海洋平台腐蚀与防护
海上平台金属腐蚀与防护研究
48海上石油平台作为全球能源供应的关键基础设施，常年受到海水、湿气、温度变化以及生物侵蚀的影响。
这种特殊的环境使得金属腐蚀成为一个不可忽视的问题，直接关系到平台的安全运营和使用寿命。
海水中的盐分、湿气和氧气是金属腐蚀的主要诱因，而温度的波动和生物活动则加速了腐蚀过程。
这种腐蚀不仅危及结构安全，还可能导致重大的环境污染事件，如石油泄漏等。
高质量的金属防腐蚀技术不仅可以提高平台的安全性和可靠性，减少事故和损失的风险，而且可以降低运营成本，提高经济效益。
1 腐蚀分类1.1 均匀腐蚀均匀腐蚀是常见的腐蚀形式，表现为金属表面均匀地失去材料，这种腐蚀通常导致金属表面出现均匀的锈蚀或蚀刻，但不会形成孔洞或裂缝。
在海洋环境中，由于海水中含有大量的氯化物，铁及其合金容易发生均匀腐蚀。
此类腐蚀通常与金属表面与腐蚀介质（如海水中的盐分和氧气）的直接接触有关。
不同类型的金属和合金对均匀腐蚀的抵抗力不同。
例如，铁和钢在海水中更容易均匀腐蚀，而某些不锈钢和合金显示出更好的抗腐蚀性能。
1.2 局部腐蚀局部腐蚀是指金属材料在特定部位集中发生的腐蚀现象，与均匀腐蚀不同，它通常在金属表面的局部区域内快速进行，导致材料性能的严重下降。
在海上平台的应用环境中，局部腐蚀尤为关键，因为它直接影响到平台的结构完整性和安全运行，尤其是在管道上局部腐蚀可导致整条管道失效。
局部腐蚀主要可以分为以下几种类型。
1.2.1 点蚀点蚀是局部腐蚀的一种常见形式，表现为金属表面出现微小但深入的坑洞。
这种腐蚀通常发生在被局部化学或电化学环境破坏的区域，如金属表面的缺陷或污染物聚集处。
在海上平台中，点蚀通常发生在管道和阀门等部件上，尤其是那些接触海水的部分，因为海水中的盐分和氧化剂可以加剧点蚀的发展。
1.2.2 缝隙腐蚀缝隙腐蚀发生在金属的缝隙或接合处，如螺栓连接、焊缝和覆层边缘。
这种腐蚀形成的原因通常是由于缝隙区域中腐蚀介质的积聚或流动性差，造成局部化学环境的变化。
钢结构海洋平台金属腐蚀分析
钢结构海洋平台金属腐蚀分析钢结构海洋平台是承担海洋石油勘探和开发作业的重要设施，而金属腐蚀是海洋环境中最主要的损伤形式之一。
本文将对钢结构海洋平台金属腐蚀进行分析，并提出相应的防护措施。
一、海洋环境对钢结构的腐蚀影响海洋环境中存在着高盐度、高湿度、高温度、氧含量较高等特点，这些因素对钢结构的金属材料产生了较大的腐蚀影响。
主要腐蚀形式包括表面腐蚀、海洋生物腐蚀和应力腐蚀裂纹等。
1. 表面腐蚀表面腐蚀是钢结构海洋平台金属腐蚀的最常见形式之一。
海洋环境中的海水中含有大量盐分，钢结构暴露在海水中，水分中的盐分容易在钢表面形成盐结晶，导致表面腐蚀现象。
2. 海洋生物腐蚀海洋生物腐蚀是由海洋生物的代谢产物引起的。
海洋环境中有大量微生物和海洋生物存在，它们对钢结构的金属表面产生腐蚀作用。
尤其是一些微生物，如硫酸盐还原菌、铁细菌等在海洋平台的构件上形成了一层致密的生物膜，使得金属腐蚀速率加快。
3. 应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹是由材料的应力和腐蚀介质共同作用下产生的腐蚀裂纹。
海洋平台的钢结构常受到风浪、潮汐等力作用，产生应力集中，而海洋环境中的氯离子等物质可以加速腐蚀进程，导致应力腐蚀裂纹的出现。
二、钢结构海洋平台金属腐蚀防护措施为了保护钢结构海洋平台的金属材料，延长其使用寿命，需要采取一系列的防护措施对金属腐蚀进行防范。
1. 防腐涂层使用适当的防腐涂层是保护钢结构海洋平台最常见、也是最有效的措施之一。
防腐涂层可以形成一层致密的保护层，起到隔绝海洋介质和金属的作用，减缓腐蚀速率。
2. 阳极保护阳极保护是利用金属阳极与钢结构平台作为阴极，通过外加电流将钢结构的腐蚀电流转移至阳极以防止钢结构的腐蚀。
阳极保护可以分为主动式阳极保护和被动式阳极保护两种形式。
3. 定期维护对钢结构海洋平台进行定期维护是防止金属腐蚀的重要手段。
通过检查和维修，及时处理和修复钢结构上的损伤和缺陷，可以有效地延长其使用寿命。
4. 材料选择在设计和选择钢结构材料时，应尽量选择抗腐蚀性能较好的材料，如不锈钢等。
海洋平台的腐蚀及
涂层保护
涂层保护是海洋平台防腐的主要手段之一，通过在平台表面涂覆防腐蚀涂层，隔离 平台与海水，降低腐蚀介质与平台的接触，从而减缓腐蚀速率。
常用的涂层材料包括有机涂层和无机涂层，如油漆、防腐涂料等。这些涂层材料应 具有良好的耐腐蚀性、耐磨性、附着力和抗冲击性能。
涂层保护的关键在于涂层的完整性和连续性，应定期检查涂层的破损和剥落情况， 及时进行修复和重新涂覆。
性。
展望
随着科技的不断进步和研究的深入，相信未来对海洋平台腐蚀的认识将更加深入，防腐 技术和措施将更加成熟和有效，为保障海洋平台的安全和稳定运行提供更加可靠的保障。
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数据分析与预测
通过对大量监测数据的分析，建立腐 蚀预测模型，实现对平台腐蚀发展趋 势的预测，为预防性维护提供支持。
06 结论与建议
总结海洋平台腐蚀的研究现状与挑战
现状
目前对海洋平台腐蚀的研究已经取得了一定的成果，但仍然面临许多挑战，如腐蚀机理的复杂性、腐蚀环境的恶 劣性、腐蚀监测的困难性等。
挑战
在役平台的再评估与修复技术
结构健康监测
利用无损检测和结构健康监测技术，对在役平台进行定期检 测和评估，及时发现腐蚀等损伤，为修复提供依据。
修复技术
研究和发展高效、环保的修复技术，如电化学修复、微生物 修复等，对已腐蚀部位进行修复，恢复平台性能。
智能化与远程监控技术的应用
智能化监测系统
研发智能化监测系统，利用物联网、 大数据等技术，实时监测平台的腐蚀 状况，实现远程监控和预警。
防污与防生物附着的维护需要定期检查和清洁平台表面，及时去除附着 的生物和污垢，保持平台的清洁和良好的工作状态。
05 海洋平台腐蚀的未来研究 方向
海洋平台的腐蚀及防腐技术
腐蚀原理
海洋平台腐蚀的主要原因是电化 学、化学反应和生物侵蚀等。
电化学腐蚀是由于海洋平台结构材料与海水、海洋生物等接触，形成原电池反 应，导致金属腐蚀。这种腐蚀在海洋平台中最为普遍，严重时可能导致平台结 构削弱。
化学反应腐蚀主要是由于海洋平台结构材料与海水、盐分等化学物质发生反应， 导致腐蚀。例如，钢铁材质的海洋平台在海水中会发生氧化反应，形成铁锈， 导致结构材料的腐蚀。
挑战与机遇
当前，微生物腐蚀及防腐技术的研究仍面临着一系列的挑战。首先，微生物腐 蚀的机制尚不完全清楚，需要进一步深入研究；其次，现有防腐技术的效果还 需要进一步提高，以满足更为严苛的防腐要求；此外，新型防腐技也带来了诸多机遇。随着环境保护意识的 提高和绿色可持续发展的要求，对于环保型防腐技术的需求不断增加。例如， 生物防腐剂和生物防护技术的发展前景十分广阔。此外，随着材料科学和纳米 技术的快速发展，新型防腐材料的研发和应用也将为微生物腐蚀及防腐技术的 发展带来新的机遇。
2、化学方法
化学方法主要包括使用缓蚀剂和杀菌剂。缓蚀剂是一种能够减缓金属腐蚀的物 质，如亚硝酸盐、铬酸盐等。杀菌剂则用于消灭海洋生物，防止生物污损引起 的腐蚀。然而，这些化学物质有可能对海洋生态系统造成负面影响，因此需要 慎重使用。
3、生物方法
生物方法主要利用某些生物的耐腐蚀特性，如海藻、珊瑚等，以降低海水的腐 蚀性。此外，生物污损也可以形成保护层，提高金属的耐腐蚀性能。生物方法 具有环保性和长效性，但需要充分考虑生物生态平衡以及不同生物对不同材料 的适应性。
未来展望
随着科技的不断进步，海洋环境腐蚀控制技术将迎来更多的发展机遇。新型材 料和涂层技术的研发将为海洋腐蚀控制提供更多选择。此外，智能防腐技术也 将成为未来的研究热点，包括智能涂层、自修复材料等。同时，随着海洋工程 的发展，针对深海和极地等特殊环境的腐蚀控制技术也将得到进一步研究和发 展。
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。
海洋平台结构的防腐措施与维护策略研究
海洋平台结构的防腐措施与维护策略研究在当今时代，随着信息技术的飞速发展，海洋平台已经成为我国沿海城市发展的重要支撑。
然而，由于海洋平台长时间的暴露于恶劣的海洋环境中，其结构往往容易受到腐蚀侵蚀，导致安全隐患。
因此，研究海洋平台结构的防腐措施和维护策略，成为保障海洋平台安全运行的重要课题。
首先，海洋平台结构的防腐措施是确保海洋平台长期使用的关键。
防腐措施的选择应根据具体情况进行，既要考虑腐蚀环境的特点，又要考虑平台结构材料的性能。
目前，常见的防腐措施包括喷涂防腐、镀锌、电镀、涂层等，这些方法可以在一定程度上提高海洋平台的耐腐蚀性能。
喷涂防腐是最常用的一种防腐方法。
通过将特定的防腐涂料喷涂在海洋平台的表面，形成一层防护膜，以阻隔海水中的氧气和盐分对平台结构材料的腐蚀。
同时，喷涂防腐还能提高平台结构的耐磨性和耐候性，有效延长平台的使用寿命。
镀锌是一种将锌层镀在平台结构表面的防腐方法。
由于锌在大气中具有良好的耐腐蚀性能，镀锌能够有效抵御海洋中的腐蚀因素。
此外，镀锌层还能通过阻断海水与平台结构材料的直接接触，进一步防止腐蚀的扩散。
电镀是一种通过电化学方法将金属离子沉积在平台结构表面的防腐方法。
常用的电镀方法包括镍基电镀、铬基电镀等。
这些金属电镀层能够提供一个坚硬、光滑的表面，进一步增加平台结构的耐腐蚀性能。
除了上述传统的防腐方法外，近年来，涂层技术也在海洋平台结构的防腐领域得到广泛应用。
涂层是将一层特殊的材料涂覆在平台表面，形成一个坚硬、致密的保护层，起到防腐的作用。
特殊涂层（如陶瓷涂层、聚合物涂层等）能够提供更好的防护效果，有效减少平台结构的腐蚀速率。
除了防腐措施外，海洋平台结构的维护策略同样重要。
定期的维护保养工作可以延长平台的使用寿命，降低维修成本，并且最大限度地减少事故的发生。
首先，定期巡检是海洋平台维护的基础。
通过定期巡检，可以发现平台结构中的潜在故障，及时采取措施进行修复，避免事故的发生。
同时，做好防腐层的保护工作也是维护海洋平台的重要一环。
海洋平台设施的安全与防护措施
海洋平台设施的安全与防护措施海洋平台作为在海洋中建设的重要设施，其安全与防护措施备受关注。
海洋平台的安全与防护措施不仅涉及到工作人员的安全，也关系到海洋生态环境的保护以及设施本身的长期可持续发展。
为了保障海洋平台的安全，可采取多种措施，如建设牢固的基础设施、监控系统的应用、紧急救援机制的建立等。
首先，为了确保海洋平台的安全与稳定，必须建设牢固的基础设施。
海洋平台的基础设施包括钢筋混凝土结构、支撑桩以及其他支撑设施。
这些基础设施必须经过严格的设计和施工标准，以确保其在恶劣的海洋环境中具备足够的强度和稳定性。
同时，对于现有的海洋平台，定期检测和维护工作也是非常必要的，以防止基础设施出现破损或腐蚀等问题。
其次，在海洋平台上安装监控系统是一种有效的防护措施。
监控系统可以通过视频监控、声音检测以及传感器等技术手段对海洋平台周围的状态进行实时监测和记录。
一旦有异常情况发生，监控系统可以及时发出警报，并通知相关人员进行处理。
此外，监控系统还可以提供数据支持，用于分析和预测海洋平台可能遇到的安全风险，从而采取相应的预防措施。
另外，建立紧急救援机制是确保海洋平台安全的重要举措。
在海洋平台上必须配备专业的紧急救援团队，并制定完善的应急预案。
这些预案包括应急演练、救援设备的配备以及相关人员的培训等。
一旦发生火灾、泄漏、海洋灾害等紧急情况，紧急救援团队可以迅速响应，采取有效的措施进行救援和处置，最大限度地减少人员伤害和环境破坏。
此外，海洋平台的安全还需考虑到海洋生态环境的保护。
海洋平台的建设和运营可能会对海洋生态系统造成一定程度的影响，如水质污染、噪音扰动等。
因此，在设计和选择海洋平台设施时，应充分考虑生态因素，采取相应的环境保护措施。
例如，海洋平台的废水排放必须符合环保标准，噪音源需采取隔音措施，以减少对海洋生态的影响。
综上所述，海洋平台设施的安全与防护措施应该包括建设牢固的基础设施、应用监控系统、建立紧急救援机制以及考虑生态环境保护等方面。
海上平台的电化学腐蚀以及防护
海上平台的电化学腐蚀以及防护1、什么是电化学腐蚀？电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池。
不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。
2、电化学腐蚀的原理及其危害腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中，，等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体( )以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。
这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行金属的局部腐蚀，容易造成金属管件和设备穿孔或超温爆管。
在短期内使设备金属表面遭到大面积腐蚀，造成金属表面粗糙状态，加剧热力设备运行时的腐蚀。
3、海上平台电化学腐蚀发生的地方◆不同材质之间：法兰和阀门、管线和阀门、螺栓和法兰、管线和法兰之间；◆没有防护层或防护层受到破坏：各层甲板、导管架、裸露的管线以及管线的以及罐体的内壁◆焊接节点的腐蚀4、电化学腐蚀的预防方法◆金属表面覆盖保护层：如油漆、油脂等，电镀Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。
原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
◆改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。
◆电化学保护法——牺牲阳极的阴极保护法。
如：在罐体内部安装防腐锌块。
原理：形成原电池反应时，活泼金属反应受到腐蚀，被保护金属作为阴极不反应，起到保护作用。
◆注入化学试剂阻止腐蚀，如加缓蚀剂。
十大海洋腐蚀防护技术
盘点十大海洋腐蚀防护技术前言海洋工程构筑物大致分为：海岸工程(钢结构、钢筋混凝土)、近海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、深海工程(海洋平台、钻井、采油、储运)、海水淡化、舰船(船体、压载舱、水线以上)，简称为船舶与海洋工程结构。
船舶与海洋工程结构的主要失效形式包括：均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀/磨损、海生物(宏生物)污损、微生物腐蚀、H2S与CO2腐蚀等等。
控制船舶和海洋工程结构失效的主要措施包括：涂料(涂层)、耐腐蚀材料、表面处理与改性、电化学保护(牺牲阳极、外加电流阴极保护)、缓蚀剂、结构健康监测与检测、安全评价与可靠性分析及寿命评估。
从腐蚀控制的主要类型看(表1)，涂料(涂层)是最主要的控制方法、耐腐蚀材料次之，表面处理与改性是常用的腐蚀控制方法，电化学保护(牺牲阳极与外加电流)是海洋结构腐蚀控制的常用手段，缓蚀剂在介质相对固定的内部结构上经常使用，结构健康监测与检测技术是判定腐蚀防护效果、掌握腐蚀动态以及提供进一步腐蚀控制措施决策和安全评价的重要依据，腐蚀安全评价与寿命评估是保障海洋工程结构安全可靠和最初设计时的重要环节。
建立全寿命周期防护理念，结合海洋工程设施的特点及预期耐用年数，在建设初期就重视防腐蚀方法，通过维修保养实现耐用期内整体成本最小化并保障安全性，是重大海洋工程结构值得重视的问题。
表1腐蚀防护方法及中国的防腐蚀费用比例一、防腐涂料(涂层)涂料是船舶和海洋结构腐蚀控制的首要手段。
海洋涂料分为海洋防腐涂料和海洋防污涂料两大类。
按防腐对象材质和腐蚀机理的不同，海洋防腐涂料又可分为海洋钢结构防腐涂料和非钢结构防腐涂料。
海洋钢结构防腐涂料主要包括船舶涂料、集装箱涂料、海上桥梁涂料和码头钢铁设施、输油管线、海上平台等大型设施的防腐涂料；非钢结构海洋防腐涂料则主要包括海洋混凝土构造物防腐涂料和其他防腐涂料。
海洋防腐蚀涂料包括车间底漆、防锈涂料、船底防污涂料、压载舱涂料、油舱涂料、海上采油平台涂料、滨海桥梁保护涂料以及相关工业设备保护涂料。
我国海洋钢结构腐蚀现状及防护对策概述
我国海洋钢结构腐蚀现状及防护对策概述近年来，随着我国经济的快速发展和海洋资源的广泛开发利用，海洋钢结构作为重要的基础设施，扮演着越来越重要的角色。
然而，由于海洋环境的特殊性，海洋钢结构面临着严峻的腐蚀问题，给海洋工程的安全运行带来了巨大挑战。
本文将从我国海洋钢结构腐蚀的现状入手，综述海洋钢结构腐蚀的主要原因，并提出一些有效的防护对策。
第一部分：我国海洋钢结构腐蚀现状我国海洋钢结构腐蚀问题非常严重。
主要体现在以下几个方面：1. 海水中的氯离子腐蚀：由于我国沿海地区氯离子含量较高，海洋环境中的氯离子会与钢结构表面的氧化铁反应，形成可溶性氯化物，加速钢结构的腐蚀。
2. 海洋大气环境腐蚀：海洋中的盐雾和湿度都会加速钢结构的腐蚀。
特别是在海洋风力发电等项目中，钢结构暴露在海洋环境中的时间更长，腐蚀问题更为突出。
3. 微生物腐蚀：海洋环境中存在各种微生物，它们会附着在钢结构表面并产生酸性物质，对钢结构进行腐蚀。
第二部分：海洋钢结构腐蚀的防护对策针对海洋钢结构腐蚀问题，我们可以采取一系列的防护对策，以延长钢结构的使用寿命：1. 表面涂层防护：在钢结构表面涂覆一层防腐涂料，形成保护膜，阻隔钢结构与海洋环境的直接接触，减少腐蚀的发生。
常用的防腐涂料有环氧涂料、聚氨酯涂料等。
2. 电镀防护：通过电镀技术，在钢结构表面形成一层金属镀层，增加钢结构的抗腐蚀性能。
常用的电镀方法有镀锌、镀铝等。
3. 降低钢结构与海水的接触：可以通过增加隔离层、改变结构设计等方式，减少钢结构与海水的直接接触，从而减少腐蚀的发生。
4. 定期维护检修：定期对海洋钢结构进行检查和维护，及时修补防护层，清除腐蚀产物，保持钢结构的完整性和稳定性。
5. 使用耐腐蚀钢材：选择具有较高耐蚀性能的钢材作为海洋钢结构的材料，能够有效减少腐蚀的发生。
6. 增强防腐技术研发：加大对海洋钢结构防腐技术的研发力度，推动新型防腐材料和技术的应用，提高海洋钢结构的抗腐蚀性能。
海洋工程中的防腐保护措施
海洋工程中的防腐保护措施海洋工程是一门存量大、险情多、决策复杂的综合性学科。
在海洋环境的腐蚀作用下，海洋工程设施的安全和可靠性面临严峻的考验。
为了保护海洋工程设施，防止腐蚀和损耗，各种防腐保护措施应运而生。
一、涂料防护措施涂料防护是一种常用的防腐保护方式。
涂层不仅可以耐受海水的腐蚀，还具有保持结构强度、减少水体几何予力、降低生物附着和提高可视性等各种功能。
截至2005年，涂料防护仍是海洋工程最广泛采用的防腐方法之一。
常用的涂料防腐材料有：有机涂层涂料、聚合物涂层涂料、金属涂层等。
在选择涂料防护时，需要考虑到工程的使用环境、结构特点、预算等因素。
此外，定期的检查和维护也是保证涂料防护效果的重要链接。
二、金属防护措施金属防护措施是指利用被保护金属与其他金属形成电池产生的电流，来保护被保护金属的方法。
这种方法常用于金属管道、金属纯化设备等。
常用的金属防护方法有：阳极保护法、阳极床材料、金属覆盖层等。
阳极保护法是通过在被保护金属表面安装阳极，将阳极与被保护金属建立起电位差，利用电腐蚀现象实现防腐保护的一个有效手段。
三、金属涂层防护措施金属涂层防护是指在金属表面形成一层金属保护层，以隔绝金属与外界环境的接触，达到防腐保护的作用。
这种方法常用于海洋平台、海洋钻井装备等。
常用的金属涂层材料有：镀锌层、镀镍层、热喷涂层等。
其中，热喷涂技术是一种非常先进的金属涂层方法，它能够在较短的时间内形成高质量的金属涂层，大大提高了金属结构的防腐保护效果。
四、混凝土防护措施混凝土是一种常用的海洋工程材料，然而它的防腐性能相对较差。
在海洋环境中，混凝土会受到海水侵蚀、氯离子渗入、结构龟裂等问题的困扰。
因此，采取一系列的防腐保护措施是必要的。
常用的混凝土防护措施有：表面涂层、渗透剂、防渗薄膜、防腐衬里等。
这些措施可以在一定程度上改善混凝土的防腐性能，延长结构的使用寿命。
综上所述，海洋工程中的防腐保护措施多种多样，涵盖涂料防护、金属防护、金属涂层防护和混凝土防护等领域。
海洋平台飞溅区的腐蚀与防护技术
1241 海洋平台飞溅区的腐蚀规律根据海洋环境的钢结构相关腐蚀特点，可以把海洋平台的结构分为海洋的飞溅区、大气区、海泥区、全浸区及潮差区等。
其中飞溅区是腐蚀最严重的区域，飞溅区的特殊位置是造成这种状况出现的诱因。
通过对某海洋平台的调查发现，海洋平台的飞溅区其腐蚀的速率超过0.6mm/a，大约是大气区的5倍左右，并且有相当严重的蚀坑出现，给海洋平台带来了巨大的安全隐患。
飞溅区的位置在海水的平均高潮位之上，海洋平台在全浸区与大气区间，在潮差与波浪的作用下，海水充分接触空气，使其含氧量急速增高。
与此同时，湿润部分长期受到日光照射，导致钢体表面电解质浓度增大。
另外，飞溅区还常常遭到一些富氧浪花的冲击、海水气泡破碎时的巨大冲击以及海上漂浮物的撞击等，这些都会使海洋平台加速腐蚀速度。
同时，海水冲刷掉保护层之后会出现更为严重的腐蚀现象，造成基体直接腐蚀，出现严重的蚀坑。
2 海洋平台防护的防腐涂料2.1 底漆富锌的底漆一般可分为有机与无机两种，有机富锌是环氧的富锌底漆，而无机的富锌是把硅酸乙酯作为成膜的基质。
这两种底漆都有良好的抗腐蚀作用。
在富锌的底漆中加入高比例锌粉，确保了底漆与基体的附着力。
并且锌可以起到阴极的保护作用。
一旦涂层变得不连续或者产生破坏时，锌粉就起到了牺牲阳极的作用，从而对钢材的腐蚀速度进行有效减缓。
2.2 中间漆中间漆不但要求有相应的防腐能力，还要具有高效的防渗透与防锈能力。
中间漆材料较多，比如：不锈钢的鳞片、玻璃鳞片、锌粉（鳞片状）以及纳米材料的钛颗粒、钛粉等，都是主要的防腐材料。
玻璃鳞片的效果比较显著，这种材质的环氧涂料有良好的硬度，并且具有耐磨性、耐阴极剥离性及耐化学性等。
相关研究发现，这种玻璃鳞片结合了优异的树脂，具有很强的抗渗透性能。
许多国家在海洋平台与钢桩中都会运用这种优质的防腐材料。
2.3 面漆面漆是和阳光、冰雪、海水及大气等直接接触的一部分，需要对中间漆与底漆具有良好的保护作用，因此面漆一定要具有耐化学性、耐腐蚀性、耐气候性以及抗溶性、抗冲击性与抗老化等。
海洋平台腐蚀与防护
第一章 前言
1.1 国内外海洋平台事故
近 30 年来，海洋腐蚀向人类敲响的警钟。1980 年 3 月，在北海艾克菲斯油 田上作业的“亚历山大·基定德”号钻井平台，在 8 级大风掀起的高 6∽8m 的海 浪的反复冲击下，5 根巨大的桩腿中的 D 号桩腿因 6 根主撑管先后断裂而发生剪 切断裂，万余吨重的平台在 25min 内倾倒，使 123 人遇难，造成近海石油钻探史 上罕见的灾难。挪威事故调查委员会检查报告表明，D 号桩腿上的 D-6 主撑管首 先断裂。该主撑管曾经开过一个直径 325mm 的孔，并焊上一个法兰，准备安装平 台定位声纳装置，实际上后来并未安装，开裂就是从这个法兰角的 6mm 焊缝处开 始的，裂纹在海浪与荷载的反复作用下不断扩展，最后导致平台沉没。
2)飞溅区(飞沫区)：指高出海平面 0～2 米的部分，经常受海水波浪飞沫冲击 的地区。由于在飞溅区，氧气的供应十分充足，氧气的去极化作用促进了钢的腐 蚀，同时，浪花的冲击有力地破坏了保护膜(干湿交替)，故此处是腐蚀最严重的 部分(图中的第一最大值)。碳钢的平均腐蚀速度可达 500 微米/年，约为全浸区的 5 倍。
2010 年 9 月 7 日 23 时，山东东营胜利油田位于渤海的作业 3 号修井作业平 台受玛瑙台风影响(风力最大时阵风 9 级，浪高近 4 米)平台发生倾斜发生倾斜 45 度事故。平台上 4 人落水，32 人被困平台。目前已有 34 人获救。平台设计通常 都考虑台风的影响，况且又是在中国的内海-渤海，我觉得平台倒塌与海洋腐蚀 应有一定的关联。
钢铁在海水中或在实际工作环境中的腐蚀行为受到很多因素的影响，同一种
5
刚在不同的环境中的腐蚀速度可以差别很大。同一地区的海水对插入钢桩不同部 位的腐蚀也不同。飞溅区腐蚀最严重，这一地区供养充分，氧去极化作用强烈， 浪花又易冲击破坏保护膜。钢材在海水中还易受到生物腐蚀作用。在海底泥浆区 或被污染的海域，危害最大的就是硫酸盐还原菌，它能够使硫酸盐还原成腐蚀性 极强的硫化氢和其他硫化物，从而加速钢材的腐蚀。
谈海上平台的腐蚀与防护
文章编号:1001-4500(2002)03-0044-02谈海上平台的腐蚀与防护任 强,王成良,张剑波(中国石化海上石油工程技术检验站,东营市257001) 摘 要:分析了海洋平台结构处于不同环境下的腐蚀机理,提出了相应的防护措施,以保证海洋平台的使用安全性和可靠性。
关键词:平台;腐蚀;防护;涂层;阴极保护 中图分类号:P 752 文献标识码:B 在海洋平台的设计和建造中,腐蚀是必须考虑的重要因素之一,了解海洋环境腐蚀的特点和采用有效的防护措施,并且通过日常的检验检查、维护,确保防腐系统的有效性对海洋平台的使用安全性和可靠性是十分重要的。
1 腐蚀机理 在不同的环境条件下的平台结构会产生不同的腐蚀现象,对不同的腐蚀现象需要采取不同的防护措施,因此应了解各种环境条件下的腐蚀机理。
大气环境 在大气区域,腐蚀是由于空气中的水分和氧气引起的。
大气湿度大,长时间日照,而且大气中含盐粒和盐雾,这些物质积存在结构表面形成良好的液膜,构成了电化学腐蚀的好条件。
腐蚀过程中,最初是形成红锈,这种物质不能成为附着在表面的薄膜,很容易脱落。
这个过程随大气的湿度、温度、盐含度等条件的变化不断循环进行,造成平台结构的连续腐蚀。
飞溅区环境 飞溅区是在潮汐和波浪作用下干湿交替的区域,是腐蚀最严重的区域,经常受到波浪溅泼和冲击,因此构件表面几乎接连不断为充气的海水所润湿。
风和海水同时作用造成严重腐蚀。
进入海水的气泡还使海水去除保护膜,加速腐蚀的速度。
全浸区 钢质平台在全浸区的腐蚀主要是溶解氧的影响,形成电化学腐蚀,像在电解中的两块不同金属的原生电池,使结构某些部位处于电位较高的阳极受到腐蚀,而某些部位电位较低的阴极区得到保护。
海水的温度、盐度、流速、海生物等因素影响腐蚀速度。
2 防腐措施 防腐系统应根据平台的环境条件、结构部位、使用年限、施工和维护的可能性等因素确定。
2.1 大气区结构防腐蚀措施大气区结构防腐只能用涂层予以保护。
海洋平台的腐蚀现状和防护措施
海洋平台的腐蚀现状和防护措施摘要：海洋平台是海上采油的重要设施,其造价昂贵，日常维护困难。
在海洋平台的设计和建造中，腐蚀是必须考虑的重要因素之一。
为了保证海洋平台使用的安全性和可靠性，了解海洋环境腐蚀的特点和采用有效的防护措施是十分必要的。
本文主要就是针对海洋平台的腐蚀现状和防护措施来进行分析。
关键词：海洋平台；腐蚀现状；防护措施引言当前，海洋石油勘探开发已进入到一个新的时代，世界各国对海洋油气资源勘探开发的力度不断加大。
近年来我国虽然在海工产品建造及技术研究方面做了大量工作，并取得了可喜的成绩，但就海洋平台装备科研实力和技术水平而言，我们仍处于一个比较落后的位置。
因此，我们必须加快海洋平台科研步伐，奋力追赶世界先进技术水平，为我国早日迈入世界一流海洋工程装备建造国家而奋斗。
1、海洋平台的腐蚀特点1.1、平台腐蚀分区勘探钻井平台和石油生产平台，两者所受腐蚀环境基本相同。
如导管架式石油生产平台，为固定式，其结构从上到下可分为井架、甲板及甲板组件、甲板腿、导管架、钢桩等5个部分，见图1。
将平台结构各部分所处腐蚀环境分为5个区:海洋大气区、海水飞溅区、潮差区、全浸区和海泥区。
所处腐蚀环境不同，腐蚀程度和保护方法有差异。
(1)甲板腿以上构件主要在海洋大气中工作，长期遭受风吹、雨淋、日晒、海水盐雾的作用。
直接在海洋大气中的腐蚀要比滨海陆地海洋大气腐蚀强烈得多。
尤其是甲板下部，因长期处于潮湿状态，氧气供应充分，是该区腐蚀最严重的部位.(2)甲板腿下部和导管架上部在海水飞溅区和海水干湿交替的潮差区工作。
在高潮线以上的飞溅区，由于结构表面长期遭受飞溅海水的不断冲击，表面始终被海水周期性润湿，氧气供应充分，盐分不断浓缩，缺少完全可靠的保护方法，有时还受狂风巨浪和浮冰的冲击。
(3)导管架中下部长年浸泡在海水里，海水中的腐蚀因素主要是海水温度、含氧量、含盐量、pH值、电阻率、流动速度。
随着地理位置、季节、深度等不同，有些因素会发生变化。
海洋石油平台的防腐蚀
海洋石油平台的防腐蚀一、海洋石油平台的腐蚀状况海洋石油平台的绝大多数是用钢铁建造的.随着海洋石油工业的发展,用于开发海洋石油的平台有多种多样,既有简易的单柱平台,也有用钢量达万吨以上的巨型平台.大型平台的构造相当复杂,具有多种作业功能,造价也十分昂贵.这些平台一般都放置在离岸较远的海域里,而且多数是固定安装的.因此,它们不能像船舶那样进行坞修,维修十分困难.为了确保石油开采作业的顺利进行,保证作业人员的安全和保护环境,进行海洋石油开发的国家政府和油公司,都付出了巨大的努力来防止平台破坏.导致平台破坏的原因有各种各样,但大多数来自海洋环境对平台的作用.这此作用可以归纳为作用力和腐蚀.腐蚀除了直接使平台构件壁厚减薄和局部出现深坑乃至穿孔,大大地降低平台的强度储备以外,它还会和交变的外力共同作用,造成平台构件的腐蚀疲劳,引发平台构件开裂,招致严重事故.设计平台时,对可能遇到的环境作用力极值都作了充分的考虑.在建造和安装中,对材料和施工质量有严格的检验.因此,防止平台破坏的重要责任,便落在了防腐蚀工作者的肩上.海洋石油平台钢铁设施的腐蚀机理与状况和其他海洋钢结构大致相同.但远离海岸的石油平台遭受的腐蚀环境更恶劣,而且各区域间的构件由于环境条件的不同,会形式宏观腐蚀电池,使得平台整体所受到的腐蚀和单独处于各区域钢铁的腐蚀,有明显的不同,设施的维护和修复也更困难.下面对石油平台金属在海洋环境中腐蚀情况作一些补充说明.1、海洋大气区海洋大气中钢铁的腐蚀速度比内陆大气中要高4~5倍.在天津塘沽岸边的大气挂片表明,碳钢的年腐蚀量为㎜.渤海海中平台的实测腐蚀量超过㎜/a,有的达~㎜/a.2、飞溅区不少资料都指出,碳钢在飞测区的腐蚀量达到甚至超过㎜/a.渤海使用10年的钢质平台,曾测得飞溅区的腐蚀速度约㎜/a,并且有不少深度2㎜以上的蚀坑.当海浪拍击平台构件表面时,混在海水中的气泡冲击构件表面,对它们的保护层有很大的破坏力.在设计飞溅区涂层时,应特别注意.3、潮差区海洋石油平台是贯穿海泥至大气的连续钢结构,其腐蚀特征有别于单独处于各区域的钢铁.单个挂片的碳钢腐蚀速度,潮差区比全浸区要高1~2倍,而上下连续的平台结构,在潮差区受到的腐蚀却比全浸区要轻一些.有的设计者把潮差区并入飞溅区考虑,这并不意味着潮差区的构件受到的腐蚀程度和飞溅区一样严重,而是考虑到施工、维修以及阴极保护效果等因素的影响.4、海水全浸区在防护措施不完善的平台上,海水全浸区发生腐蚀有时会导致严重的后果.例如渤海4号平台,在使用12年后的一次检测中,在低潮位附近发现了多处构件被腐蚀穿了的孔洞.全浸区中钢铁的腐蚀速度,一般为~㎜/a.5、海底泥土区海底沉积物是很复杂的介质,不同海区海泥对钢铁的腐蚀会有所不同,尤其是有污染和大量有机物沉积的软泥,需要特别加以注意.一般认为,由于缺少氧气和电阻率大等原因,海泥中钢铁的腐蚀要比海水中轻得多,在深层土壤中更是如此.在与海水交界的浅层泥中,也会发生如同低潮位附近那样的氧浓差电池腐蚀.海洋环境中钢铁的腐蚀是一种电化学现象.因此,只要能消除电化学腐蚀的基本条件——腐蚀电池、导电介质和去极化剂,就能抑制腐蚀的发生.海洋石油平台的防腐蚀虽然有多种多样,但归结起来都是以消除上述三大条件之一或全部条件为目的.在实践中,往往同时用两种或多种防腐蚀手段来达到最好的防腐蚀效果.由于海洋环境条件十分恶劣,石油平台的防护维修非常困难,即使能够维修,付出的代价也很惊人.所以,对海洋石油平台防腐蚀措施的基本要求,是它的可靠性和长效性.防腐蚀所用的材料,必须有充分的质量保证.防腐蚀施工,要有严格的质量标准和检验.在平台使用期间,应依据规范要求定期检验,发现问题及时采取补救措施,防止事故发生.二、防腐蚀设计海洋石油平台的防腐蚀设计应由具有资质的设计单位和防腐蚀专业技术人员进行.结构设计者应考虑使结构减少腐蚀因素并有利于防腐蚀,例如尽量减少飞溅区的面积和大气区需涂覆的面积,在飞溅区不采用T型、K型或Y型交叉连接方式并避免焊接接头,采用连续焊接而避免铆接、紧配合、螺栓连接等构件组合方式,有利于防腐蚀施工等等.下面阐述防腐蚀设计的具体做法.1、防腐蚀措施的确定原则海洋石油平台的防腐蚀措施多种多样.对于具体的一座海上平台,其防护措施应根据实际情况来确定,其最基本的要求是要有充分的可靠性,在此基础上同时考虑技术的先进性和经济的合理性.在进行防腐蚀设计前,庆掌握海洋石油平台的结构型式和尺寸、平台使用功能和年限、平台所处海域的环境条件,尤其是环境中的腐蚀因子及其强度等资料.以平台的建造地和施工条件,也应当有所了解.只有具备了这些资料,才能使所确定的防腐蚀措施既可靠又适用.由于海洋石油平台往往是一座庞然大物,所处的空间从海底土壤直至海洋大气,所以,一般都同时采用多种防腐蚀措施来达到最佳的防护效果.海洋大气区中的平台结构,一般采用涂层保护或喷涂金属层加封闭涂层保护,有些形状复杂的附属件,如栏杆、格栅等,也可用镀锌保护.在飞溅区和潮差区,一般用厚涂层防腐蚀,或者包覆有机复合层、树脂砂浆或耐蚀合金.全浸区和泥土区,一般采用阴极保护法防腐蚀.在全浸区使用涂层保护的,已经越来越少.无论何种防腐蚀措施,都很难做到完全消除腐蚀,因此,在腐蚀条件苛刻的区域如飞溅区,在结构设计时必须在强度要求以外增加腐蚀余量.在一般区域,也应根据预计的防腐蚀效果,适当考虑腐蚀余量.2、适用标准和规范海洋石油平台不仅投资浩大,而且在复杂多变的海洋环境中,它承受着一定的风险.为了确保海上平台的安全,一些开发海洋石油资源的主要国家,如美国、挪威、英国等,有关的机构都发布了平台规划、设计、建造、入级的规范.针对平台的防腐蚀,也发布了相应规范,并且指定相关的适用标准.我国政府于1992年以能源部令的方式颁布了海上固定平台安全规则,明确规定了海上石油平台的防腐蚀要求.1983年,中国船检局发布了海上固定平台入级与建造规范,其中对平台防腐蚀也有明确规定.1993年,中国海洋石油总公司等同采用了美国国家腐蚀工程师协会标准：NACE Stamdard RP-01-76海上固定石油生产钢质平台的腐蚀控制作为推荐标准发布.中国石油天然气总公司基建工程局主编的滩海石油工程防腐蚀技术规范,将在最近以行业推荐标准发布.上述“规则”、“标准”、“规范“,是海洋石油平台防腐蚀设计、施工依据的主要文件.在通常情况下,平台建设者业主在发标或委托中都会指示设计、建造者承包商必须遵照那些标准、规范.业主指定的标准、规范中涉及到的有关材料和施工与检验机具及方法的标准,承包商也必须参照执行.3、涂层保护设计涂层保护是海洋石油平台大气区和飞溅有效而经济的防腐蚀措施.正确地选择涂层系统并确定相应的施工工艺,才能确保涂层的保护效果.这是涂层保护设计的宗旨.一个完整的涂层保护设计,应包括涂层系统、涂料用量、表面处理、涂装方法、涂层检验以及经济概算等项内容.1涂层系统的确定海洋石油平台上的涂层系统一般包括底漆、中间涂层和表面涂层.海上腐蚀环境恶劣,维修费用很高,所以必须选择那些经过严格试验的长效保护涂料.不同的环境和使有条件应使用不同的涂层系统,同一系统的各涂层间,应当有很好的粘结性.表1-1列出了海洋石油平台和有关设备常用的涂层系统.选择涂层系统主要依照标准实验的数据和实践经验.表1-1海洋平台上典型的涂层系列对于表面温度可能很高90℃以上的设备,应采用耐高温的涂层,也可使用喷涂金属层或陶瓷涂层等保护层.对一些复杂的钢构件,如护栅、扶手、仪表盒、设备撬座等,施加涂层很困难,用热浸镀锌是一种有效的防腐蚀方法.在设计表面涂层时,还应当注意选择不同的颜色,以便提供统一的颜色代号,有利于设备标识和安全生产.表1—2列出了海上石油平台结构和主要设备表面涂层颜色的一般规定.表中没有列出的,可参照油气地面管线和设备涂色规定.当一个涂层系统由二道以上涂层组成时,各涂层宜有颜色区别,以避免漏涂.表1—2 海上平台结构表面涂层颜色2涂料用量计算使用不同涂层系统的结构和设备的表面积及涂料用量应当分别计算.涂装面积和涂层湿膜厚度的乘积为该涂层涂料的实际用量体积.向采办部门提供的料单应包括施工的损耗量,并且加以说明.稀释剂也是设计者必须考虑的.除了按面积计算以外,有些较细杆件管件,也可以按长度计算涂料用量.对于一些小的机械和附属件,如马达、紧固件、法兰等,则可以按件数计算.3表面处理对采用涂层保护的钢结构和设备表面,在涂装前进行符合标准要求的表面处理是保证涂层保护效果的关键环节.进行涂层保护设计时,必须对待涂表面的处理方法和应该达到的质量要求,作出说细的说明.表面处理方法有手工工具清理、动力工具清理、火焰清理、离心轮和空气喷吵处理、溶剂清洗和化学方法处理,设计时应极据实际需要选用适宜的方法.无论采用哪种处理方法,处理后的钢表面,都必须符合有关标准的要求.此外,表面处理时的环境条件、作业时的安全和环境保护也是设计的重要内容.4涂装方法和涂层检验涂层的施工涂装方法有高压无气喷涂、压缩空气喷涂以及刷涂、滚涂、热喷涂、浸涂等.涂装方法的确定一般依据涂料生产厂的技术说明,同时还应考虑施工条件和可能获得的设备.在设计文件中,对涂料的混合、稀释、贮存以及施工场所的温度、湿度等,都应有明确的规定.涂层检验包括对每道涂层的检验和验收前对全部涂层系统的检验.涂层检验的内容有湿膜和干膜厚度、涂层缺陷如漏涂、流挂、皱纹、裂纹、针孔等、附着力等.设计者应对上述内容的检验方法和应达到的指标,以及对不合格涂层的处理方示,作出明确的规定,这些规定必须符合有关标准、规范的要求.4、 阴极保护系统设计在进行阴极保护系统设计前,应对海洋石油平台钢结构本身和周围环境进行调查,掌握建造平台的材料、涂层保护等情况.对周围环境,除了应了解周围有无其他设施以及它们对平台阴极保护可能的影响以外,更应掌握所处海域海水和海泥的温度、PH 值、电阻率、含氧量、污染和细菌活动情况,以及海水流速、水中悬浮物等数据.阴极保护有牺牲阳极法和外加电流法,两种方法均可用于海洋石油平台的防腐蚀,但目前采用牺牲阳极法的占大多数.1阴极保护准则 设计阴极保护系统时,设计者应指明评价平台阴极保护效果的准则,以便在平台使用期间对平台被保护情况进行监测和检测.电位准则是最常用来评价阴极保护效果的准则.在通常条件下,平台结构测得的电位应符合表1-3的要求.施加保护电流时,阴极电位负移大于300mV,也表明平台处于良好保护状况.外观检查潜水员观察或触摸、物理测量、照相或摄像等和在平台典型位置安装试片也是评价平台阴极保护效果的有效方法.2保护电流密度的确定和保护电流计算保护电流密度因环境条件和海上平台结构的表面状况的不同,会有很大差别.确定保护电流密度时,设计者应根据相似条件的经验或试验测量结果予以确定.当遇到像库克湾那样的环境条件或风暴期间,保护电流密度会比表中的数值大得多.如果平台采用涂层和阴极保护联合保护,仅需考虑涂层缺陷和平台使用期间涂层损坏而需要的电流.涂层损坏程度很难确定,它取决于涂料的种类和施工质量.使用15~20年以后,海水中的涂层损坏程度可能达到50%.3阳极输出电流阳极输出电流大小应根据保护系统的需要加以设计.用于保护海洋石油平台的牺牲阳极,一般每个阳极块的输出电流为3~6A.用于外加电流系统的辅助阳极,应根据电流分布的需要以及阳极材料的特性和直流电源的配置来确定电流输出.4阳极寿命和阳极用量海洋石油平台阳极使用年限可有用式1~4计算.其中的阳极材料的利用系数,是指当剩余阳极材料不能发出所需要的电流时,已利用的材料质量与阳极使用前的质量之比.正确地设计阳极长度、截面和钢芯直径,可使阳极的利用系数达到至接近两年.阳极材料的消耗率是阳极材料性能的重要指标,它取决于材料的化学成分和冶炼铸造工艺,是通过实验测得并由阳极制造商提供保证的.表1-4 海水中牺牲阳极消耗率和电位表1-5 外加电流阳极材料的消耗率5设计中应特殊考虑的问题对海洋石洋平台阴极保护系统最主要的要求是它们的可靠性,因此,除了对用于保护系统的材料要有严格的要求以外,对系统中各种承受外力的构件,必须设计成有足够的强度,并保证安装的可靠性.用于海洋石油平台上的两种阴极保护系统,应予特别考虑的有以下这些问题.。
海洋平台结构分析与腐蚀防护
2e (1 / 2)O 2 H 2O 2OH
腐蚀机理
• 海水是最好的电解质之一。在溶液中含有 钠、氯离子，该腐蚀类型的阴极生成物是 氢氧化物，阳极生成物是铁的氯化物。
结构分析及局部详细设计
• 钢材性能优良时，微小的疲劳裂缝不至于 扩展成脆性断裂，通过改良结构几何形状、 焊缝外形、气割边缘及焊缝全焊透等都能 够提高焊缝疲劳功能。
结构分析及局部详细设计
• 对于重要节点，随着钢板厚度的增加，全焊 透角焊缝焊接量大、应力集中严重更为明显。
由于凹形填角焊缝比凸形填角焊缝的焊道趾
海洋平台结构分析与腐蚀防护
结构分析及局部详细设计
• 典型的平台结构分析包括： 结构构件的变形，构件内部应力状态。 构件的屈服、极限载荷、屈曲稳定、脆裂、 疲劳断裂分析。
结构分析及局部详细设计
如果是固定式平台，还要进行基础分析。 分析管件的承载能力，桩与土壤，桩与连 接结构之间的相互作用，土质的抗剪能力。 反复作用的荷载会是土质变软，增大摇动， 最终导致全局性的破坏。
近海结构腐蚀区
• 飞溅区避免使用水平撑杆是合理的。在这 个区域把钢材表面积减到最小是理想的， 可以避开该区腐蚀的活跃性。
近海结构腐蚀区
• 该区的喷砂和涂漆都最困难。寒冷气候下， 撑杆上的冰会引起多处破坏。 • 由于浸没和暴露交替出现，该区是最严格 的保护区域。常采用不腐蚀的包覆层，增 加钢构件的厚度。一般在12.7mm。
腐蚀机理
铁在水化电解质中的腐蚀可以表示为： 1.在没有氧的情况下：
Fe 2H 2O Fe(OH )2 H 2
海洋平台的腐蚀现状和防护措施
ｈ ａ ｒ ｓ ｈ ｍａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｓ ｅ ａ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ， ａ ｉ ｒ ， ｍ ａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｌ ｉ ｆ ｅ ａ ｎ ｄ ｄ ａ ｙ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ， Ｓ Ｏ ｈｅ ｔ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｍ ｒ ｊ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ
作迫在 眉睫 。但是海 洋环境 非常严 酷 ，海 水是 自然 腐蚀 破损 或断裂 不仅 引起有害 物 质的泄漏 ，污染 了 界数 量最大 的天然 电解 质 ，会对 金属管 线与设 备造 环境 ，有时还会 引起 突发 的灾难事 故 ，危及人 身安
成 严 重腐蚀 …，据 调查 统计 ，全 世界 每年 因腐 蚀造 全 。为 了保护海 洋油 气 田的生 产安 全运行 ，延长 海 成的 经济损 失约为７ ０ ０ ０ ｛ Ｌ 美元 ，我 国每年 因为腐蚀 上平台 设施的 使用寿命 ，保 障平 台操作 人 员的生命 造成 的经济 损失高达 数千亿 元人 民币 ，大 约 占ＧＤ Ｐ 安 全 ，节 约能源 资源 ，加 强海 上平 台设 施的防 腐保 的４ ％，为 自然灾 害造成 的损 失总和 的６ 倍 。除 此之 护 ，将是 我们 必须解决 和认 真对 待的 问题 。本 文针
圜
Ｇ 酶 ｇ ｅ
海洋平台的腐蚀现状和 防护措施
缪灿亮’ 王海 勇 王 思’
（ １ 冲 海 油安 全技 术 服 务有 限公 司 ，天 津 ３ ０ ０ ４ ５ ６；
２ ． 中海油 （ 中国） 有限公 司泰 皇岛３ ２ — ６ 作业公 司，天津 ３ ０ ０ ４ ５ ６ ） 摘 要 ：在海洋石 油工程 大力发展 的今 天，海洋平 台作 为海上油 气生产的基础设施 ，处在越 来越 重要 的位 置。海洋平 台处在恶劣 的海洋环境 中，受到海水、 大气、海洋生物、 日光 等作 用， 平 台导 管架等结构会 发生不 同情况的腐蚀 ，威胁 到设施 的安 全性 。在 分析 腐蚀机理 的基 础上 ，针
海洋工程中材料腐蚀的防护措施
海洋工程中材料腐蚀的防护措施海洋，占据着地球表面的绝大部分面积，蕴含着丰富的资源和巨大的潜力。
随着人类对海洋的探索和开发不断深入，海洋工程得到了迅速发展。
然而，海洋环境极为复杂和恶劣，其中材料腐蚀问题一直是海洋工程面临的重大挑战之一。
海洋中的盐分、温度、压力、生物等因素都会对工程材料造成严重的腐蚀，这不仅会影响设备的正常运行和使用寿命，还可能导致安全事故和环境污染，给海洋工程带来巨大的经济损失和潜在风险。
因此，采取有效的防护措施来减缓或防止材料腐蚀至关重要。
一、选用耐腐蚀材料在海洋工程中，选择具有良好耐腐蚀性能的材料是预防腐蚀的基础。
一些常见的耐腐蚀材料包括不锈钢、钛合金、铜镍合金等。
不锈钢具有较高的耐腐蚀性，尤其是含钼的不锈钢在海洋环境中表现出色。
钛合金具有优异的耐海水腐蚀性，但其价格相对较高。
铜镍合金在海水中能形成稳定的钝化膜，对海水的腐蚀有较好的抵抗能力。
然而，仅仅依靠材料本身的耐腐蚀性是不够的，还需要综合考虑材料的强度、韧性、加工性能和成本等因素。
在实际应用中，往往会根据具体的工程需求和经济条件，选择合适的材料或对材料进行表面处理，以提高其耐腐蚀性能。
二、表面涂层防护表面涂层是一种常用的海洋工程材料防护手段。
涂层可以将材料与腐蚀介质隔离，从而减缓腐蚀的发生。
有机涂层，如环氧树脂、聚氨酯等，具有良好的附着力和耐水性，能够在材料表面形成一层保护膜。
然而，有机涂层在长期的海洋环境中容易受到磨损、老化和生物附着的影响，需要定期维护和修复。
无机涂层，如热喷涂金属涂层（如锌、铝等）和陶瓷涂层，具有较高的硬度和耐腐蚀性。
热喷涂金属涂层可以通过牺牲阳极的作用对基体材料进行保护，而陶瓷涂层则能提供优异的耐磨和耐腐蚀性能。
此外，复合涂层结合了有机和无机涂层的优点，能够提供更长效的防护效果。
三、阴极保护阴极保护是一种通过向被保护金属结构提供电子，使其电位降低到腐蚀电位以下，从而抑制腐蚀的电化学保护方法。
牺牲阳极阴极保护法是将一种比被保护金属更活泼的金属（如锌、镁等）作为阳极，与被保护金属连接在一起。
海洋腐蚀与防护读书随笔
《海洋腐蚀与防护》读书随笔目录一、内容简述 (2)1.1 背景介绍 (3)1.2 研究意义 (4)二、海洋腐蚀概述 (5)2.1 海洋腐蚀定义 (6)2.2 海洋腐蚀环境特点 (7)三、海洋腐蚀原理 (8)3.1 电化学腐蚀 (9)3.2 化学腐蚀 (11)3.3 机械腐蚀 (12)四、海洋防护技术 (13)4.1 防腐涂层 (15)4.2 防锈材料 (16)4.3 防污垢技术 (17)4.4 选择合适的材料 (19)五、国内外海洋防护技术研究进展 (20)5.1 国内研究进展 (22)5.2 国外研究进展 (23)六、海洋腐蚀与防护中的挑战与未来趋势 (24)6.1 技术挑战 (26)6.2 研究方向 (27)七、结论 (28)7.1 主要成果 (29)7.2 不足与展望 (30)一、内容简述《海洋腐蚀与防护》是一本关于海洋环境中金属结构腐蚀及其防护技术的专业书籍，作者通过系统地阐述了海洋腐蚀的基本原理、类型、影响因素以及防护方法，为读者提供了全面而深入的理论知识和实践指导。
本书共分为五个部分，分别是：海洋环境的基本特性、腐蚀原理与分类、金属结构的腐蚀与损伤、腐蚀控制与防护技术以及实际案例分析。
在第一部分中，作者首先介绍了海洋环境的基本特性，包括海水的成分、温度、盐度、流速等，以及这些特性对金属结构腐蚀的影响。
作者详细阐述了腐蚀的原理和分类，包括化学腐蚀、电化学腐蚀、生物腐蚀等，使读者对各种腐蚀形式有了清晰的认识。
第二部分主要从物理、化学和生物学的角度分析了金属结构腐蚀的过程和损伤机制，揭示了金属表面与周围环境的相互作用关系。
在这一部分中，作者还重点介绍了金属钝化现象及其在防腐中的应用。
第三部分着重介绍了腐蚀控制与防护技术，包括涂层保护、缓蚀剂应用、阳极保护、阴极保护等方法。
通过对各种技术的原理、优缺点以及实际应用案例的分析，为读者提供了选择合适的防护措施的依据。
第四部分以实际案例为例，详细介绍了各种腐蚀控制与防护技术的实施过程和效果，使读者能够更好地理解和掌握这些技术在实际工程中的应用。
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不锈钢的耐蚀性主要取决于其含铬量。铬能与氧气快速反应形成一层氧化铬 膜，能有效阻止氧气的进一步腐蚀。不锈钢中的镍可提高不锈钢的耐酸性和耐蚀 性。 3、铜与铜基合金
虽然纯镍本身也有优良的耐蚀性，但仍和不锈钢一样又发生点蚀的可能性。 在镍基合金中，蒙乃尔、哈氏合金 C 和因科耐尔合金都是奶海洋腐蚀最好的结构 材料。镍和镍基合金在海洋气氛中有优异的耐腐蚀性，即使暴露 20a 仍能保持 金属光泽，在海水全浸区，其耐蚀性也十分优良。它在焊缝区有晶间腐蚀的可能 性，但低碳型合金和加银合金就能防止缝隙腐蚀。 5、铝及海洋级铝
电蚀和电偶腐蚀的区别：电解腐蚀通常被简称为电腐蚀或电蚀，它和电偶腐 蚀不同，是外来电源供应的电流引起的腐蚀。这种腐蚀的驱动力——电流——通 常是无意中形成的，是安装不正确的电路中发散出来的(例如，接地不正确)，通 常称为杂散电流。故电蚀又可称为杂散电流腐蚀。
不管同种金属还是异种金属，都可以发生电蚀，而且，这种杂散电流还可能 克服电偶腐蚀电流，从而迫使在正常条件下不会发生腐蚀的贵金属也会发生腐 蚀。 2.3.1.5 合金选择腐蚀
海洋平台腐蚀与防护
第一章 前言
1.1 国内外海洋平台事故
近 30 年来，海洋腐蚀向人类敲响的警钟。1980 年 3 月，在北海艾克菲斯油 田上作业的“亚历山大·基定德”号钻井平台，在 8 级大风掀起的高 6∽8m 的海 浪的反复冲击下，5 根巨大的桩腿中的 D 号桩腿因 6 根主撑管先后断裂而发生剪 切断裂，万余吨重的平台在 25min 内倾倒，使 123 人遇难，造成近海石油钻探史 上罕见的灾难。挪威事故调查委员会检查报告表明，D 号桩腿上的 D-6 主撑管首 先断裂。该主撑管曾经开过一个直径 325mm 的孔，并焊上一个法兰，准备安装平 台定位声纳装置，实际上后来并未安装，开裂就是从这个法兰角的 6mm 焊缝处开 始的，裂纹在海浪与荷载的反复作用下不断扩展，最后导致平台沉没。
蚀非 无机非金属材料
材金
碳系：石墨、玻璃碳、碳纤维玻璃钢等 硅酸盐体系：玻璃、陶瓷、水泥（混凝土）
料属
塑料：热塑性塑料、热固性塑料
材 有机非金属材料
橡胶：天然橡胶、合成橡胶
料
涂料
2.4.1.2 具有海洋抗腐蚀性能的材料 1、碳钢
碳钢是指含碳量低于 1.7%的铁-碳合金，可分为 4 类：工业纯铁，含碳量小 于 0.04%；低碳钢，含碳量在 0.04%～0.25%之间；中碳钢，含碳量在 0.25%～0.6% 之间；高碳钢，含碳量大于 0.6%。
合金选择腐蚀又称为选择性腐蚀或选择性浸出，它是由于腐蚀作用而从一种 固体合金中只除去其中一种元素的过程。 2.3.1.6 应力腐蚀开裂
稳态时的张应力和特种腐蚀介质的共同作用所引起的某些金属的开裂，叫 做应力腐蚀开裂(简而言之，应力腐蚀开裂是应力和腐蚀的联合作用而引起的开 裂)。
可能发生应力腐蚀开裂的应力总是低于这种金属在正常条件下发生断裂所 需要的应力，就是低于金属的抗断强度。
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电压)，若这两种金属互相接触(或用导线接通)，这种电位差就会驱动电子在它们 之间流动。此种耐蚀性较差的(贱金属)，在接触后的腐蚀速度增加(此金属成为阳 极)；耐蚀性较强的金属(贵金属)，则腐蚀速度下降(此金属成为阴极)。因这类腐 蚀形态涉及到电流和不同的金属，故称为电偶腐蚀，又称双金属腐蚀。 2.3.1.5 电解腐蚀(电蚀)
在海水中影响腐蚀的因素
物理因素
生物因素
溶解的气体
流动速度
氧气
气泡
二氧化碳
海水中悬浮物
化学平衡
冲击和划伤
盐含量
温度
(氯离子，溴离子和碘 压力
离子，硫酸根离子， 风力
镁离子等)
pH 值
碳酸盐溶解状况
污损生物 藻类 藤壶等附着动物 海中植物的生活 产生氧气 消耗二氧化碳 海中动物的生活 消耗氧气 发生二氧化碳 海中微生物的生活 产生硫化氢 产生有机酸
点蚀或缝隙腐蚀是引起应力集中常见原因，锐角处也常成为开裂扩大的起 点。 2.3.1.7 氢脆
氢脆的原因是氢原子扩散进入金属结构，氢溶解在金属中而生成脆性的氢化 物。氢脆易于引起应力腐蚀开裂，也有人把它叫做氢脆开裂，以区别于阳极性应 力腐蚀开裂。 2.3.1.8 晶间腐蚀
晶间腐蚀是应力腐蚀开裂的原因之一，它还可以使合金碎裂、片状脱落或 丧失强度。晶间腐蚀不易察觉，所以它是许多灾难性事故的常见原因。
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两固体材料之间互相接触的表面，由于振动和滑动使金属表面的保护膜损 伤，所引起的腐蚀称为振磨腐蚀。涂布防锈润滑油，提高光洁度和滑性，降低磨 擦力，避免振动，提高金属的耐磨性、硬度和韧性等方法都能减少或避免振磨腐 蚀。 2.3.2 海洋环境中金属的疲劳腐蚀
金属在交变的循环应力(如拉伸应力和压缩应力的交替进行)作用下发生破裂 的倾向，通常称为“疲劳”。
在存在腐蚀介质时，材料的抗疲劳性能就会下降，这就是腐蚀疲劳。 在海水或其他水溶液中，引发腐蚀疲劳开裂的起点大致上有 4 类：①点蚀。 点蚀孔易于成为开裂的核心部分。②严重形变区的材料的择优溶解。因为形变区 可成为局部阳极，未形变区成为阴极。③金属表面的氧化物保护膜的韧性通常不 如金属本身的韧性好，在曲折时易于开裂，这种开裂的裂缝处金属的腐蚀速度快， 引起金属腐蚀疲劳开裂。铝即使在空气中也没有腐蚀疲劳极限，而铜在海水中却 有良好的抗腐蚀疲劳性能，就可能是因为铝液依靠氧化物膜保护，而铜却不是。 ④金属表面吸附了污物，引起了表面能量降低，使微小的裂缝得以加速扩展。
晶间腐蚀是由晶界的杂质，或晶界区某一合金元素增多或减少而引起的。 为防止晶间腐蚀，可以在使不锈钢中的碳含量降到 0.03%以下(愈低愈好)， 或在不锈钢中添加易于和碳反应的稳定剂元素，如铌和钛等，或使用固溶淬火法， 即加热到 1066—1121℃，然后用水淬火，可减少晶间腐蚀的危险。 2.3.1.9 振磨腐蚀
3)潮差区：即在涨潮时浸在水下，在落潮时在水线上的地区。从理论上说， 海水平面由于氧气的供应不均匀，在水面上下造成了氧气浓差，水线上下形成大
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型的氧气浓差电池。空气中部分氧气供应最充分，故为阴极，受到保护，腐蚀较 小(曲线中的极小值)；恰好浸在海水线下的部分为阳极，腐蚀极其严重(图中的第 二极大值)。但因海浪和风的冲击，干湿边界瞬即变化，故总的来说，这部分(从 海平面到海平面下约 1 米的地方)也是腐蚀比较严重的地区之一。钢铁腐蚀速度 可达 120～270 微米/年(荷兰)。
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第二章 海洋腐蚀
2.1 海水性质
海水中是最丰富的天然电解质溶液，通常海水中的含盐量为 3.2～3.75%(港口因有淡水
稀释，盐度可能低达 1.0%)，海水中的 pH 值为 8～8.2 之间。
在海水中影响金属腐蚀的因素可分为化学因素、物理因素和生物因素三大类，这些因素
是互相关联且互相有影响的。
化学因素
4)全浸区：这部分的腐蚀受到海中溶解氧气，盐浓度，流速，水温，海生物， pH 值和流砂的影响，它又可分为三个区域：
① 浅海区。为自海面至海平面下 50 米处，因溶解氧气浓度较高，故腐蚀较 严重。
② 中等深度区。为海平面下 50～200 米处，腐蚀程度中等。 ③ 深海区。为海平面下 200 米以上，因溶解氧气浓度较低，故程度较小。 此三区的钢材平均腐蚀速度为 26～90 微米/年。 5)海底土壤区：受到细菌腐蚀及污染的土壤堆积腐蚀，腐蚀情况比较和缓。 钢材腐蚀速度为 15 微米/年。
在海洋环境中，铜与铜基合金常见的腐蚀类型有均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀 和成分选择性腐蚀（如黄铜脱锌、白铜脱镍）等，此外，还会发生应力腐蚀和腐 蚀疲劳。
在海水中，铜与铜合金有较好的耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能。其中，白铜是耐 海水腐蚀性最好的一类铜合金。铜与铜基合金在海水中具有抗生物污损的能力。 4、镍与镍基合金
2010 年 9 月 7 日 23 时，山东东营胜利油田位于渤海的作业 3 号修井作业平 台受玛瑙台风影响(风力最大时阵风 9 级，浪高近 4 米)平台发生倾斜发生倾斜 45 度事故。平台上 4 人落水，32 人被困平台。目前已有 34 人获救。平台设计通常 都考虑台风的影响，况且又是在中国的内海-渤海，我觉得平台倒塌与海洋腐蚀 应有一定的关联。
钢铁在海水中或在实际工作环境中的腐蚀行为受到很多因素的影响，同一种
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刚在不同的环境中的腐蚀速度可以差别很大。同一地区的海水对插入钢桩不同部 位的腐蚀也不同。飞溅区腐蚀最严重，这一地区供养充分，氧去极化作用强烈， 浪花又易冲击破坏保护膜。钢材在海水中还易受到生物腐蚀作用。在海底泥浆区 或被污染的海域，危害最大的就是硫酸盐还原菌，它能够使硫酸盐还原成腐蚀性 极强的硫化氢和其他硫化物，从而加速钢材的腐蚀。
2.4 各种材料在海洋环境中的腐蚀及防护
2.4.1 常用的耐腐蚀材料
2.4.1.1 分类
表 2-1 常用的耐腐蚀材料分类
金
黑色金属
铸铁、碳钢、合金钢、不锈钢
属 耐材
有色金属
Al 及其合金，Mg 及其合金，Ag 及其合金 Ni 及其合金，Ti 及其合金，Ag 及其合金
腐料
稀贵金属
Pt,Au,Ru,Rh,Pd,Zr,Hf,Ir 及稀土等
1.2 腐蚀工程
腐蚀工程包括腐蚀原理和防护技术两部分： 腐蚀原理是从热力学和动力学方面解释和论述腐蚀的原因、过程和控制。 防护技术泛指防止或延缓腐蚀损害所采用的有效措施。大体上有以下几种： ①选择材料，根据使用环境合理选用各类金属材料或非金属材料； ②电化学保护技术，主要是阴极保护技术、阳极保护技术与排流技术； ③表面处理技术，如磷化、氧化、钝化及表面转化膜； ④涂层、镀层技术，主要有涂料、油脂、镀层、衬里与包覆层等； ⑤调节环境，即改善环境介质条件，如封闭式循环体系中使用缓蚀剂、调节
2.3 腐蚀类型