石油工程學院海洋工程系第二章海洋平臺建造工藝第四節海洋平臺防腐施工工藝石油工程學院海洋工程系§2-4海洋平臺防腐施工工藝海洋是一個嚴酷的腐蝕環境，在油氣田的開發消費中，以鋼鐵為主要構造的海上鉆井平臺、采油平臺等各種工藝設備隨時都面臨著腐蝕的危害。在對鋼構造進展腐蝕維護時，應該了解資料所處的腐蝕環境及呵斥腐蝕的主要要素，以便采取相應的維護措施。本章主要引見平臺的導管架、上部組塊的鋼外表處置、防腐涂層的施工、檢驗，陰極維護施工及平安環保等。一、概述石油工程學院海洋工程系大氣區飛濺區潮差區全侵區海底泥層區海洋平臺在不同的海洋環境下，腐蝕行為和腐蝕特點會有比較大的差別。其中飛濺區腐蝕最為嚴重，其腐蝕速度是海底是全浸區的3~5倍。要對海洋平臺構造在海洋環境中腐蝕區域的腐蝕情況進展分析和界定，才干針對性地提出有效的維護措施。§2-4海洋平臺防腐施工工藝石油工程學院海洋工程系——海洋大氣區：平臺構造完全在大氣中的部分。海洋大氣區海鹽粒子使腐蝕加快，枯燥外表與含鹽的濕膜交替變換構成物理、化學和電化學作用影響金屬腐蝕，遭到的腐蝕是陸地的數倍。尤其是甲板下部，長期處于潮濕地帶，是該區腐蝕最為嚴重的地方。——飛濺區和潮差區：平臺在潮汐和波浪作用下干濕交替的區間。是在海洋環境中腐蝕最嚴重的部位。由于經常成潮濕外表，又與空氣接觸，外表供氧充足。長時間潤濕外表與短時間枯燥外表的交替作用和浪花沖刷，呵斥物理與電化學為主的腐蝕破壞，且破壞最大。1、海洋鋼構造腐蝕規律§2-4海洋平臺防腐施工工藝石油工程學院海洋工程系1、海洋鋼構造腐蝕規律——海水全浸區：平臺在飛濺區以下泥土中以上部分。在海水全浸區的腐蝕中，淺海腐蝕能夠比海洋大氣中更迅速，深海區的氧含量往往比表層低得多，水溫近于OoC，腐蝕較輕。——海底泥土區：平臺完全插入海底泥土中部分。存在硫酸鹽和復原菌等細菌，海底堆積物的來源及特征不一。這個區域平臺受海水影響少，且溫度低，腐蝕程度小，只是在海流作用交界處有一定腐蝕。§2-4海洋平臺防腐施工工藝石油工程學院海洋工程系1、海洋鋼構造防腐系統防腐系統應根據平臺的環境條件、構造部位、運用年限、施工和維護的能夠以及技術經濟效果等要素確定。——大氣區的平臺構造及有關設備外外表，應采用涂層維護；構造外形復雜，難于采用涂層維護時，可采用鍍層維護。——飛濺區的平臺構造，應采用經CCS贊同的特種防腐系統〔涂層、包覆層，添加腐蝕裕量等〕加以維護。——全浸區的平臺構造，應采用陰極維護，也可同時采用陰極維護和涂層維護。§2-4海洋平臺防腐施工工藝石油工程學院海洋工程系2、防腐施工設計的主要內容——導管架涂裝程序——上部組塊涂裝程序——涂裝工藝方案——導管架陽極制造程序——陽極施工工藝——導管架陽極分布圖

§2-4海洋平臺防腐施工工藝石油工程學院海洋工程系3、防腐工藝設計根據

1、工程根底設計文件如平臺所在海域的自然氣候條件，基體資料性質，涂裝范圍，涂裝面和非涂裝面的劃分等2、平臺設計運用壽命涂層設計耐久年限，維修維護的要求等；3、構造所處的效力環境設備管線的工藝介質、溫度、流速等工藝操作條件和運用環境；4、適用的國際或國家規范主要有：ISO-12944，NACESP0108-2021，NACERP0176-2003，NORSOKM501-2004等；5、國家或地域平安環保法令法規文件；6、業主涂裝規格書和涂料廠家提供的涂料產品技術數據手冊

§2-4海洋平臺防腐施工工藝石油工程學院海洋工程系1、涂料與涂層的技術要求

〔1〕、涂料與涂層——具有流動性、分散性、能成膜的具有一定附著力的有機或無機液體狀物質稱為涂料，將涂料涂敷在物體外表，枯燥后構成涂膜，叫涂層，普通干膜厚度在1000m以下。〔2〕、涂料特性：——一定程度的防水、防濕氣、耐沖擊、耐摩擦、附著性能、一定的耐化學性、一定的維護作用、裝飾作用。平臺防腐涂裝施工普通需求較附著的工藝和特涂設備。〔3〕、重防腐涂料：——是指可以運用于苛刻腐蝕環境下長效防護的一類高性能防腐蝕涂料。按照國際規范，防腐壽命大于15年的涂層系統運用于海洋石油平臺。§2-4海洋平臺防腐施工工藝二、涂裝工藝石油工程學院海洋工程系

〔4〕、涂料種類：底漆：平臺構造用的底漆可為富鋅底漆、磷化底漆或高性能防銹底漆。富鋅底漆要求是含高比例鋅粉的涂料，同時要求與基材附著力強。富鋅底漆作用之一是起陰極維護，另外當涂層中有破壞或不延續時，鋅粉可以起犧牲陽極作用而維護基材。富鋅底漆普通采用無機富鋅底漆、環氧富鋅底漆等。§2-4海洋平臺防腐施工工藝1、涂料與涂層的技術要求石油工程學院海洋工程系〔4〕、涂料種類：中間漆：中間漆要求綜合防腐才干強，中間漆的特點是含高效的防銹資料或防浸透資料，如顆粒狀或鱗片狀鋅粉、玻璃鱗片、不銹鋼鱗片、納米級的鈦粉等為主的屏蔽型和陰極維護型涂料及各種新型緩蝕型涂料等等。§2-4海洋平臺防腐施工工藝1、涂料與涂層的技術要求石油工程學院海洋工程系〔4〕、涂料種類：面漆：面漆的作用是為底漆和中間漆提供一個維護層，減緩和限制水氣、氧及化學活性離子的滲入。還要求有抗沖擊性、抗老化性和抗溶性等。大氣區平臺構造或設備用的面漆可為環氧樹脂、氯化橡膠、乙烯樹脂、聚氯酯或丙烯酸樹脂涂料；飛濺區或全浸區構造用的面漆可為氯化橡膠、環氧樹脂或環氧瀝青涂料。§2-4海洋平臺防腐施工工藝1、涂料與涂層的技術要求二、涂裝工藝石油工程學院海洋工程系2、涂裝系統

〔1〕、重防腐涂裝系統：——是指能運用于苛刻環境下長效防腐的一類高性能防腐蝕涂裝系統。〔2〕、海洋石油平臺重防腐涂裝系統的選擇：1〕經濟性：經濟適用且總體經濟效果優越2〕施工性：施工性能好，配套性能好，工藝不復雜且能滿足要求。3〕耐腐蝕性和耐化學性：滿足防腐壽命15年的要求。4〕物理性能：耐氣候性好、耐水性好、耐老化，在水中能防污，火災危險區防火，在罐內耐油、耐溫、耐壓、耐酸堿鹽等5〕抗冰性：在北方海區能抗冰的沖擊和磨損，6〕抗剝離性:飛濺區和海水區涂裝系統滿足國際規范7〕美觀性：具有光滑亮堂的海上平安色8〕環保性：涂料不含鉛。§2-4海洋平臺防腐施工工藝二、涂裝工藝石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝2、涂裝系統

〔3〕、涂裝體系設計：——是根據不同材質所處的腐蝕環境確定腐蝕類型和腐蝕等級；——根據要求的防腐壽命確定防腐蝕的級別；——按照相應的技術要求和產品資料確定所選用的涂裝體系及其產品；涂裝體系的根本要素：——金屬構造稱號、材質——所在的效力區域——操作效力溫度——保溫與否——外表處置的要求——涂料體系〔涂料類型、涂裝道數、涂層厚度等〕§2-4海洋平臺防腐施工工藝二、涂裝工藝石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝3、涂裝外表處置

〔1〕、概述黑色金屬、有色金屬，在其外表進展防腐涂裝之前，都必需對其外表進展預處置，去除外表的水分、油污、塵垢、外來雜質、鐵銹和氧化皮，以確保界面黏結，這個過程至關重要。

因素分類影響質量的程度%因素分類影響質量的程度%表面處理質量差涂層厚度不夠涂裝工藝質量差48.816.415.0環境條件的影響涂裝材料選擇不當其它因素7.94.57.4各種要素對涂層質量的影響結論：外表清理的質量是影響涂層質量的主要要素。§2-4海洋平臺防腐施工工藝二、涂裝工藝石油工程學院海洋工程系

3、涂裝外表處置〔2〕、金屬外表特性——清潔度鋼鐵外表經常有一層鐵銹或氧化皮，且常被油污、焊接附著物、可溶性鹽、水等污染，影響涂襯粘結。——孔隙度基體外表存在通底或不通底的細孔。粘結劑可以經過毛細孔作用深化到孔內，起到鑲嵌作用。——粗糙度粗糙度反映了固體外表的粗糙程度，適當地將外表粗化，可提高粘結強度，但過分粗化反而會降低粘結強度。§2-4海洋平臺防腐施工工藝二、涂裝工藝石油工程學院海洋工程系

3、涂裝外表處置〔3〕、鐵銹的生成與危害鋼鐵在大氣中的腐蝕，普通是一個電化學過程，最終腐蝕產物是鐵銹，主要成分是氧化鐵，分子式為Fe2O3-H2O,此外，鐵銹還含有大氣污染物與鋼鐵反響的多種生成物，如FeSO4.在高溫軋制或熱加工過程中，鋼鐵外表會生成一層氧化膜，稱為黑銹或軋制氧化皮，相對于普通鐵銹而言，它灰黑發亮而結實完好的外表對鋼鐵外表有一定的維護作用。但是，軋制氧化皮有許多肉眼無法覺察的的縫隙，這些縫隙將成為腐蝕源。因此，軋制氧化皮看起來灰黑完好，但在涂裝前應徹底去除。二、涂裝工藝§2-4海洋平臺防腐施工工藝石油工程學院海洋工程系

3、涂裝外表處置〔4〕、外表除銹的方法按除銹順序：一次除銹，二次除銹按工藝階段：車間除銹，整體除銹按除銹方式：放射除銹，動力工具除銹，酸洗除銹等放射除銹是一種除銹最徹底、效率最高且能實現自動流水線作業的先進除銹方法。放射除銹常用的有拋丸、噴丸、噴砂和真空放射等方法。§2-4海洋平臺防腐施工工藝二、涂裝工藝石油工程學院海洋工程系

3、涂裝外表處置〔5〕、鋼材外表除銹驗收準那么為了判別銹蝕程度與質量等級，普通將鋼材的各種外表形狀和除銹質量等級用彩色照片清楚地對照闡明。外表處置規范<鋼材外表銹蝕等級和除銹等級>，ISO8501在國際上運用較多，還有瑞典規范SIS055900，國家規范GB8923-88等。1〕鋼材的銹蝕等級分為A,B,C,D四級。規范用照片表示銹蝕等級，按銹蝕程度不同依次陳列。A較輕，D銹蝕最為嚴重。§2-4海洋平臺防腐施工工藝鋼材的銹蝕等級A：鋼外表完全被氧化皮所覆蓋，而即使有銹也極少B：鋼外表開場生銹，由此氧化皮進而開場片落C：鋼外表上氧化皮已銹落掉，然而可以用肉眼看到極少的點蝕。D：鋼外表上氧化皮已銹落掉，肉眼可見到相當量的點蝕。石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

〔5〕、鋼材外表除銹驗收準那么2〕鋼材外表的除銹等級也即清潔度，根據瑞典76年制定的規范“SIS055900)為國際慣常通用規范。“Sa-〞〔即放射除銹法〕，它分為四個等級，3、涂裝外表處置金屬外表清理等級-D類銹蝕清理后等級Sa1級——工件外表應不可見油污、油脂、殘留氧化皮、銹斑、和殘留油漆等污物。也叫清掃級。Sa2級——和Sa1級要求一樣，外表疵點限定為不超越每平方米外表的33%，可包括細微陰影；也叫商品清理級。Sa2.5級——是工業上普遍運用的并可以作為驗收技術要求及規范的級別。與Sa2要求前半部一樣，但疵點限定為不超越每平方米外表的5%，也叫近白清理級。Sa3級——是工業上的最高處置級別，也叫做白色清理級。Sa3級處置的技術規范：與Sa2.5級一樣但5%的陰影、疵點、銹蝕等都不存在了。石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

(6)、海洋鋼構造涂裝碳鋼外表處置普通要求：——清潔度不低于ISO8501-1Sa2.5級〔對于設備內涂層、飛濺區和全浸區的外表其清潔度的要求Sa3級〕，——粗糙度為ISO8503G〔50μm-85μm，Ry5〕，不銹鋼外表用非金屬磨料掃砂獲得清潔粗糙的外表，粗糙度大約在25μm-45μm；——外表鹽份的含量不超越20-50mg/m2NaCl；——外表塵埃清潔級別在ISO8502-3的2級以上。3、涂裝外表處置石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝四、海洋石油平臺涂裝體系

1、A組涂裝系統1〕普通碳鋼構造：區域：在海平面以上，除防滑任務甲板、熱浸鋅、電鍍部分之外的一切鋼構造外表〔環境溫度93oC〕——該區域典型的涂裝體系為：環氧富鋅底漆〔50-75〕環氧云鐵中間漆〔125-175〕聚氨酯面漆〔50-75〕，涂層總厚度200-300μm；〔-50℃—120℃〕石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

2)防滑任務甲板：甲板行走區域、逃生通道區域和裝卸甲板區域須滿足耐磨防滑抗沖擊的要求甲板漆的涂裝：普統統過添加防滑骨料獲得防滑效果其典型的涂裝體系為：——富鋅底漆〔50-75〕+高固體份環氧漆〔200-300〕+環氧甲板防滑漆〔200-300〕，涂層總厚度450-675μm；富鋅底漆具有更好的陰極維護功能，環氧富鋅具有更加良好的施工性能四、海洋石油平臺涂裝體系1、A組涂裝系統石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

四、海洋石油平臺涂裝體系1、A組涂裝系統3〕海洋飛濺區：由于該區域年年處于干濕交替的形狀，又經受海浪的沖刷和海生物的腐蝕，所以該區域為腐蝕最嚴重的區域。其典型的涂裝體系為：——環氧玻璃鱗片〔450-550〕+環氧玻璃鱗片〔450-550〕，涂層總厚度900-1100μm；由于富鋅底漆的電化學導電性，在飛濺區涂層體系中不運用它作底漆4〕直升機平臺環氧玻璃鱗片防滑底漆〔250-300〕+環氧玻璃鱗片防滑面漆〔250-300〕石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

四、海洋石油平臺涂裝體系2、B組涂裝系統區域：一切的工藝管線、容器、管匯、泵和其他設備的鋼、不銹鋼、鋁的外外表。〔1〕不銹鋼構造：——海洋平臺上一切不銹鋼儲罐、管線、閥門、儀表控制盤、儀表空氣管線等其典型的涂裝體系為：——環氧底漆〔150-200〕+聚氨酯面漆〔50-75〕，涂層總厚度300-400μm；〔-50℃—120℃〕不銹鋼的外表涂裝不允許帶有其它雜質金屬元素的涂料和含氯涂料，所以不能運用富鋅涂料作為防護底漆，也不能運用氯化橡膠和氯化聚乙烯之類的涂料，而采用環氧涂料進展防腐處置。石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

2〕高溫區域——保溫或不保溫碳鋼構造，部位：操作溫度〔150℃—450℃〕的工藝管線、容器、管匯等：其典型的涂裝體系為：——無機富鋅底漆〔50-75〕+硅樹酯面漆〔25-50〕+硅樹酯面漆〔25-50〕，涂層總厚度100-175μm；不同的涂料供應商消費的高溫涂料的性能會有所不同，在高溫環境中涂料受熱應力的影響很大，假設是驟冷驟熱那么更有能夠導致涂層的零落。對于200℃以上的高溫環境，應盡能夠采用無機富鋅涂料作底漆，這是由于它比普通的耐高溫鋁粉涂料具有更佳的底材附著力，在配適宜宜的高溫面漆的情況下，無機富鋅體系最高耐受溫度可達540℃。四、海洋石油平臺涂裝體系2、B組涂裝系統石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

四、海洋石油平臺涂裝體系A,B兩組涂裝系統均應符合以下三點要求：——一種涂層與上一層涂層顏色上要有差別——一切面漆均應為國際橙色和黃色。——一切枯燥、固化、敷涂時間應遵守規格書要求。石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

這個區域普通采用陰極維護外加防腐涂層的方法，如：高固體份環氧〔150-200〕+高固體份環氧〔150-200〕，涂層總厚度300-400μm；該區域涂料必需經過耐陰極剝離實驗合格。四、海洋石油平臺涂裝體系3、C組涂裝系統區域：圖紙中注明的一切完全沉沒水下的鋼構造和設備〔全浸區〕石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

C組涂裝系統均應符合以下要求：——一種涂層與上一層涂層顏色上要有差別——一切面漆均應為淺灰色。——一切枯燥、固化、敷涂時間應遵守規格書要求。——一切沉沒水下的關系和設備需按以上闡明涂裝。3、C組涂裝系統石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

4、涂裝工藝〔1〕、涂裝預備：1)涂裝前應檢查所用涂料種類、型號、規格、儲存期限能否符合施工技術條件的規定；2)涂料普通不宜稀釋。需求稀釋時，所用稀釋劑的種類和用量應符合產品運用闡明書的規定；3)運用多組分涂料時，各組分的配比應符合產品運用闡明書的規定。配制好的涂料應在規定時間內用完。平臺的涂裝可采用高壓無氣噴涂，也可采用刷涂、滾涂、緊縮空氣噴涂等涂裝方式。石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

1〕、噴漆作業時，構件外表必需清潔，油漆混合均勻。對于枯燥而其灰塵的地面，必需澆水堅持濕度均勻。2〕、噴漆時的環境要求——6h內無雨、無霧、無大風——相對濕度小于85%——環境溫度大于5oC——外表溫度小于50oC〔2〕、涂裝施工：4、涂裝工藝石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

3〕、底漆應在外表處置之后盡快涂裝。各道涂層的涂裝間隔時間應符合產品運用闡明書的要求，以便既確保每道涂層有足夠的固化、枯燥時間，同時又保證層次間具有良好的附著力。4〕、每道涂層的干膜厚度及涂層干膜總厚度應按國家規范進展丈量。〔2〕、涂裝施工：4、涂裝工藝石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

五、海底管道防腐涂裝體系1、海底管道防腐涂層的要求海底管道是石油工業中常見的設備之一，在土壤、海泥和海水作用下常發生腐蝕，嚴重的腐蝕穿孔會呵斥油氣水的跑、滴、漏，不但呵斥直接經濟損失，而且可以引起爆炸、起火、污染環境。管道防腐的目的在于嚴查管道的運用壽命，確保平安消費。石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

五、海底管道防腐涂裝體系1、海底管道防腐涂層的要求在油氣田簡述中所運用的金屬管道，普通采用覆蓋層和陰極維護結合防腐。管道防腐覆蓋層應具有以下性質：〔1〕有良好的電絕緣性，覆蓋層的外表電阻不小于10000，耐擊穿電壓高。〔2〕覆蓋層應具有一定的耐陰極剝離強度的才干，并能長期堅持恒定的電阻率。〔3〕應具有一定的耐沖擊強度，以防止由于搬運和鋪設二呵斥的損傷。〔4〕應有良好的穩定性：耐水性好，吸水率小，耐老化，在介質中部零落，不蛻變、不溶脹；有足夠的耐熱性與耐低溫性。〔5〕覆蓋層的破損要易于修補。石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

2、聚乙烯防腐層聚乙烯防腐技術是目前國內海底管道防腐的主要技術體系之一，它具有防腐性能好、吸水率低、機械性能好，運用壽命可達30年以上。——兩層構造：膠黏劑〔底層〕+聚乙烯〔外層〕——三層構造：環氧涂料〔底層〕+膠黏劑〔中間層〕+聚乙烯〔外層〕石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

3、三層構造聚乙烯防腐涂層施工程序〔1〕鋼管外表預處置——鋼管在涂敷前，應先去除外表的油脂和污垢等附著物，然后對鋼管預熱，噴砂除銹，質量應滿足規范要求。——涂覆前已噴砂的外表粗糙度應在50~100m之間——噴砂后涂敷最大的時間間隔不能超越4小時。〔2〕鋼管加熱——涂覆前應采用無污染的熱源均勻第對鋼管進展感應加熱。——對鋼管的加熱可以保證粘合劑在其膠態時間內與底漆充分反響而涂敷在底漆上——用紅外溫度計檢查管道溫度，應分布均勻，并與預先設定的溫度一致。石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

3、三層構造聚乙烯防腐涂層施工程序〔3〕鋼管涂敷〔4〕涂層修復石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

3、三層構造聚乙烯防腐涂層施工程序〔5〕質量檢驗1〕預處置后的鋼管要逐根進展外表清潔度檢驗2〕防腐層外觀檢驗：采用目測法逐根檢驗，聚乙烯外表應平滑、無暗泡、無麻點、無皺褶、五裂紋，色澤均勻。3〕針孔檢漏：采用電火花漏點探測器檢測，無漏點為合格。4〕防腐層厚度檢驗：采用磁性測厚儀丈量鋼管圓周方向均勻分布的四個點的防腐層厚度，應滿足規范要求。5〕剝離強度抽查。石油工程學院海洋工程系§4-2涂裝工藝

防腐涂裝工藝的開展前景：科學合理的防腐涂裝設計是獲得良好涂層維護的前提和根底，但一個完好的涂裝體系決不僅僅是涂料種類的選用和涂層厚度的設計那么簡單，涂裝體系的設計必需結合業主要求、涂料廠家產品性能和施工要素等予以綜合的思索。同時，涂裝體系的設計也不是一成不變的，隨著涂料技術的開展，涂料產品將會更好的將產品性能、施工性能、平安環保性能和經濟適用性能等結合于一體。石油工程學院海洋工程系3、防腐工藝設計根據

1、工程根底設計文件如平臺所在海域的自然氣候條件，基體資料性質，涂裝范圍，涂裝面和非涂裝面的劃分等2、平臺設計運用壽命涂層設計耐久年限，維修維護的要求等；3、構造所處的效力環境設備管線的工藝介質、溫度、流速等工藝操作條件和運用環境；4、適用的國際或國家規范主要有：ISO-12944，NACESP0108-2021，NACERP0176-2003，NORSOKM501-2004等；5、國家或地域平安環保法令法規文件；6、業主涂裝規格書和涂料廠家提供的涂料產品技術數據手冊

§2-4海洋平臺防腐施工工藝石油工程學院海洋工程系§4-1概述4、涂層防腐工藝對環境和平安的影響

1、預處置作業場所的污染源——粉塵。2、涂裝作業場所的污染源——有機廢氣、固體漆霧粒子。3、涂料產品中的有害物質——溶劑、化學劑4、有機溶劑和有機粉塵爆炸的危險性。5、涂裝作業中的靜電危害6、涂裝作業中的噪聲污染綜上所述，涂裝作業中的勞動平安和工業衛生是一項突出的問題，需求引起注重，仔細采取防護措施。石油工程學院海洋工程系五、涂裝設計的根本要求

1、確定和選擇性價比最正確的涂料產品和配套體系。2、編寫并評審詳細的涂裝作業指點書3、明確涂裝人員、技術指點、施工監視人員的職責和任務范圍4、提出與涂裝相關人員的資歷要求。§2-4海洋平臺防腐施工工藝石油工程學院海洋工程系§4-3防腐鍍層工藝

一、防腐鍍層在海洋構造物中，還有一種常用的防腐蝕方法是鍍層防腐技術。這些用于延伸鋼鐵基體運用壽命的耐蝕性鍍層可以是純金屬鍍層、合金鍍層，也可以是金屬基復合鍍層，每一種鍍層都以其特有的方式維護基體金屬免遭腐蝕。雖然耐蝕性鍍層多種多樣，但是，從其作用機理上看，根據鍍層金屬在腐蝕性環境中與基體金屬之間的電化學關系，可以將其簡單地分為兩大類——陰極性鍍層和陽極性鍍層。石油工程學院海洋工程系§4-3防腐鍍層工藝

1、陰極性鍍層：對于鋼鐵基體金屬而言，陰極性鍍層〔如銅、錫、鎳鍍層等〕是以構成機械維護膜的方式將腐蝕性環境與基體金屬隔開，從而維護鋼鐵基體免遭腐蝕。但是，假設陰極性鍍層本身存在缺陷〔如孔隙、裂紋、磨損等〕，其維護作用就會顯著降低，甚至還有加速基體金屬腐蝕的能夠性。因此，鍍層的完好性及其在腐蝕性介質中的穩定性是決議其耐蝕性高低的關鍵要素。一、防腐鍍層鍍銅鍍鎳石油工程學院海洋工程系§4-3防腐鍍層工藝

2、陽極性鍍層：對于鋼鐵基體金屬而言，陽極性鍍層〔如鋅、鎘鍍層等〕是以機械維護或以犧牲本人維護基體〔本身優先腐蝕〕的雙重維護方式防止基體金屬發生腐蝕。當鍍層無缺陷時，鍍層對基體起機械維護作用；當鍍層有破損時，陽極性鍍層那么替代基體金屬優先發生陽極溶解、從而阻止或減緩基體金屬腐蝕的速率。因此，陽極性鍍層在腐蝕介質中的電化學特性、腐蝕產物的穩定性、致密性是決議其耐蝕性好壞的重要要素。一、防腐鍍層與陰極性鍍層不同，陽極性鍍層具有雙重維護基體金屬免遭腐蝕的才干。正由于如此，人們總是希望選用陽極性鍍層作為鋼鐵資料的維護層。對于鋼鐵資料而言，最常用的陽極性鍍層是鋅鍍層和鎘鍍層。石油工程學院海洋工程系§4-3防腐鍍層工藝

一、防腐鍍層鍍鋅管〔1〕鋅鍍層早在20世紀20年代，人們就開場運用氰化鍍鋅工藝或酸性鍍鋅工藝進展工業化鍍鋅消費。由于鍍鋅層本身是陽極性鍍層、經過鈍化處置的鍍鋅層具有更好的耐蝕性、鍍鋅消費本錢低廉等一系列優點，直到如今，鋼鐵鍍鋅依然是最常用的防止黑色金屬發生腐蝕的方法之一。鍍鋅板2、陽極性鍍層：石油工程學院海洋工程系§4-3防腐鍍層工藝

一、防腐鍍層〔2〕隔鍍層2、陽極性鍍層：在中性的大氣腐蝕環境中，雖然鍍鋅層對鋼鐵基體有較好的防腐蝕性能，但是在更為苛刻的腐蝕性環境中〔如海洋性大氣環境等〕服役的配備，人們傾向于選器具有更好耐蝕性的鎘鍍層作為鋼鐵基體的防腐蝕鍍層。鍍鎘層只能用在鋅鍍層不能滿足耐蝕要求、且不與人體或食物相接觸的場所〔鎘與鎘的化合物都是劇毒物質〕。鎘及其化合物昂貴的價錢也是鍍鎘工藝的運用范圍遭到限制的重要緣由之一。石油工程學院海洋工程系§4-3防腐鍍層工藝

一、防腐鍍層〔3〕鋅基合金鍍層為了研制出耐蝕性比鋅高，毒性比鎘小的無毒或低毒代鋅、代鎘鍍層，自20世紀80年代起，以鋅作為主要組成元素的鋅基合金電鍍工藝及其耐蝕性的研討方興未艾。結果闡明，作為陽極性防腐鍍層，鋅基合金鍍層有能夠成為最有希望的代鋅、代鎘鍍層，其中，鋅－鐵合金、鋅－鈷合金、鋅－鎳合金鍍層是研討最多的三類鋅基合金鍍層。2、陽極性鍍層：石油工程學院海洋工程系§4-3防腐鍍層工藝

二、鍍覆方法：①構造或設備外表的鍍覆可采用電鍍、熱浸鍍、熱噴鍍等方法。②鍍前外表處置、鍍覆中和鍍后處置應符合有關工藝技術條件的規定。③鍍層質量應符合CCS的規范檢驗。④接觸海水、水泥漿、鉆井泥漿等侵蝕性介質的平臺構造或設備外表，普通不宜采用鋅鍍層維護。如采用鋅鍍層維護，那么在鍍層外表應涂裝專門的底漆和面漆。石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

海洋平臺飛濺區以上運用涂裝或鍍層維護，是非常有效的維護方法。但對飛濺區以下，特別是全浸區的維護，就不那么平安可靠。如漆膜破損，會引起部分嚴重腐蝕和腐蝕疲勞。因此，全浸區普通不單獨運用涂料涂層維護。實際證明，涂裝加陰極電化學維護，才是完美的維護方法。海港工程鋼管樁構造陰極維護一、概述石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

一、概述根據金屬電化學維護原理，金屬在電解質溶液中，由于外表存在著電化學不均勻性，就會在金屬外表構成無數微電池，陽極部分不斷遭到腐蝕，陰極部分得到維護。假設對金屬通以直流電流，使其成為陰極，并供應大量電子使其陰極極化，當金屬極化電位負到金屬外表陽極的起始電位時，那么腐蝕即可停頓，金屬也就得到了完全維護。這種方法稱為陰極維護。海水是強電解質，平臺在海水中的腐蝕是電化學腐蝕，只需向平臺鋼構造供應直流電流，使之極化成為陰極，即可得到維護。1、陰極維護原理石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

一、概述2、陰極維護方法〔1〕外加電流維護法：

將要維護的鋼鐵設備作為陰極，另外用不溶性電極作為輔助陽極，兩者都放在電解質溶液里，接上外加直流電源．通電后，大量電子被強迫流向被維護的鋼鐵設備，使鋼鐵外表產生負電荷〔電子〕的積累，只需外加足夠強的電壓，金屬腐蝕而產生的原電池電流就不能被保送，因此防止了鋼鐵的腐蝕．石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

外加電流陰極維護系統的優缺陷：優點是：(1)電流電壓可調性好，可隨外界條件變化實現自動控制；(2，輸出功率大，可滿足金屬構造需求大功率維護的要求；(3)根據維護的需求，可隨時進展任務或停頓任務(4)輔助陽極維護半徑大，數量少；(5)分量較小。維護系統初始投資大，安裝較復雜，缺陷是〔1〕日常維護管理費用大；〔2〕陽極電纜和支架要嚴厲絕緣；〔3〕設備發生缺點，維護系統即停頓任務〔4〕易于引起雜散電流。石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

〔2〕、犧牲陽極維護法：犧牲陽極維護原理，是將電位較負的金屬(如鋅、鋁合金等)作為陽極，與被維護的金屬構造相銜接。當浸人電解質溶液時，由于它們之間的電位差，電位較負的金屬為陽極，由于陽極以離子形狀溶解，靠陽極資料溶解而產生的直流電，使受維護的構造被極化為陰極，而免遭腐蝕。石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

犧性陽極陰極維護系統，是由犧牲陽極、陰極〔被維護的構造)和電解液(海水)構成。陽級材科有鎂合金、鋅及鋅合金、鋁合金等。這些金屬可制成各種外形和尺寸，并以最高效率的電流分布，給構造提供充足的維護電流。〔2〕犧牲陽極維護法：石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

犧牲陽極維護法外加電流維護法石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

犧牲陽極陰極維護系統優缺陷——優點是：(1)維護系統不需外加電源，(2)不需特殊看管；(3)不易產少雜散電梳。——缺陷是：(1)功率小；(2)陽極有效作用半徑小；(3)所得到的電能本錢高；(1)電流輸出量受任務外表積大小的限制；(5)導線電阻和介質電阻對電流輸出量影響大；(6)犧性陽極的體積和分量均較大。石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

總結分析：普通小型平臺，采用犧牲陽極維護比較經濟，而大型導管架平臺，采用外加電流陰極維護比較好。近來研討和實驗闡明，采用兩種方法結合維護，已獲得良好效果。特別是在構造復雜、管節點處受遮蓋的地方得不到充分維護時，在外加電流系統中加裝犧牲陽極是個好方法。普通情況下，陰極維護的費用只占被維護金屬構造物造價的1%~3%，而構造物的運用壽命可以成倍甚至幾十倍地延伸。由于陰極維護具有設備簡單、施工方便、維護時間長等優點，近年來得到迅速的開展和廣泛的運用，是一項投資少、效果好、經濟效益顯著的適用技術。石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

1、腐蝕電位或自然電位——每種金屬浸在一定的介質中都有一定的電位，稱之為該金屬的腐蝕電位〔自然電位〕。——腐蝕電位可表示金屬失去電子的相對難易。腐蝕電位愈負愈容易失去電子。——失去電子的部位為陽極區。得到電子的部位為陰極區。——陽極區由于失去電子〔如，鐵原子失去電子而變成鐵離子溶入土壤〕遭到腐蝕，陰極區得到電子遭到維護。二、陰極維護參數影響自然電位要素：金屬構造的材質、外表情況和土質情況，含水量等要素不同而異石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

2、維護電位——最小維護電位：鋼鐵獲得完全維護時的絕對值最小的值。由實驗確定。——最大維護電位：維護電位的上限值，稱為最大維護電位。普通取被維護金屬外表的析氫電位。所謂析氫電位是指在陰極維護中，當陰極電位被極化負到一定程度時，溶液中的氫離子在陰極奪取電子而成為氫分子析出，這時的電位稱為析氫電位。析氫會使涂層起泡零落，也能夠使鋼材產生氫脆，所以陰極維護電位不能越過析氫電位。超越最大維護電位時稱為"過維護"。§4-4陰極維護施工

參比電極——為了對各種金屬的電極電位進展比較，必需有一個公共的參比電極。參比電極是一種在類似于丈量條件下恒定的電極，用來丈量其它電極的相對電位Cu/CuSO4參比電極Ag/AgCl參比電極Zn參比電極飽和硫酸銅參比電極電極，其電極電位具有良好的反復性和穩定性，構造簡單，在陰極維護領域中得到廣泛采用。石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

金屬參比電極銅/硫酸銅銀/氯化銀鋅在有氧環境中的鋼最小保護電位最大保護電位-0.85-1.10-0.80-1.15+0.250.00在無氧環境中的鋼最小保護電位最大保護電位-0.95-1.1-0.9-1.05+0.150.00超高強度鋼最小保護電位最大保護電位-0.85-1.10-0.80-0.95+0.25+0.10海洋工程鋼構造陰極維護電位石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

3、最小維護電流密度——使被維護的構造外表電位到達最小維護電位時，所需的維護電流密度值。——維護電流密度的大小，取決于環境，如海水的鹽度、氫溶解量、海流速度、金屬外表形狀、能否有涂層、陽極的分布、陰極堆積物等情況，都明顯地影響維護電流密度。——從渤海灣幾個平臺實踐實施的陰極維護系統來看，渤海海水中維護電流密度為0．065A/㎡，而在鹽泥中為0．020A／㎡——當有很好的涂料涂層時，維護電流密度在2—20mA／㎡的范圍內。石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

設計的主要義務①計算和決議陰極維護系統所需的維護電流、維護電位和所需功率②外加電流維護系統中供電系統設計。③設計陰極維護系統各零部件及安裝的構造。④犧牲陽極維護中陽極資料選擇，尺寸．數量的計算，并決議在構造中的布置⑤擬定陰極維護系統的運用管理方法。三、陰極維護系統設計石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

四、犧牲陽極維護法的設計與施工1、犧牲陽極資料①對犧牲陽極資料的要求：a．導電性能好，電流發生量大，在海水中自蝕最小，耗費速度慢，運用壽命長b．具有良好的機械性能和加工性能；c．分量輕，體積小，安裝方便；d．資料來源豐富，價錢廉價。②犧牲陽極的種類犧牲陽極最常用的有鎂合金、鋅和鋅合金以及鋁合金。三種犧牲陽極性能比較，如表所示。石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

陽極種類密度理論發生電量電極電位電流效率Zn7.40.82-1.0~-1.1~95Mg1.742.21~-1.6~50Al2.772.970.95~-1.1~80鎂、鋅、鋁合金犧牲陽極的性能由表可知，鎂陽極發生電流量大，分量輕，電位低，但電流效率低(自蝕量大)，因此耗費量也大，壽命短，運用中的海洋平臺無法改換，所以平臺上根本不用，主要運用鋅和鋁的合金陽極。鎂合金陽極石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工

鋅合金與鋁合金陽極相比較，鋅合金陽極分量大，本錢高；鋁合金的電流發生量大約是鋅合金的3．6倍，價錢廉價，資源豐富，因此目前廣泛運用鋁合金犧牲陽極。鋅合金犧牲陽極鐲式鋁合金犧牲陽極②犧牲陽極的種類犧牲陽極塊石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工③犧牲陽極幾何外形、尺寸和數量選取——影響犧牲陽極幾何外形和尺寸選擇的要素很多，如構造的外形、需求維護面積的大小、介質的電阻率、安裝難易、運用能否可靠、陽極發生電流量、運用年限等。——海上導管架常用的為圓形、方形或梯形截面條狀陽極，普通根據長度與分量比、外表積與分量比，選用不同大小的外形。每塊質量通常在50~200kg。板形陽極環形陽極長條形陽極石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工2、犧牲陽極系統維護設計平臺陰極維護所需的犧牲陽極總質量，應不小于按下式計算所得的值：式中I為總的維護電流(A)；r為維護年限(年)；Q為實踐電流容量(Ah／kg)；j為平安系數取1.1～1.2。平臺陰極維護所需的犧牲陽極數量N，應不小于下式計算所得的值：式中I為總的維護電流(A)；q為每塊陽極的發生電流(A／塊)。〔4)犧牲陽極壽命估算每塊犧牲陽極的運用年限，取決于陽極凈重、陽極的耗費率及在運用有效期內陽極平均電流發生量。L—陽極壽命，年W—陽極凈質量,kgu—利用系數，取決于剩余陽極資料不能輸出所需電流時耗費的陽極資料質量E—陽極耗費率〔鋁合金為3.5kg/A.年。鋅合金為11.2kg/A.年〕I—在壽命期間陽極平均電流輸出值陽極的布置普通是根據平臺各部位的實踐需求量均勻布置在構造物上石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工3、犧牲陽極的布置和安裝——陽極與平臺之間要有可靠的導電銜接,規定安裝間隔,在總體上做到平衡布置,以便到達所要求的維護電位;——陽極、陽極鐵心和其支架應具有足夠的銜接強度,以接受波浪、潮流、打樁就位時的施工載荷,——陽極體外表嚴禁沾染油污、涂裝油漆。——犧牲陽極可采用焊接法或螺栓固定法安裝，其中常用的安裝方式：1、掛板固定法2、掛鉤固定法3、角鋼固定法4、螺栓固定法石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工3、犧牲陽極的布置和安裝——為了重點維護構造節點，防止點蝕和焊縫熱影響區的腐蝕，陽極應距節點近些。——了改善電流分布，每個陽極都應安裝在至少離構造外表300mm的地方。假設陽極緊靠構件安裝，陽極反面應涂上絕緣屏蔽層。——假設陽極直接焊在平臺構造上，可在建造廠進展。對于懸掛式陽極，普通在平臺海上就位后再安裝。石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工五、外加電流維護法設計與施工

自動恒電位儀輔助陽極1、外加電流陰極維護系統的組成①輸出低壓直流電的電源一一自動恒電位儀②用來排出陽極電流的輔助陽極；③可延續丈量平臺維護電位的參比電極。石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工〔2〕輔助陽極材科：應該是導電性好、載流密度高、耗費速度慢、機械性能好、價錢廉價。外加電流陰極維護的輔助陽極資料可為鉛銀合金、鉛銀鉑復合資料、高硅鑄鐵和鍍鉑鈦。鉑是性能最好的輔助陽極資料，它載流密度高，耗費量特低。由于鉑是昂貴的稀有金屬，因此造價很高。在工程中，通常是把鉑鍍或包在其它金屬基體上，如經常用的镕鉑鈦、鍍鉑鋁、鍍鉑鉭等。目前運用最多的是鍍鉑鈦。常用輔助陽極資料的電化學特性，如下表所示。石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工自動控制電源——自動恒電位儀：——自動控制電源是一種自動控制電流輸出的低壓大電流電源。輸出電壓12—24V，并根據外界條件的變化，經自動控制安裝隨時調理所需維護電流，使維護電位在最正確范圍之內。輔助陽極：——外加電源陽極維護系統中與直流電源正極相銜接的電極，稱為輔助陽極，簡稱為陽極。其作用是從陽極排出維護電流，流經海水到達被維護的金屬構造(平臺)的外表。陽極排流過程也有溶解過程，所以陽極的重要特性是排流量和耗費率。耗費率是排出單位電流時，單位時間內陽極資料的耗費量。

石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工2、輔助陽極材科：

〔1〕理想的輔助陽極該當具有如下性能：

1)良好的導電性能，任務電流密度大，極化小；

2)在苛刻的環境中，有良好的化學和電化學穩定性，耗費率低，壽命長；

3)機械性能好，不易損壞，便于加工制造，運輸和安裝；

4)綜合維護費用低。石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工材料名稱在海水中典型陽極電流密度(A/㎡)消耗率(kg／A·年)特點鋁—6%銻—1%銀162~2160.05~0.1耐腐蝕性好，硬度小、熔點低、加工性能好一般不宜用于水深大于30米鉑（鍍在基體上）540~10800.006微熔性電極、價格昂貴，使用壽命長，鉭鍍鉑在海水中能使用20年。石墨10.8~43.20.23~0.45導電性好，耐蝕性高，機械強度差鐵—14.5%硅—4.5%鉻耐腐蝕性好，質硬而脆，不易加工鋼與鑄鐵1010來源廣泛，易加工，消耗速率大，壽命短輔助陽極資料性能石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工②輔助陽極的外形與幾何尺寸陽極外形要與陽極布置方式相配合，以順應構造維護的需求，使構造各部分能得到均勺而高效的維護。平臺常用陽極的外形，多數為棒狀和板狀：其外形與安裝方法有很大關系，磁性氧化鐵陽極棒船體用陽極塊(2)輔助陽極的外形與幾何尺寸陽極尺寸的大小，應使其具有足夠的外表積，普通外加電流輔助陽極數量比犧牲陽極少，但輸出電流量比犧牲陽極大，電流分布效率低，普通為0.67~0.80之間。這些輔助陽極，可設計為每個陽極輸出30~200A電流(典型犧牲陽極每塊發生電流，通常為3~6A).安裝在導管架上的陽極懸臂式陽極懸掛式陽極石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工(3)輔助陽極分量計算輔助陽極總分量，主要取決于所采用陽極資料的耗費率、陰極維護電流量及構造設計壽命。總分量按下式計算；石油工程學院海洋工程系§4-4陰極維護施工近陽極布置法：通常是采用許多小陽極分散安裝在構造的支撐構件上，這種布置方法的特點是：安裝簡單，操作方便，構造外表電流不均勻時易于調整，維護范圍比較固定。但所需陽極塊數量較多，電流調整任務量大，電流耗費大。(4)輔助陽極的布置遠陽