CB22单井海洋平台浪溅区腐蚀修复技术先导试验
一种海上风电单桩基础浪溅区腐蚀在线检测设备[实用新型专利]
![一种海上风电单桩基础浪溅区腐蚀在线检测设备[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5f5aa806f8c75fbfc67db22a.png)
专利名称：一种海上风电单桩基础浪溅区腐蚀在线检测设备专利类型：实用新型专利
发明人：常志明,周莹莹,姜浩,张梦超
申请号：CN201721657146.9
申请日：20171201
公开号：CN207959295U
公开日：
20181012
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种海上风电单桩基础浪溅区腐蚀在线检测设备，架设于海上的风力发电机包括自海底延伸出海面的塔筒基础，竖直筒状的塔筒基础自下至上依次穿过海洋的海泥区、全浸区、潮差区、浪溅区，直至出入大气区；检测设备包括套装于浪溅区塔筒基础外周的环状平台，环状平台经升降装置安装于塔筒基础上；环状平台上设有多个防水处理的摄像头，各摄像头的镜头朝向处于浪溅区的塔筒基础，以在升降装置驱动环状平台上下移动过程中对处于浪溅区的塔筒基础的外壁面进行图像拍摄。
通过上述设置，以使环状平台被升降装置带动而在浪潮区进行相应升降位移，实现环状平台上所设摄像头对浪潮区的塔筒基础进行全面拍摄，准确获取浪潮区塔筒基础腐蚀检测信息的目的。
申请人：大唐国信滨海海上风力发电有限公司,同济大学
地址：200092 上海市杨浦区隆昌路复旦软件园1号楼1505室
国籍：CN
代理机构：北京元中知识产权代理有限责任公司
代理人：王明霞
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中科院科技成果——浪花飞溅区复层矿脂包覆防腐技术
中科院科技成果——浪花飞溅区复层矿脂包覆防腐技术
项目简介
位于浪花飞溅区的海洋钢结构受到海水腐蚀最为严重，比在海水全浸区高3-10倍。
复层矿脂包覆防腐技术由四层紧密相连的保护层组成，即矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带、密封缓冲层和防蚀保护罩。
其中矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带是复层矿脂包覆防腐技术的核心部分，含有优良的缓蚀成分，能够有效的阻止腐蚀性介质对钢结构的侵蚀，并可带水施工；密封缓冲层和防蚀保护罩具有良好的耐冲击性能，不但能够隔绝海水，还能够抵御机械损伤对钢结构的破坏。
浪花飞溅区复层矿脂包覆防腐技术得到国家“十一五”科技支撑计划等有关项目的支持，授权专利4项，其中发明专利3项。
该项技术已分别在青岛港液体化工码头、湛江港、舟山中华兴中、盐城大丰港、广东粤电靖海发电有限公司等地开展了应用示范，并取得良好的应用效果。
技术的先进性更受到国内同行业专家的普遍认可，已达到国内领先水平。
海洋钢结构飞溅区防腐蚀技术现状
ｔｅ ｔｅ ａｅ ｂ ｉｔａ ｄ ａｌ ｔｏ ｔｌｍ ａｅ ａｓａ ｅｐ ｔｉ ｔ ｓ ． ｃ ｕ ｅ ｏ ｅ ｓ ｖ ｒ ｃ ａ ｎ ｉｏ ｅ ｔ ｔ ｅ ｉｏ ｄ ｒ ｓｌ ｒ ｕ ｌ ｎ ｏ ｆｍｅ ａ ｔｒ ｌ ｒ ｕ ｎ ｏ ｕ ｅ Ｂｅ ａ ｓ ｆｔ ｅ ｅ ｅ ｏ ｅ ｎ ｅ ｖ ｒ ｍ ｎ ， ｒ ｎ ａ ｉ ｈ ｈ ｎ
海洋钢结构飞溅 区防腐蚀技术现 状
张彦军’韩 文礼’ 白玉洁 张贻刚’孙 好 周 巍 （． １ 中国石油集 团工程技 术研 究院 ，天津 ３０ ５ ； ０４ １
２ 冀 东油 田勘 察 设 计研 究院 ，河 北 唐 山 ０ ３ ０ ） ． ６ ０ ０
摘
要 ：由于海洋腐蚀环境 苛刻 ，海洋环境 中的钢铁 与周 围介 质 发生 电化 学反应 等而受到 严
Ｚ Ａ Ｇ Ｙ ｎ ｕ ’ Ａ ｎ Ｂ Ｉ ｕ ｉ ， Ｈ Ｎ ｉ ａ ｇ ， Ｕ ａ Ｚ ＯＵＷｅ Ｈ Ｎ ａ ｑ ｎ ，Ｈ ＮＷｅ ． Ａ ．ｅ Ｚ Ａ Ｇ Ｙ－ ｎ ’ Ｓ Ｎ Ｈ ｏ ， Ｈ ｉ Ｙ ． ｊ ｇ
（． Ｎ ＣＲ ｓａｃ ｓｔｔｏ ｎ ｉｅｒ ｇＴ ｃ ｎ ｌ ｙＴ ａｊ ０４ Ｃ ｉａ １Ｃ Ｐ ｅｅｒ Ｉ ｔｕｅ ｆ ｇ ｅｉ ｅｈ ｏｏ ， ｉ ｉ ３ ０ ５ ， ｈｎ ； ｈ ｎｉ Ｅ ｎ ｎ ｇ ｎｎ １ ２ Ｒ ｃｎ ａ ｓｎ ｅ Ｄ ｓ ｎＲ ｓａ ｈＩｓｔｔｏ ｄｎ ｉ ｅ ｏ ｐ ｎ Ｔ ｎ ｓａ ６ ０ ０ Ｃ ｉａ ． ｅｏ ｎ ｉ ａｃ ＆ ｅｉ ｅｅ ｃ ｔｕｅ ｆ ｉ ｇ ｌ ｌ Ｃ ｍ ａｙ， ａｇｈｎ ３０ ， ｈ ） ｓ ｇ ｒ ｎｉ Ｊｏ Ｏ ｆ ｄ ｉ ０ ｎ
CB22单井海洋平台浪溅区腐蚀修复技术先导试验
ＣＢ２ ２单 井海 洋 平台 浪溅 区腐蚀 修 复 技术 先导 试验
文世鹏 ’ 李 言涛 路国章 朱 长昊 （ 中石化 胜利 油 田分公 司海 洋采油厂 东营 ２ ７ ３ ２． １． ５ ２ ７； 中国科学 院海洋研 究所 青岛 ２ ６ ７ ） ６ ０ １ 摘 要： 海洋钢结 构的腐蚀防护一直是 海上开发 关键 的配套技 术 ， 尤其在 海洋浪花 飞溅 区， 钢结构表 面由于受到海水 的周期 润涅， 长期处 于干 湿交替状 态 ， 氧供应 充分 ， 盐分不断浓缩 ， 加上温度差异及 风和海水 同时作用时 引起 的波 浪冲击 等因素作 用， 庸蚀特别 严重 ， 本文就 Ｃ ２ 井 的 海 洋 钢 结 构 物 浪 花 飞溅 区 腐 蚀 复 层 修 复技 术 进 行 了论 证 分 析 ， 举 有 若 干 实 例 。 Ｂ２ 单 井 关键词 ： 石油平台 浪 溅 区 腐蚀 中图分类 号 ： ＧＩ ２ ６ Ｔ ９ ５ Ｔ ７ ． ． Ｅ 文献标 识 码 ： ８ Ａ 文章 编号 ： ６ ４ ９ ｘ（ ｏ ） （） ｏ ８ ３ １ ７ —０ ８ ２ １ １ ａ 一ｏ —０ ０ ０ ７
长 期 处 于 干 湿 交替 状 态 ， 供 应 充分 ， 分 氧 盐 海 洋 钢 结 构 的 腐 蚀 防 护 一 直 是 海 上 开 不 断浓 缩 ， 上 温 度差 异 及 风 和 海 水 同 时 加 发 关 键 的 配 套 技 术 。 其 在 海 洋 浪 花 飞 溅 作 用 时 引 起 的 波 浪 冲 击 等 因 素 作 用 ， 蚀 尤 腐 区 ， 结 构 表 面 由于 受 到 海 水 的 周 期润 湿 ， 特 别 严 重 。 花 飞 溅 区 的 腐 蚀 速 度 可 比 海 ０倍 。 ～ｌ 因此 国 内外 对 海 洋 钢结 构 浪 花 飞 溅 区 的 防腐 技 术 都 十 分 关 注 。 国 外 目前 已研 制 成 功 一 些 防 护 新 材 料 ， 日 如 本 的Ｄ ｎ ｏ Ｅ Ｔ及Ｄ ｎ ｏ Ｆ Ｐ ｅ ｓ— Ｆ ｅ ｓ － Ｒ 复层防 蚀系 统 ， 在 施 工 、 用 技 术上 积 累 了丰 富 的 经 并 应 验 ， 功地 解决 这 个 部 位 钢 的 腐蚀 问题 。 成 当 前 ， 内 对 解 决 海 洋 钢 结 构 物 的 大 气 和水 国 下 部 位 的 腐 蚀 问题 虽 已 获 得 较 大 进 展 ， 但 对浪溅 区这个关键部 位的腐蚀问题 ， 至今 尚未 有 比较 成 熟 的 、 济 有效 的防 护 方法 ， 经 基 本 上 还 停 留在 初 步 研 究 阶 段 。 埕岛石油 开发 区地处渤海 湾西部 ， 水 深 在 ２ ｍ之 内 。 水 盐 度 在 ３ ． ～３ ． 之 ０ 海 ０ １ １Ｏ 间， 海水ｐ ８ ０ 到８ ２ 。 黄河水 的影 响 ， Ｈ ．５ ． １受
“海洋防腐卫士”侯保荣
“海洋防腐卫士”侯保荣作者：陆成宽来源：《科学之友》2022年第05期“我就专心干好海洋腐蚀防护这一件事。
”侯保荣说。
20世纪70年代，国内一般将海洋腐蚀环境分为大气区、潮差区和海水区。
潮差区因潮水忽高忽低、风吹日晒，一度被认为是腐蚀最严重的区域。
然而，事实果真如此吗？年轻的侯保荣在实验中发现，在同一根钢桩上，位于潮差区上方的部分腐蚀严重，而真正位于潮差区的部分反而腐蚀较轻。
为进一步确认，他又专门查阅了国外的相关文献。
这些资料表明，海洋潮差区腐蚀轻，而浪花飞溅区的腐蚀最为严重。
“我当时就决定，要彻底弄清到底哪个区域腐蚀最严重。
”侯保荣回忆道。
为了找出答案，侯保荣等人在国内首次进行了外海长尺挂片实验。
结果显示，浪花飞溅区是被忽视的“大老虎”，它才是海洋腐蚀最严重的区域，是真正的腐蚀防护短板。
“尽管外海长尺挂片能够真实反映外海实际钢桩的腐蚀情况，但海洋环境恶劣，样品十分容易丢失，而且试样处理方法烦琐，试验难度很大。
”侯保荣说。
侯保荣当时，他萌生了一个大胆的想法：把大海“搬”进实验室。
这样样品不仅不会丢失，而且处理起来更精确。
于是，侯保荣等人在海边临时建了一个连通海水的水池，以开展模拟海洋腐蚀环境的挂片实验。
而后，他们利用这个装置进行了一年的挂片实验。
实验的过程是艰辛的。
“我要从实验现场把那些金属样板背到中国科学院上海冶金研究所实验室进行检测分析，其间要先坐火车赶到市区，再徒步行走一两千米。
”侯保荣回忆道。
顾不上条件简陋、吃苦受累，他最关注的还是实验结果。
功夫不负有心人，最终他们的实验结果证明，模拟腐蚀实验确实能够反映外海的腐蚀规律。
经过多次长尺实验，侯保荣又开始思考：“为什么前人都认为潮差区海水腐蚀最严重？”仔细研究早前的文献后，他发现，这是由于实验方法不正确造成的。
海洋中的钢铁设施上下是自然电导通的，而前人研究却将多片试片分别悬挂于不同腐蚀区带中，相互之间没有电导通，是孤立的，差别就在这里。
搞清楚了这一点，侯保荣接着想：能否将处理好的试片用一根导线连接起来进行模拟实验？这就是后来获得中国科学院科技进步二等奖项目“电连接模拟海洋腐蚀试验装置和方法”的雏形。
海洋工程潮差与浪花飞溅区再创新PTC防腐技术在东海海域的应用研究
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在这个 区域发 生严重 的局部腐 蚀破坏 ，会导致 整座 脂 、矿 脂缠带 、高密 度聚乙烯 护套用于 海洋 工程 中 设施承 载 力大大 降低 ，缩短使 用寿命 ，影响安 全使 钢桩潮差区的包覆保护 ，取得 良好的防护效果 。
用 ，甚至导致设施提前报废。 日本 ２ 世纪６ 年 代 引进 Ｄ ｎ ｏ 术 ，经过长 期 ０ Ｏ ｅ ｓ技 同时 ，由于潮 差与浪花 飞溅 区环境 条件 的不稳 的改 良完善 ，研究成功 一种适 用于码 头 、桥梁 及其 定性 ，涂料和 电化学保 护等 常规 防腐蚀 技术都 不能 他 海洋 工程 钢 结构 浪 花 飞 溅 区长 期 耐 久 的防 腐 技
． ６
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涂防膏，天海力增强 。 腐速大 天然海水： ３ 钢 抹蚀后在然水的然蚀率大样在 中自 。 图 溢 ３ 腐蚀能 中电弧学阻抗谱
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腐蚀 研究
Ｃｏｒ ｏｓ ｏｎ Ｒｅｓｅａ ｒ ｒ ｉ ｃｈ
圈 圜
１２ 技术 结构 与 防腐原 理 ．
海工钢结构浪溅区及潮差区腐蚀防护方法
第19卷 第6期 中 国 水 运 Vol.19 No.6 2019年 6月 China Water Transport June 2019收稿日期：2019-05-04作者简介：耿 茜，中交四航港湾工程设计院有限公司。
海工钢结构浪溅区及潮差区腐蚀防护方法耿 茜（中交四航港湾工程设计院有限公司，广东 广州 510231）摘 要：一直以来，海工钢结构在浪溅区及潮差区腐蚀问题是一个难以解决的难题。
本文简要指出浪溅区及潮差区腐蚀概况，并针对近些年国内外防腐蚀方法做出总结，对各种方法的优缺点进行了分析，供相关工程参考。
关键词：海工钢结构；浪溅区；潮差区；腐蚀防护中图分类号：TQ630.7 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2019）06-0144-03位于浪溅区及潮差区的钢构件常常因干湿交替、含氧量高、阳光直射、海洋生物附着等因素[1]腐蚀极其严重，而且普通防腐防护措施难以奏效。
本文作者结合多年来设计经验，以及相关规范和资料，对海工钢结构在腐蚀最严重的浪溅区及潮差区腐蚀防护方法做出总结，指明各种方法优缺点，以供相关工程设计参考。
一、浪溅区及潮差区腐蚀状况浪溅区是海水浪花与海水微粒飞溅所能波及之处[1]。
在此区间，由于海水飞溅、干湿交替、氯盐含量大，阳光直射、含氧量高、无海生物污损等原因造成的腐蚀程度最为严重，厚0.25英寸的钢板，5年即穿孔[2-3]。
潮差区位于平均高潮位和平均低潮位之间，除微电池腐蚀外，还受到氧浓差作用，因供氧充分为阴极，受到保护，腐蚀情况次于浪溅区[4]，但此区间由于水位变动、干湿交替，施工难度大大增加，一般防腐蚀方法难以起效。
二、浪溅区及潮差区腐蚀防护方法 1．改进钢结构物理性质 （1）预留腐蚀裕量预留腐蚀裕量，即在钢构件设计之初就考虑腐蚀侵蚀对钢板厚度的损害，从而预留一定厚度保护结构。
海工钢结构预留腐蚀裕量的计算，可根据规范《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》（JTS153-3-2007）而定。
02-海洋钢结构浪花飞溅区防腐蚀技术-侯保荣
第四部分 浪花飞溅区新型防蚀技术
海洋大气区 浪花飞溅区 海水潮差区
海水全浸区
平均高潮线
平均潮位线 平均低潮线 低潮线下1.0m
海底面
海底泥土区
覆
盖 层
保 护
电
化
学 保
【A】
护
覆 盖
层 保电 护化
学
保 【B】
护
覆 盖 层 保 护
【C】
余 量 保 护
防蚀保护罩
聚乙烯发泡衬里 防蚀带 防蚀膏 钢铁基体
What is the Cost of Corrosion in the United States?
美国于1999年开展了第七次腐蚀损失调查，涉及国民经济 的26个主要行业和部门
Highway Bridges
Ships
Hazardous Materials Transport
Gas & Liquid
0.15%
自由膜
JISK6911
水蒸气透过性 试验
透过量 透过系数
0.2 g/m2.24hr
5.5x10-3g/24hr.m2. mmhg-cm
自由膜
ASTM E-96
超厚膜涂层抗冲击性能优异，为环氧沥青涂层的6~8倍; 超厚膜涂层抗水蒸气透过性优异，为环氧沥青涂层的4倍以上。
不同对比涂层体系(C体系为聚脲弹性体涂料)
海洋钢结构浪花飞溅区 防腐蚀技术
中国科学院海洋研究所 侯保荣
2009.3.29
2008年中国腐蚀损 失是多少？
腐蚀损失﹥9000亿元？
海洋大气区
涂料
浪花飞溅区 海水潮差区 海水全浸区
海底泥土区
平均高潮线 平均低潮线
海底
海洋工程用铝合金的腐蚀与防护研究进展
海洋工程用铝合金的腐蚀与防护研究进展侯悦;田原;赵志鹏;徐琦;陈守刚【期刊名称】《表面技术》【年(卷),期】2022(51)5【摘要】海洋工程用铝合金部件在服役环境下引发的点蚀、晶间腐蚀等已成为困扰机器装备使用寿命和稳定性的关键问题。
目前,阴极保护、缓蚀剂、阳极氧化和保护涂层是针对海洋环境中铝合金腐蚀的常用防护措施。
阐述了海洋工程装备常用的铝合金类型和使用场所,发现5系和6系铝合金是船舶制造和海洋平台搭建的首选材料,其中,具备优异力学性能、耐腐蚀性能的5系铝合金一般用来制作甲板、储存装置等大型主要承力构件。
重点综述了铝合金在海洋大气区、浪花飞溅区、海水全浸区的腐蚀行为和腐蚀机制,经对比发现,与钢不同,铝合金在海水全浸区的腐蚀最严重,而在环境最恶劣的浪花飞溅区腐蚀损伤相对较轻;点蚀、晶间腐蚀是2种典型的铝合金腐蚀类型,同时应力腐蚀、微生物腐蚀也制约着铝合金在海洋工程领域的应用。
最后分析了当前在海洋环境中对铝合金腐蚀防护采取的几种措施,指出工程实际中采用的防护方式为2种及2种以上措施的联合使用,并提出铝合金未来在失效行为分析、性能优化和涂层材料选择等方面的发展趋势,以期为研发在极端海洋环境下服役的铝合金及其防护材料提供参考。
【总页数】14页(P1-14)【作者】侯悦;田原;赵志鹏;徐琦;陈守刚【作者单位】中国海洋大学材料科学与工程学院;中车青岛四方机车车辆股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】TG174【相关文献】1.高强铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀防护研究进展2.海洋工程钢结构焊缝腐蚀与防护研究进展3.海洋工程钢结构腐蚀防护的研究进展4.铝合金焊接接头腐蚀行为与防护方法的研究进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水下和海洋平台钢结构防腐新材料
水下和海洋平台钢结构防腐新材料作者：张颖怀来源：《新材料产业》 2013年第11期文/ 张颖怀北京安科管道工程科技有限公司一、海洋环境金属结构物防腐现状海洋环境可以分为大气区、飞溅区、潮汐区、全浸区、海泥区5个不同腐蚀区域，钢铁在不同区域之间腐蚀特征各不相同。
其中，飞溅区是腐蚀速率最高的区域，海泥区因含氧量低，腐蚀速率最低。
目前，对全浸区、海泥区及部分潮差区金属构筑物的防腐主要采用富锌底漆加面漆保护的物理方法和阴极保护的电化学方法，对海洋大气区、飞溅区、潮差区则主要采用重防腐涂料涂装的方法。
另外，海洋环境中的金属结构物在使用过程中始终浸没在水中,或由于潮水的涨落和飞溅处于潮湿状态，一般涂料无法施工，这就迫切需要能在湿面或水中直接进行涂装的水下固化型涂料。
除了海下金属结构物需要水下固化型涂料外，在海上航行的船舶如能直接进行水下清洗和水下涂装, 无疑将延长船舶的续航时间，减少入坞次数，降低维护成本。
海洋平台防腐涂料主要包括无机富锌、有机硅、环氧、丙烯酸、聚氨酯、氟碳和聚硅氧烷类等涂料，可依据平台不同部位的腐蚀特点选用不同的涂料和涂层体系。
近年来，国外出现了一些新型的海洋防腐技术，适合海洋环境不同金属结构件的防腐。
例如安螺（A l o c i t）水下涂料和安耐层（Enviropeel）海洋平台法兰等异形件防腐涂层。
下面重点介绍这2种海洋环境防腐技术。
二、Alocit 水下涂料的性能和使用案例1．Alocit 性能Alocit在海洋领域已应用了很长时间，该材料耐久性好，具有其他涂料无法比拟的性能，可以在干燥区域、水下或油污表面进行施工操作，特别适用于飞溅区结构的保护。
如图1所示，土耳其石油海岸的油气平台上建立了43m高的超大金属构件，大部分平台在水下。
水面上的平台支架存在一段0.75 ～0.5m 的飞溅区。
该材料表面坚硬，具有很好的耐磨性和耐冲击性，是环境友好型材料，在飞溅区的使用寿命达10 ～15年。
海洋平台的腐蚀及防腐技术
台的使用 安全 。而 且 由于海洋 平 台远离 海岸 ， 不能 像船 舶那样 定 期进坞 维修 保养 ， 因此 海洋 平 台的建 造者 及 使用者 都非 常重视 海洋 平 台的 防腐 问 题 。如 何对 海洋 平 台结 构进 行 长 效 防腐 ， 以及 开 发 研究 海 洋 平 台结
构 长效 防腐 的新 材料 、 新技 术及 新工 艺都 具有 十分 重要 的意义 。
收 稿 日期 ：２ ０ —０ — ２ ０８ ８ ６ 作 者 简 介 ：胡 津 津 （ ９ ９） ， 程师 ， 事 非 金属 材 料 研 究 。 １７一女 工 从
腐 防护 技 术 的研 究提 供 参 考 。
关 键 词 ：海 洋平 台 ； 腐 ； 喷 涂 ； 加 技 术 ； 腐 套 防 热 锌 防 中 图分 类 号 ：ＴＧ１ ７ 文 献标 识 码 ：Ａ
ＣｏＲＲｏＳ ｏＮ Ｉ ＡＮＤ ＡＮＴＩ ＣＯＲＲｏＳ ｏＮ Ｉ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ Ｉ ｏＦＦＳ ｏＲＥ Ｎ Ｈ ＰＬＡＴＦｏＲＭ Ｓ
海 洋 平 台的 腐 蚀 及 防肩 技 术
胡 津 ，上 海 ２ ０ ３ ） 上 ０ ０ ２
摘 要 ：概 括 了 海 洋平 台 不 同 区域 的腐 蚀 环 境 和 腐 蚀 规 律 ， 海 洋平 台重 防 腐 涂 料 的 选 择 要 求 及 配 套 体 对
ｇｙ；ａ ｉｏ ｒ ｉ ｎ ｗ ｒ ｐ ｎｔｃ ｒ ｏｓｏ ａ
海 洋平 台是一 种海 上大 型工程 结构 物 。其 钢 结 构 长 期处 于盐 雾 、 气 和 海 水 等环 境 中 ， 到 海 水 及海 潮 受 生 物 的侵 蚀 ， 而产生 剧烈 的 电化学腐 蚀 。腐 蚀 严 重影 响海 洋 平 台 结构 材 料 的 力 学性 能 ， 而影 响 到 海 洋平 从
成果简报
普通酸蚀 、 碱蚀 、 低温抛 光等传 统工 艺 的换 代技 术 。 技 稳 定 。该 多效薄 膜 蒸 发器 设 备 的分 离效 率 高 ， 行 成 本 该 运 术 已申报 两项 国家发 明专 利 。 亮酸蚀 技 术的市 场前 景 合 理 ．三 废 ” 理符 合 环保 要 求 。通 过 与 国外 同类 产 品 光 “ 处
类酸（ 以磷 酸 为 主 ） ｌ 约 ５万 ｔ黄 烟 及 废 水 处 理 成 本 近 都足 常 规 的 防腐 涂 料 ， 、 涂层 破 损 、 生物 附着 现 象 严 重 ， 海
ｌ ５亿元 ，提 升产 品成 品率 、减少 生 产 厂家损 失 约 ５亿 严 重影 响平 台的使 用 寿命 。为攻 克 这个 难题 ， 利工 程 胜
术。 该技术 已申报 两项 国家发 明专 利 。 ２ ０ 以 ０ ５年全 国共 洋平 台 浪溅 区 的钢桩 腐蚀 修复 先 导试 验 ． 获 得 成功 。 并
生产 了约 ５ ０万 ｔ 抛光 材料 为例 ， 全 部换 代 ， 节 约各 若 可
埕 岛油 田海 上 平 台 的浪 花 飞 溅 区和 潮 差 区采 用 的
该公 司 研发 的铝 合 金化 学 磨砂 无 烟 抛 光 技术 彻 底
解决 了三酸抛光 存 在 的黄 烟 、 流痕 、 药耗 、 高 低成 品率 的 浪溅 区 的腐蚀 修 复难 题得 到 了解决 。 胜利 工程 设计 咨询
世界 性难题 ． 现有 三 酸抛 光 、 是 电解抛 光 的升 级换 代 技 公 司经 过 几年 的摸 索 ．在 埕 岛油 田 ２ ２单井 上进 行 了海
的潜 心 攻关 之 后 ， 日前 终 于 取 得 了 重 大突 破 ， 计 出具 设
佛 山市 三水 雄鹰 金 属 防护 材 料 厂 有 限公 司是专 门 有 复合 转子 和 Ｔ Ｉ 通 道 出 口的多 效 薄膜 蒸发 器 ， 而 Ｄ多 从 从 事铝表 面处理技 术研究 、 生产 和服务 的高 科技公 司 。 实 现 了对 于 固化剂 中游 离 Ｔ Ｉ的有 效 脱 除 。 Ｄ
海洋构筑物浪花飞溅区腐蚀与防护技术_20090619
海洋构筑物浪花飞溅区腐蚀与防护技术侯保荣中国科学院海洋研究所青岛市南海路7号 266071 E-mail：brhou@一、腐蚀的危害腐蚀与国家经济建设和国防建设的关系十分密切，但由于腐蚀与防护是跨行业、跨部门、带有共性的科学技术，很少直接创造经济效益。
同时，腐蚀是一种悄悄在进行的破坏，不易发现，不像地震和火山等自然灾害那样引人关注。
所以对于腐蚀造成的破坏和损失往往给人的印象不那么深刻。
据统计，腐蚀损失约占国民生产总值的2~4%。
美国于2002年发布的本国第7次腐蚀损失调查结果表明，1999至2001年间，美国每年的直接腐蚀损失是2760亿美元，约占其GDP的3.1%。
我国2008年国内生产总值超过30万亿元，如按腐蚀约占GDP的3%计算，2008年我国因腐蚀所造成的经济损失超过9000亿元人民币。
除造成经济损失之外，腐蚀还造成金属资源和能源的浪费、构筑物和设备的破坏、环境的污染，产品质量的降低，引起人员伤亡，并有可能阻碍新技术的发展。
目前，我国在海洋油气田开发、港口建设、跨海大桥、海底隧道、船舶工程和深海勘探等领域已建和在建大量的各种钢结构及钢筋混凝土结构设施，一旦这些设施发生灾害性腐蚀，将会导致巨大灾害性破坏和巨大经济损失。
如果我们的研究和防护工作做得好，其中25~40%的腐蚀损失是完全可以避免的。
发展海洋腐蚀防护技术，特别是钢铁设施关键部位的防腐蚀技术，对于降低重大灾害性事故发生，延长海上构筑物的使用寿命具有重大意义。
二、浪花飞溅区腐蚀严重性海洋环境可以分为海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海底泥土区五个腐蚀区带。
我国从上世纪70年代起开展了钢铁设施在海洋环境不同腐蚀区带的腐蚀规律研究，并发明了电连接模拟海洋腐蚀试验装置与方法，建立了海洋环境腐蚀模拟装置。
国内外长期的海洋腐蚀研究结果表明，钢结构设施在海洋环境不同区带的腐蚀速度有明显差别，其中，浪花飞溅区是钢结构设施腐蚀最为严重的区域。
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７８科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ２０１０ ＮＯ．２８Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ工 程 技 术１ 前言海洋钢结构的腐蚀防护一直是海上开发关键的配套技术。
尤其在海洋浪花飞溅区,钢结构表面由于受到海水的周期润湿,长期处于干湿交替状态,氧供应充分,盐分不断浓缩,加上温度差异及风和海水同时作用时引起的波浪冲击等因素作用,腐蚀特别严重。
浪花飞溅区的腐蚀速度可比海水中高出3～10倍。
因此国内外对海洋钢结构浪花飞溅区的防腐技术都十分关注。
国外目前已研制成功一些防护新材料,如日本的Denso-EFT 及Denso —FRP 复层防蚀系统,并在施工、应用技术上积累了丰富的经验,成功地解决这个部位钢的腐蚀问题。
当前,国内对解决海洋钢结构物的大气和水下部位的腐蚀问题虽已获得较大进展,但对浪溅区这个关键部位的腐蚀问题,至今尚未有比较成熟的、经济有效的防护方法,基本上还停留在初步研究阶段。
埕岛石油开发区地处渤海湾西部,水深在20m 之内。
海水盐度在30.1～31.0之间,海水pH 8.05到8.21。
受黄河水的影响,图１ 腐蚀复层修复技术系统组成示意图ＣＢ２２单井海洋平台浪溅区腐蚀修复技术先导试验文世鹏１ 李言涛２ 路国章１ 朱长昊（１．中石化胜利油田分公司海洋采油厂 东营 ２５７２３７；２．中国科学院海洋研究所 青岛 ２６６０７１）摘 要:海洋钢结构的腐蚀防护一直是海上开发关键的配套技术,尤其在海洋浪花飞溅区,钢结构表面由于受到海水的周期润湿,长期处于干湿交替状态,氧供应充分,盐分不断浓缩,加上温度差异及风和海水同时作用时引起的波浪冲击等因素作用,腐蚀特别严重,本文就CB22单井的海洋钢结构物浪花飞溅区腐蚀复层修复技术进行了论证分析,并举有若干实例。
关键词:石油平台 浪溅区 腐蚀中图分类号:TGl72.6.TE985文献标识码:A文章编号:1674-098X(2010)10(a)-0078-03图２腐蚀复层修复技术系统施工工艺示意图图５平台施工的浪花飞溅区 潮差区部位图３ 平台修复全貌图４ 井口套管的腐蚀７９ 科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ工 程 技 术２０１０ ＮＯ．２８Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ海水含沙量大,透明度低,渤海湾黄河入海口附近,海水含泥沙量较大,上表层海水最大含泥沙量为0.9kg/m3,海流速度也比较大,最大流速可达1.5m/s,在潮汐的作用下含沙海水可对海上钢铁构筑物(如平台桩腿)产生磨蚀,在冬季受流冰影响,流冰对装腿造成的破坏,极为严重,故而埕岛石油开发区的海洋石油平台较其它海域的平台,具有更为严酷的腐蚀环境。
目前,埕岛海上平台浪花飞溅区和潮差区采用的都是常规的防腐涂料,涂层破损、海生物附着现象严重,经对在役平台的检测表明浪花飞溅区的腐蚀也是最重的。
如何进行安全可靠、经济有效的修复,我们在材料、技术、经验上均处于空白,亟待解决。
我们引进日本的海洋钢结构物浪花飞溅区腐蚀复层修复技术,为了验证技术的可靠性,实现防护套材料的国产化,掌握相关的施工技术,选择埕岛油田CB22单井平台导管架进行现场修复试验。
２ 腐蚀复层修复技术系统概述腐蚀复层修复技术系统是一个提供更好保护的矿脂缠带和硬的玻璃钢(FRP)或者是增强玻璃钢(FRPP)或者是玻璃钢衬里的多重保护系统；更好的抗腐蚀性、持久的抗疲劳强度和冲击强度,复层腐蚀防护与修复系统可以给暴露在潮差区和浪花飞溅区的钢结构物提供更长时间的保护。
２．１系统组成（各层的结构）腐蚀复层修复技术系统包含4个保护层(如图1):矿脂膏,矿脂缠带或薄片,聚乙烯泡沫和玻璃钢或者增强玻璃钢外壳。
矿脂膏和矿脂缠带或者薄片作为腐蚀保护材料应用在钢铁上,玻璃钢或者增强玻璃钢外壳和聚乙烯泡沫作为保护层应用在矿脂膏或者是矿脂缠带上。
２．２特性表面处理简单,易操作,可靠性好,保护周期长·主要应用于浪花飞溅区或者潮差区的任何形状的结构物,对结构物无附加压力·优良的强度性能、弹性性能、抗冲击性·没有高温作业,无毒无污染。
２．３保护效果腐蚀复层修复技术系统中矿脂膏和矿脂缠带之所以具有更好的保护性,优秀的粘附性、与水隔绝性并且长期不会变质的特性,是因为添加有抗腐蚀材料。
正由于此原因,它们强有力的粘附在钢铁表面保护海水中的钢铁；另外,用一个坚硬的固体玻璃钢外壳保护矿脂缠带可以达到更好的保护效果(如表1）。
２．４腐蚀复层修复技术系统制作工序腐蚀复层修复技术系统的施工工序主要分四步:①表面处理:海生物、浮锈浮漆等要从钢表面清除。
②涂抹矿脂膏:矿脂膏涂抹在处理好的表面上。
③缠带子:矿脂缠带或薄片缠在矿脂膏上。
④安装外壳:保护外壳安装在带子上并用螺钉和螺母固定。
３ ＣＢ２２单井平台腐蚀修复实验３．１ＣＢ２２单井采油平台概况3.1.l 结构和防腐设计CB22单井平台结构由基础部分和上部平台两部分组成(如图2)。
平均设计水深为10.0m(黄海平均海平面),设计寿命15年。
导管架采用三腿导管架型式。
主导管采用φ1030×22钢管,成等边三角形布置,在标高2.2m 、-4.0m 处设加强段,采用φ1034×242钢管,导管架材料为D32钢。
平台甲板以下部分分布在飞溅区、潮差区和全浸区,要求防腐涂层具有突出的防蚀耐水性和良好的抗冲击性能,因而采用两道YJ06底漆、两道HS 厚浆性防腐漆、玻璃布增强厚浆型环氧沥青防腐漆特加强级的涂层配套结构。
考虑到飞溅区腐蚀的严重性和潮差区腐蚀环境的特殊性,对水下两米至平台甲板区域内的钢质结构,在上述防腐层上再涂三道HJ04-1面漆以提高涂层的耐干湿交替性能。
3.1.2平台腐蚀状况调查CB22单井平台桩腿的潮溅区涂层脱落出现明显锈蚀和海生物附着,局部保护层下腐蚀严重,出现鼓包和保护层破损现象(如图3)。
水平撑上部管壁薄厚大致相同,腐蚀程度较低(除掉表面保护层后,测得水平管壁厚分别为20.4,20.4,20.3,20.3,20.4mm),包覆的玻璃钢防护效果良好,但在节点处和与其他结构连接处出现明显的大面积腐蚀和局部腐蚀。
在最初缠绕玻璃丝布进行腐蚀保护的海管上的保护层基本破坏,一条自上而下的1m 长3cm 宽0.6cm 深的凹槽内因当初的处理不佳,在玻璃丝布内存满了污泥等杂物,基体腐蚀严重。
水平焊缝处玻璃丝布涨裂,基体腐蚀严重。
井口套管由于没有进行任何保护,锈蚀十分严重,锈层厚度10mm 左右,打掉锈层后,发现钢管表面布满半径不一的蚀坑,蚀坑最大深度在5mm 左右,浪溅区钢铁厚度最薄处只有4mm,最厚处也不到9mm(8.8,7.5,5.2(小坑),4.3(坑),4.0(大坑)mm)。
但中间桩锈蚀非常严重,管壁薄厚不一,最薄处只有4mm 左右,最厚处也不足9mm 。
３．２海上施工3.2.1防腐施工部位和面积施工高度低潮位上0.5～4m 。
实际防腐总面积49.0m 2,玻璃钢外壳数量和面积30.9m 2,现场制作玻璃钢面积18.1m 2(如图3、图4、图5）。
3.2.2施工过程(1)表面处理。
首先对大面积防腐部位用石英砂进行喷砂处理,达到一般刷涂涂料的Sa2级标准,其他部位采用手工除锈,中间的井口套管锈蚀较严重,先用锤子把浮锈敲掉。
其它桩用钢制铲刀和铲子将节点处浮锈鼓包去除,潮差区部分附着海生物主要是海蛎子,用钢铲铲除；附着的海藻等用钢刷和粗砂纸清除。
用氧乙炔气焊机将影响施工的分布在三根桩腿上三根废弃灌浆管线水面以上部分切除,并切除管桩上的一些明显的钢铁突起物。
(2)涂抹矿脂膏。
划定施工面积,有锈坑或凹陷处需要抹平,将孔隙堵塞。
光滑部分需矿脂膏300g/m 2左右,粗糙部分需矿脂膏400～500g/m 2左右。
(3)缠矿脂缠带。
第一圈缠两层,以后各层叠加一半,必须保证各处至少两层。
缠时稍用力将矿脂缠带拉紧铺平,将里面空气压出。
如果缠得不好,可以撕开重新缠好。
垂直部分缠好后。
在节点处可粘贴矿脂缠带,将矿脂缠带剪成合适的长度一段一段缠好,但必须保证各处至少缠了两层。
(4)节点处玻璃丝布缠法和玻璃钢衬里制作。
由于节点处不能使用玻璃钢外壳,故采用缠多层玻璃纤维制作玻璃钢衬里。
将节点处用矿脂缠带缠好后,再用无纺布缠表１ 使用矿脂缠带的腐蚀保护实验结果（实验周期：１１６８天）图６完工照片图７ 施工完成后一年半平台状况２０１０ ＮＯ．２８Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ工 程 技 术好,用绳子和胶带粘好。
无纺布起防水、隔热、防止油脂渗出的作用；不饱和聚酯树脂和固化剂及颜料混合搅匀后,刷于无纺布上；然后将剪成合适大小的短切毡贴上,再涂不饱和聚酯树脂,保证树脂充分浸润玻璃丝布,里面无气泡；一层完毕后,同样方法弄第二层,第三层。
1m2使用不饱和聚酯树脂大约为3.5kg。
在进行玻璃钢衬里现场制作时,一定要在海水溅不到的情况下进行施工,否则缠玻璃丝布时因水位太高而溅到了海水,不得不重新缠绕。
(5)安装玻璃钢外壳。
在直管部分安装玻璃钢外壳,以Φ600×1700L玻璃钢外壳做示范,在玻璃钢外壳对接处安装有挡板,挡板的作用是防止进水冲刷,尽量避免进水,但少量进水影响不大。
施工中,井口套管玻璃钢外套和导管架横撑玻璃钢外套结合处重叠,对玻璃钢外套进行破口加工,在缺口处应填满水中固化性环氧树脂进行密封。
(6)试片安装。
试片为尺寸:20 mm×50 mm的Q235A 钢片,未保护试片与保护试片保持同一高度,距平均低潮位的高度分别为+3.0m、+2.5m和+1.0m。
①未保护试片。
未保护试片安装在绝缘板上,用水中固化树脂密封周边及涂漆部分,用U形套管在电缆保护套管上安装未保护试片共六片,三组,C1、C2；C3、C4；C5、C6。
②保护试片的安装。
保护试片竖直平行安装在试验窗的上半部。
试片的数量:每个试验窗安装三片。
本次试验共计三个试验窗,P1,P2,P3；P4,P5,P6；P7,P8,P9分别安装在三个不同的试验窗。
试片表面涂上矿物油脂,贴两层14×14的矿脂缠带,安装试验窗口外盖,固定结实,安上玻璃钢螺丝帽,在试验窗口四周孔隙处,涂上水中固化环氧树脂。
(7)两端处理和螺栓紧固。
在玻璃钢外壳上部有1cm的槽,安装完毕后,需塞于水中固化型环氧树脂密封；水中固化环氧树脂的使用方法,环氧树脂与固化剂的比为1:1,固化时间为1～2h；在直管的外壳下部焊接固定铁箍,防止护套下滑；螺栓要隔天用专用扳手拧紧,共紧三遍,确保拧紧；玻璃钢外壳对接处采用橡胶垫密封代替挡板,效果会更好。