防腐工程师浅谈沿海局域油料构架疏导体喷射金材层防腐

        喷涂部位及方法埕岛中心二号平台由生活、储罐、动力、生产及油气处理4个平台及火炬桩等几部分组成，它是在日本退役平台的基础上改装的。原平台采用锌层作为防腐涂层，并无其他保护。退役时导管架表面布满铁锈，但局部仍保留有锌层，其厚度约在70～90μm.

　　在对原平台进行改装后，需要进行防腐保护。

　　1997年7月在室内实验研究的基础上，采用优选的喷涂金属材料和封闭有机涂料，进行喷涂金属覆盖层防腐应用试验。选择埕岛中心二号平台的动力及注水平台的三根立管桩作为喷涂试验对象（A～G）。其他部位仍采用涂料的防腐方案（9油2布）。

　　1997年8月在胜利油田埕岛海域海洋石油开发区下水使用。

　　埕岛中心二号平台的动力及注水平台示意图（A～G为喷涂防腐，其余为涂料防腐）31对照防腐方案作为对照部分的防腐施工是按胜利油田设计院的要求，动力及注水平台的导管架外壁保护包括环氧富锌底漆、厚浆型环氧树脂防腐漆加玻璃布和环氧磁漆等共9道，累计干膜厚度应达到840μm，最后表观为橘红色。

　　海洋科学集刊效防护效果进行了现场观察，其结果（1）涂层外观：用OLYMPUS防水型相机对金属喷涂层暴露近2年后的典型部位外貌进行照相记录；（2）涂层厚度：用SDC23A型磁性厚度测量仪对各个设计涂层的典型区域的厚度进行测量；（3）涂层电位：用SANWAFD2730C数字万用表（输入阻抗≥100MΩ，测量水线及水下区涂层的保护电位。

　　结果与分析11A、B、C区观测结果海洋大气区从照片1可以看出涂层表面粗糙，但涂层体系基本完整没有大面积白锈斑出现。这是该区为纯喷铝涂层没有喷锌涂层，而铝喷涂层颗粒大，结合力略差于喷锌涂层。另外，该施工区带喷砂时使用的是河砂，砂粒硬度不够，造成表面预处理等级不足，仅达Sa2级，而热喷涂金属覆盖层要求钢铁基体表面必须达到Sa215级以上，最好达到Sa3级，且要求基体表面具有一定的粗糙度以提高金属涂层与保护基体的机械结合力（抛锚效应）。

　　可以看到由于叶片部基体表面喷砂处理时不充分，致使涂层大面积脱落，特别是有机涂层，但是仍有一部分金属涂层残留，保护基体免受腐蚀，而在单独有机涂层保护的情况下；一旦涂层钢铁基体马上就会遭受环境腐蚀而出现锈点。涂层的厚度在此区带变化不大，但高于另外两个桩腿的喷涂区带的厚度变化较大，接近100μm.

　　潮差区水线区涂层生物附着与污损严重，桩腿完全变黑，说明单独喷铝涂层对生物无害，不能起到防污效果，另外涂层表面有许多红锈斑，这也说明喷铝涂层的阴极保护效果不佳，当然这也与该区表面喷砂处理等级不够有关。因此要想达到良好的保护效果，预处理是十分关键的。

　　水线区的涂层电位为-886mV，水下1m为-903mV，水下2m为-906mV，水下4m为-910mV.由此可见平台桩腿的阴极保护设施运转良好，但是仍不能保证潮差区基体免受腐蚀，因此，必须施加有效防护涂层（照片3）。

　　D、E喷涂区观测结果海洋大气区从照片4中可以看到该区的涂层完好无缺，保护效果良好。另外，从照片5中还可以看到绿色的氯化橡胶有机涂层仍保持着下水前的光泽。有机涂层表面有白色锈点及锈斑，这可能是由于因工程需要最后外涂的橘红色环氧树脂面漆与氯化橡胶面漆的配伍性不佳或者氯化橡胶涂层表面不洁净，造成了有机涂层间结合力不佳，形成孔隙，而使渗透的海水滞留引起了金属涂层的腐蚀。但是由于氯化橡胶涂层与金属涂层的结合力好，没有出现有机涂层破裂、脱落现象，只是出现了一层白色的浮锈点。即使表层的有机涂层被擦掉，底层的金属涂层仍对钢铁基体具有良好的保护作用。

　　涂层的厚度基本不变，表面有机涂层擦伤后暴露出的金属涂层厚度为150μm左右，也没有发生变化。潮差区从照片6可以看出，水线区涂层内侧有机涂层基本完整，有轻微的生物附着及污损现象，外侧由于水流湍急和水中泥沙的磨蚀，涂层几乎完全消失，露出了光滑的金属喷涂层。没有生物附着与污损，这可能是由于涂层中的锌的弱毒性作用。由于涂层的电化学保护性能良好，没有钢铁基体腐蚀的红锈点出现，涂层水线区的保护电位为-924mV，水下1m处保护电位为-930mV（照片7）。

　　F、G喷涂区观测结果（1）海洋大气区从照片8、9可以看到该区域的涂层保护效果良好。涂层体系完整，基本没有锈点，涂层厚度与施工后的涂层厚度基本无差异。从照片9可以看出这个区域涂层体系的表层有机涂层受到了破坏，主要是由于该区为垫桩部位，喷砂预处理不良，致使涂层与基体结合力不良，海水通过有机涂层与保护性锌铝金属涂层发生电化学反应，生成膨胀的溶解性腐蚀产物，使外层的有机涂层崩坍、破裂，但是由于金属涂层的保护作用，钢铁基体没有遭到海水的腐蚀。

　　（2）潮差区水线区及水下区由照片10可以看到该区导管架桩腿附着了海生物并造成了涂层污损，但对涂层的保护作用没有影响，只有零星地几个黄锈点，此时桩腿在水线区的电位为-860mV（外侧）、-890mV（内侧）。这是由于金属外涂层为铝涂层，所以水线区涂层的电位较正，由于检测时，当地海水正处于高潮位，所以导管架水下的阴极保护系统作用不大，所测电位基本上为金属涂层的保护电位（Gartland，1987）。

　　结论（1）海洋平台喷涂锌、铝金属覆盖层的防腐效果是十分明显的，即使表面有机涂层脱落也会保护基体免遭腐蚀。（2）对于喷涂金属覆盖层防腐工程，基体表面预处理是十分关键的，钢铁表面的光洁度必须达到Sa215级以上，最好为Sa3级，另外还要有一定的粗糙度。（3）单独喷涂铝覆盖层对水线区附近的基体电化学保护效果不佳。

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