海洋工程重防腐涂料的要求及應(yīng)用
中國是海陸兼?zhèn)涞拇髧?,對海洋的探索從未停止過,從最初的魚鹽之利,到初步的海權(quán)思想,再到近年來國家提出的發(fā)展海洋經(jīng)濟、創(chuàng)新海洋科技、保護海洋環(huán)境、建設(shè)海洋生態(tài)文明等一系列思路,對海洋的開發(fā)已經(jīng)進入一個由淺入深的階段。
海洋油氣資源儼然是沿海開發(fā)的關(guān)鍵,沿海省市把海洋經(jīng)濟建設(shè)作為海洋經(jīng)濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。其中,不僅有鉆井平臺,儲運設(shè)施,石油和天然氣管道,而且近年來還開發(fā)了石油加工船,即移動石化廠。我們通常定義水深0~300 m為淺水區(qū)、300~1 500 m為深水區(qū)、1 500~3 000 m為超深水區(qū)。海工設(shè)備的建造成本按照水深程度和離岸距離等情況不同而變動幅度巨大,維修、折舊和運營成本比陸地高得多,對防腐技術(shù)要求更高、更復(fù)雜,因為任何因涂料防腐性能引起的停產(chǎn)、停工都將帶來巨大的經(jīng)濟損失。
除了海洋油氣開發(fā)工程,近年來隨著全球?qū)Φ吞记鍧嵞茉吹年P(guān)注,各國均將目光投向了風力資源巨大的海上風力發(fā)電行業(yè)。我國有較長的海岸線,豐富的天然風能資源,雖然風電行業(yè)在海上的發(fā)展起步較晚,但海風資源以其穩(wěn)定性和發(fā)電功率大的特點,發(fā)展日益迅速。近幾年來,我國也在上海、廣東等地沿海建成了多處海上風力發(fā)電廠。與海上石油平臺一樣,海上風力發(fā)電設(shè)施也受到海風、鹽霧、日曬、潮汐等因素的影響,防腐形勢十分嚴峻。

一、海工防腐涂裝特點及要求
海工項目設(shè)施所處環(huán)境惡劣,所需防腐蝕技術(shù)相對復(fù)雜,需要按不同的防腐要求進行分解,從而有針對性地進行。其中防腐的難點在于海面以上的部位,主要受鹽霧、海氣和波浪飛濺的腐蝕,其通常是指涉及高水位向上1.5 m到低水位向下1 m之間的區(qū)域,在這個區(qū)域腐蝕速率高,是大氣區(qū)和全浸沒區(qū)的數(shù)倍,最大腐蝕區(qū)在平均海水高潮位以上0.5 m左右。
造成嚴重腐蝕的原因主要有3個:(1)大氣因素:日照輻射,干濕交替;(2)海水因素:溫度變化,且海水富含氯離子;(3)潮汐因素:不間斷的海水沖刷。
同時,這個區(qū)域的施工環(huán)境惡劣,維修難度高,對涂層技術(shù)性能、施工性能要求極高,通常要滿足以下幾個要求:(1)能帶濕、帶銹涂裝,能在低表面處理的底材上有良好的附著力;(2)能在水下施工,水下固化;(3)固化時間短;(4)施工方式可選擇噴涂或刮涂等;(5)能有長效的防腐能力;(6)機械性能優(yōu)異。
二、海工防腐相關(guān)標準
目前,就固定式平臺、自升式平臺、輔助設(shè)施及鉆井船等簡單海工設(shè)施,國內(nèi)設(shè)計院已具備自主設(shè)計能力[2]。FPSO、FLNG、大型半潛平臺等未來將大力發(fā)展的中大型海工設(shè)施,國內(nèi)設(shè)計院尚無法自主設(shè)計,F(xiàn)EED設(shè)計階段通常由國外設(shè)計公司負責,詳細設(shè)計階段再由國內(nèi)設(shè)計院如708所,海工設(shè)計部等負責,所以海工項目的涂裝配套設(shè)計非常復(fù)雜。
在海工項目建設(shè)中,國內(nèi)石油石化設(shè)計院所設(shè)計的配套多參考石油石化標準,面對國內(nèi)業(yè)主參考的標準主要有:(1)SY/T 4091—2018灘海石油工程外防腐技術(shù)規(guī)范;(2)SY/T 6930—2012海上構(gòu)筑物的保護涂層腐蝕控制;(3) GB/T 30790—2014色漆和清漆防護涂料體系對鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕保護。
國外海工設(shè)計院所設(shè)計的配套通常會將船用標準和海工標準并用,通常包括ISO12944、ISO 20340、NORSOK M501、NACE SP0108等幾個標準。
海上風電行業(yè),目前主要的設(shè)計院包括華東勘察設(shè)計研究院,廣東電力設(shè)計院,上海勘察設(shè)計研究院等,也基本都會參考Norsok和ISO 20340標準推薦的涂層配套系統(tǒng)。
ISO 20340—2009 (GB/T 31415) PERFORMANCE REQUIREMENTS FOR PROTECTIVE PAINT SYSTEMS FOR OFFSHORE AND RELATED STRUCTURES海洋工程及相關(guān)結(jié)構(gòu)保護涂層系統(tǒng)的性能要求。其針對海洋工程腐蝕環(huán)境,規(guī)定了海上建筑及相關(guān)結(jié)構(gòu)(即那些暴露于海洋大氣和浸于咸水或微咸水中的結(jié)構(gòu))所用防護涂料體系的性能要求,本標準也適用于其他采用符合本標準的涂料或防護涂料體系的建筑結(jié)構(gòu),定義了3種涂料性能測試方法:循環(huán)老化試驗、海水浸泡試驗和耐陰極剝離試驗。
ISO 12944—2017 (GB/T 30790) Paints and varnishes-Corrosion protection of steel structures by protective paint systems色漆和清漆防護涂料體系對鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕保護。標準明確定義了各種腐蝕條件和環(huán)境類型,針對采用涂料體系和涂覆層來保護。其內(nèi)容宗旨是為了獲得適當?shù)?、成功的鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕保護效果。ISO20340—2009修訂后編入最新版ISO12944—2014第9部分,根據(jù)暴露的環(huán)境可以在標準中合并C5-I和C5-M,重新定義了離岸(CX)和浸沒(IM4)兩個區(qū)域,另外還有兩個綜合處于離岸(CX)和浸沒(IM4)之間的區(qū)域,就是浪濺區(qū)和潮汐區(qū),并給出了一套資格認證試驗規(guī)范。
NORSOK M501—2012 SURFACE PREPARATION AND PROTECTIVE COATING海洋工程的表面處理和涂裝。NORSOK標準由挪威石油工業(yè)制訂,以確保其石油工業(yè)的發(fā)展和運行足夠安全、增值(附加價值)和資金的有效利用。該標準盡可能廣泛地代替石油公司的技術(shù)規(guī)格書并可作為官方規(guī)章之用。針對固定式或系泊式海上平臺在建造和安裝過程中所采用的防護涂層,就涂層材料的選擇、表面處理、施工工藝、涂層檢查提出了要求。標準涵蓋了油漆、金屬涂層和鋼結(jié)構(gòu)防火涂層,測試方法采用了ISO 20340的方法。其中對于海工項目最重要的3個系統(tǒng)為:(1)適用于大氣區(qū)域外表面防腐;(2) 7A適用于浪濺區(qū)和潮差區(qū)防腐;(3) 7B適用于水下區(qū)防腐。
其全部需要經(jīng)過第三方測試機構(gòu)的預(yù)認證。分別采用ISO20340定義的3種涂料性能測試方法:循環(huán)老化試驗、海水浸泡試驗和耐陰極剝離試驗進行實驗,實驗完畢后還需要按照要求對涂層狀況、附著力、劃痕處銹蝕寬度等數(shù)據(jù)進行考察,是目前涂料界較為嚴苛的涂層測試要求。
NACE SP0108—2008 (SY/T6930)CORROSION CONTROL OF OFFSHORE STRUCTURES BY PROTECTIVE COATINGS用涂料保護的方法控制海洋鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕。該標準中對飛濺區(qū)的涂料性能給出了驗收標準,推薦環(huán)氧玻璃鱗片涂料配套,其性能必須滿足:(1)抗腐蝕蔓延,耐濕熱循環(huán):<3.5 mm(不含鋅粉底漆涂層系統(tǒng));(2)邊緣成膜性良好;(3)耐熱,無開裂;(4)良好的柔韌性,沖擊強度>5.6J(50in·1b);(5)耐陰極剝離:<7.0 mm。
另外,常引用的一些海工防腐的評價標準還有:(1)NACE TM0104—2004海上平臺結(jié)構(gòu)壓載水艙涂層體系評估;(2)NACE TM0204—2004海水浸沒(構(gòu)件)外部防護涂層;(3)NACE TM0304—2004海上平臺結(jié)構(gòu)大氣區(qū)和飛濺區(qū)涂層體系評估;(4)NACE TM0404—2004海上平臺結(jié)構(gòu)大氣區(qū)和飛濺區(qū)涂層體系評估。
三、夢能科技
夢能科技是一家致力于涂料的銷售、方案設(shè)計、涂裝施工為一體的科技公司,夢能科技專長于EMI行業(yè)、工業(yè)裝備制造、橋梁鋼結(jié)構(gòu)、石油石化、特種氣體行業(yè)、火電、風電、水電能源行業(yè)等重防腐領(lǐng)域。夢能科技為廣大用戶提供全方位的服務(wù),包括在設(shè)計階段向您推薦合理的油漆配套方案,在合作當中提供高質(zhì)量的產(chǎn)品和高水平的施工服務(wù)以及完善的現(xiàn)場施工技術(shù)指導(dǎo)與優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)。