海洋石油平台防腐涂装

    中国海洋石油总公司提出了“在2010年渤海海域石油生产当量将建成3000万m3”的规划要求。老平台的挖潜、浅海油田及边际油田的开发将日趋重要，海上施工的工程量猛增，急需具有海上生活支持和工程支持功能的自升式平台。海上生活工程支持作业作为油气田中上游产业中不可或缺的产业，拥有着独特的市场环境，生活工程支持平台为海上平台建造、调试安装、平台改造、调整井、大修压裂酸化井等提供灵活多功能的生活工程支持服务，为此我们建造了海洋石油281/282自升式生活支持平台。根据ISO12944—2对腐蚀环境的分类，海洋平台长期处于C5-M和Im-2的严酷腐蚀环境。海水是具有多种盐类的天然电解质溶液，其中还含有生物、悬浮泥沙、溶解氧、腐败有机物等。影响海水腐蚀性的既有化学因素，又有物理因素和生物因素，因此比单纯的盐溶液要复杂得多。海水富含Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+等离子，尤其是Cl-具有离子半径小、穿透能力强、腐蚀速率快等特点，对海洋平台产生严重腐蚀，影响结构材料的力学性能，从而影响到海洋平台的使用安全。因此对平台进行合适的涂层保护就显得尤为重要，涂料的保护性能是影响现场施工质量的主要因素。

    1平台各区域的涂层体系

    海洋平台使用环境非常苛刻，根据海洋环境、腐蚀特点、平均腐蚀速率的不同，海洋平台在海洋环境中可分为海洋大气区、飞溅区和全浸区3大区域，其中飞溅区又可以分为飞溅区和潮差区，全浸区又可以分为海水全浸区和海底泥土区。其中飞溅区由于存在干湿交替的过程，腐蚀最为剧烈。平台上船体、桩腿、桩靴、压载仓等部位与海水长期接触，属于飞溅区和全浸区，是防腐的重点区域，涂装3道环氧涂料，配合牺牲阳极保护，干膜厚度达到450μm，具体配套见表1。使用的环氧涂料为聚酰胺加成物固化的厚浆型环氧涂料，耐磨损、耐油、耐海水，可作为大气环境配套涂层的底漆和水下结构自配套，适用于压载仓、桩腿等部位的涂装。环氧涂料的体积固含量70%，半光，指触干8h，完全固化7天，柔韧性1mm，耐冲击性为50cm，拉开法附着力大于10MPa。

    表1船体、桩腿、桩靴、压载仓等部位的涂料配套体系

    生活楼外壁、露天甲板等属于海洋大气区，长期遭受日光、风雨、冰雪和高浓度盐雾等因素的侵蚀，腐蚀速率较快，渤海海上平台在海洋大气区的实测腐蚀速率大于0.1mm/a，对平台安全构成威胁。因此我们采用了底/中/面配套体系(表2)，干膜厚度达到420μm。环氧富锌底漆锌粉含量高，阴极保护作用强，符合HG3668的技术要求。中间漆用云铁为填料，改性环氧树脂为基料，聚酰胺固化的双组分厚浆型涂料；涂层屏蔽型好，一次涂装厚度大。面漆是脂肪族聚氨酯固化丙烯酸树脂涂料，保色保光。底/中/面配套，底、中、面各自发挥自己的特长，涂层耐蚀性优异，能通过4000hnorsokstan2gardm-501试验。

    表2生活楼外壁的涂料配套体系

    飞机甲板是海上石油平台的必要结构，长期暴露于海洋性气候下，还需耐受直升机起降产生的冲击力，应具有良好的耐冲击、耐磨及防滑性能。采用厚浆型双组分环氧甲板漆涂装，甲板漆性能符合GB/T9261《甲板漆》的技术要求。处理好的钢板先涂1道环氧富锌涂料，再喷涂3道甲板漆，干膜厚度达到560μm。

    表3飞机甲板的涂料配套体系

2防腐蚀涂层的涂装

    影响涂装的因素很多：施工规范、气候条件、表面处理的质量、喷涂施工水平和预涂及修补涂装的细致程度等，因此必须通过科学的施工和严格的质量控制才能保证涂装质量。对平台进行涂层保护，规定下列一些基本原则：①所有涂料的型号和颜色都应该是经过批准，并由通过资格审核的供应商提供；②所有涂料将严格地依据厂商的说明书作业，一个完整的系统应来自同一个厂商，并且所有的涂层都可以兼容；③尽量采用喷砂来完成表面处理，某些部位由于有限空间、或避免毁坏设备可采用动力工具清理；④所有表面应是干燥的，每道涂层作业前表面应无凝结的水珠和风化物，潮湿的天气下不能进行喷涂；⑤喷涂前和喷涂过程中，应用每个可行的预防措施来排除灰尘，在喷涂作业期间及喷涂作业后，涂上的涂料应该充分地保护，发现未正确涂敷的涂料，应清除并重涂。

    2.1表面处理

    表面处理是涂装的关键步骤，表面处理级应遵守各种涂料和涂层系统的规定，喷砂处理依照标准SIS055900，Sa2.5，动力工具处理依照SIS055900-St3的目视标准；焊接的飞溅、碎片、分层和潜在的氧化皮要清除，边缘要用砂轮机打磨平整，应特别注意缝隙焊渣的清除；锋利的边、填充物、角落和焊缝应被整圆或磨平(最小半径为2mm)；表面温度低于露点3℃或当空气的相对湿度大于80%时，不能进行表面处理。在281/282平台施工过程中发现一些问题，工程中采用相应的方法进行了处理，见表4。

    表4典型喷砂表面问题及处理

    2.2涂料的涂装

    涂料现场施工要求：①涂装第一道底漆前，使用干燥空气清洁，使所有表面要无灰尘；在容器和罐里，使用真空吸尘器清理；②清理好的钢表面应该在4h内涂装底漆；当钢表面温度低于露点3℃以上或当空气的相对湿度大于85%不能涂装涂料；③喷涂将是首选工艺，无气喷涂是现场主要涂装方法，每道涂层要均匀地涂敷并完全覆盖整个表面，喷涂每道涂层前，所有区域像角落、边缘、焊缝、小支架、螺丝、螺母和空隙应用毛刷蘸涂料预涂；④刷涂要刷成平滑的涂层，尽可能使膜厚均匀，流挂和下垂要刷掉，只有特殊情况才能用辊筒进行涂装作业；⑤要遵守涂料商推荐的混合比、稀释剂用量、作业方法和选用设备，涂层干燥时间、复涂时间等施工参数；⑥及时进行涂装质量检验，它是涂层的最终控制环节，主要控制涂层外观、固化情况、表面污染物、溶剂残留、针孔、起泡、流挂、开裂等缺陷，以及按85/85规则控制膜厚。规范要求是涂装质量基本保障，281/282平台施工严格按上述涂装要求进行。然而涂装现场环境复杂、条件恶劣，施工中出现一些缺陷在所难免，现场采取补救措施，见表5。

表5常见涂装问题及处理

    2.3结构对涂装的影响

   防腐从设计开始，合理设计保证防腐涂层的合理施工。船体结构设计人员由于对涂装不熟悉或者结构强度的需要，在船体上容易产生一些局部狭窄的区域，部分区域很难涂装，见图1～2。

    图1过于狭窄的角钢

    图2过于狭窄的垂直圆孔

    对于狭窄区域的处理，ISO12944—3对各类结构的最小涂装空间都有详细规定，一般按以下3种方法改进：(1)改进设计，间距满足涂装要求；(2)采用密闭空间以减少乃至消除腐蚀影响；(3)改进涂装工艺，采用先预涂、后修补方案，减少内部表面处理和涂装的工作量。