海洋钢结构井架的表面处理

海洋钢结构井架的表面处理

摘要：海洋钢结构井架作为海洋钻井平台的关键构件，长期使用在复杂的腐蚀海洋环境中。为保证钢结构井架能在海洋环境中长期处于安全的工作状态，需要在井架表面采用一些耐腐蚀性较强的材料进行保护。本文介绍目前海洋石油井架结构上普遍采用的表面热镀锌后再油漆的防腐蚀的处理工艺方法。

关键词：海洋钢结构井架；镀锌；油漆；工艺及质量

引言

海洋钻井平台长期工作在海洋腐蚀环境中，作为主要构件的井架遭受着海洋大气、海水、浪花等的腐蚀。热镀锌是一种广泛受欢迎的防腐处理方法，通过热镀锌在钢结构表面产生合金层可以有效的确保钢结构井架在设计寿命中保持安全的工作状态。为满足钻井平台的功能需要，海洋井架的表面在镀锌后需要再进一步作油漆处理。

1 海洋井架热镀锌前的准备

1.1 井架构件的尺寸和外形

考虑到镀锌池的尺寸和运输的方便性，海洋井架的构件在设计时需考虑合适的外形尺寸，同时采用适当的吊装方法，确保将部件顺利由工厂运到镀锌厂完成镀锌的流程。如井架主体的主腿、横梁等构件，设计中考虑连接的节点位置，确保主腿的长度满足镀锌池的限制长度要求。在设计时如遇到外形比较复杂或特殊的需要，建议在设计过程中与当地的热镀锌厂商讨论镀锌方案。

1.2 合适的流锌孔和排气孔

为确保有效的镀锌和镀锌前清理，需要在结构上设置合适的流锌孔。确保锌水的在镀锌过程中可以从构件中流出，防止锌水在构件中的堆积。同时在结构上需要留出合适的排气孔。当部件浸入镀锌池后，在封闭腔体中会产生高压的气体（最高可以达1100MPa）。排气孔用于排除这些气体，防止由于高压而导致的构件损坏，同时防止高压气泡导致的锌水外溅出来对镀锌人员的伤害风险。对海洋井架上的箱式梁，焊接方形梁，圆管栏杆等尤其要注意。

1.3 构件的标识

在海洋井架中对于主构件广泛采用焊接带有记号的钢板到主体结构上的方法，或在构件上打上钢印的方法。对栏杆类辅件，一般采用挂带有标识的钢牌等方法。为确保在热镀锌后可以清楚地识别标识，建议构件上标识文字深度需要达到0.8mm以上。

1.4 镀锌前表面处理

海洋井架在焊接制造后，热镀锌前需要对钢构件表面处理，去除工件表面的油脂和油漆，去除焊接处的夹渣、飞溅、气孔、未焊接、超标的咬边、裂缝。为确保工件表面有足够的粗糙度，构件表面通常采用喷砂处理，表面的粗糙度达到Sa2 ? 级别。在喷砂前或运输到镀锌厂前，对构件的所有的棱边、孔边用砂轮机、磨光机打磨或绞刀倒成均匀的R2mm的圆角。在制造过程中作的油漆或油漆笔作的标记需要通过溶剂、喷砂或砂轮去除。

2 海洋井架热镀锌的工艺及质量要求

喷砂后的井架部件，需要在热镀锌前进行酸洗，在酸洗合格后续经流水冲洗表面残留的酸洗液，进入助镀池进行溶剂处理后再热镀锌，镀锌的时间根据构件的材质和厚度制定。

在热镀锌冷却后，再经钝化处理，井架构件表面锌层应该负着好、连续和有一定的光滑度。锌层上应该没有气泡、砂砾或漏镀面等缺陷，主要表面没有毛刺、锌瘤、多余结块。按EN ISO1461的标准，漏镀面的面积不超过10且不超过总面积的0.5%时允许修复，修复采用ASTM A780标准，用富锌涂料修复，再采用镀铬喷漆补色。

镀锌层防腐蚀的时间大致与镀锌厚度成正比。镀锌层的厚度常规采用非破坏性的镀锌层磁性测厚仪检测。海洋井架用于极严酷的海洋工况下，为满足井架的服役时间，要求镀锌厚度最小在125μm以上。

海洋井架的构件中箱式焊接梁，在镀锌前开有流锌孔，在完成镀锌后需要把流锌孔填补上。对于锌层损坏处的修补处通常采用热喷锌或富锌涂料修补后镀铬喷漆补色。

3 镀锌后油漆工艺要求

为提高镀锌件表面的油漆附着性能，在清洗后需要对构件表面轻微扫砂处理，扫砂的目的是使镀锌层变形而不是去除锌层，需要与未作镀锌的构件作油漆前的喷砂过程区别开来，金属出白喷砂过程会去除锌层破坏构件的抗腐蚀能力。可以使用快速移动喷嘴的磨料扫砂或毛刷扫砂，磨料的粒子应该小于200～500μm，使镀锌表面粗糙达到25～40μm。

在高温度，高湿度的环境下，扫砂后的表面很快会出现氧化锌，影响油漆的附着性能。因此构件应该在表面处理后4h内进行油漆。如果超过时间没有油漆，则应该重新扫砂处理。

4 镀锌后油漆的质量要求

在海洋井架的镀锌结构上油漆一般采用两层漆，底漆和面漆。油漆后要求外

观、颜色、光泽和遮盖力符合要求，涂层没有流挂、开裂、肥边、气泡、干碰、超厚、针孔等缺陷。涂层的附着力符合要求，单层涂层和总涂层厚度达到规定的要求。一般涂层厚度采用干膜厚度检测器检查，对于海洋井架涂层厚度要求不低于200μm。

5 结语

海洋井架的表面处理直接影响着井架整体的使用寿命，不合理的工艺要求会降低表面的质量，如出现使用过程中油漆大面积剥落和表面腐蚀的情况，本文根据生产中总结的工艺方法进行了研究总结，希望为海洋工程的加工制造者提供参考。

参考文献

[1] American Galvanizers Association.The Design of Products to be Hot-Dip Galvanized after Fabrication.

[2] GB/T 13912-2000 金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及实验方法.

[3] ISO 1461-1999.Hot dip galvanized coatings on fabricated iron and steel articles-specifications and test methods.