蝕保護(hù)材料涂抹、纏繞在鋼鐵設(shè)施表面上;聚乙烯泡沫和玻璃鋼或者增強(qiáng)玻璃鋼防蝕保護(hù)罩作為外防護(hù)層包覆在鋼鐵設(shè)施外表面。PTC技術(shù)中防蝕膏和防蝕帶添加有抗腐蝕材料,具有優(yōu)良的保護(hù)性、黏附性、與水和空氣隔絕性,并且長(zhǎng)期不會(huì)變質(zhì),可強(qiáng)力地黏附在鋼鐵設(shè)施表面達(dá)到長(zhǎng)效的防腐蝕效果。另外,用一個(gè)堅(jiān)硬的固體玻璃鋼保護(hù)罩保護(hù)防蝕帶,可達(dá)到更好的保護(hù)效果。實(shí)踐證明,PTC是浪花飛濺區(qū)最具發(fā)展前景的鋼鐵設(shè)施保護(hù)技術(shù)。

此外,金屬與有機(jī)復(fù)合覆蓋層也可以廣泛應(yīng)用于海上工程,該技術(shù)綜合了有機(jī)涂層和陰極保護(hù)兩種防腐措施的優(yōu)點(diǎn),大大延長(zhǎng)了海洋鋼鐵構(gòu)造物的服役壽命,是一種新型的海洋防屬技術(shù),研究總體上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。犧牲陽(yáng)極可以非常有效地防止處于海水中的鋼鐵構(gòu)筑物(如船舶、浮標(biāo)、鋼樁碼頭、石油平臺(tái))遭受腐蝕。以前我國(guó)船舶上主要采用鋅陽(yáng)極。近年來(lái)國(guó)內(nèi)也相繼開(kāi)發(fā)了鋁陽(yáng)極,如Al-Zn-In-Cd系陽(yáng)極??紤]到Cd的毒性及對(duì)環(huán)境造成污染的問(wèn)題,又進(jìn)行了不含Cd的其他新型陽(yáng)極的研究。

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