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海洋平台涂料防腐技术

2024-02-20 14:39     来源:海洋石油装备与材料     海洋新材料海工平台海上作业平台
目前,对全浸区、海泥区及部分潮差区的海上金属构筑物主要采用阴极保护的电化学方法来控制腐蚀,对海洋大气区、飞溅区、潮差区则主要采用重防腐涂料涂装来控制金属的腐蚀。我国的海洋防腐涂料整体技术落后先进国家20~30年,而荷兰Akzo Nobel、英国IP、美国PPG、丹麦Hempel、挪威Jotun、日本关西等涂料公司均有上百年的涂料研发历史,它们几乎占据了我国海洋防腐涂料的主要市场。

对海洋重防腐涂层体系通常有如下要求:①涂层总干膜厚度在240~1000μm;②能达到15年以上的使用寿命;③底漆必须有中间漆或面漆覆盖,富锌底漆不论是有机或无机,干膜中的金属锌含量要求大于80%。中间漆要有良好的屏蔽、阻隔作用,可以有效地阻止、延迟水蒸气、氧气、化学离子进入涂层内。面漆要求耐腐蚀、耐曝晒、耐溶剂、耐碰撞,具有警示、装饰作用。

海洋重防腐涂料涂层通常要满足如下主要国际标准的要求:①ISO12944防护涂料体系对钢结构的腐蚀防护;②NORSOKM501表面处理和保护涂料;③1SO20340近海及相关结构防护涂层体系的性能要求;④NACESPO108防护涂层对近海结构的腐蚀控制;⑤IMO船舶压载舱保护涂层性能标准(PSPC)。其中ISO12944是国际防腐蚀行业通用的、权威的防护涂料与涂装技术指导性标准;ISO20340是对ISO12944的补充,主要阐述海洋工程及相关结构的涂层防护;NORSOKM501是在海上平台防腐涂装领域广为推崇采用的标准;NACE SPO108是对近海及相关钢结构防腐蚀的最新标准;PSPC是国际海事组织对船舶压载舱涂层性能的强制性规定。

海洋平台防腐蚀涂料最初采用醋酸乙烯共聚物和环氧胺树脂。随后采用低水汽渗透的氯化乙烯,但由于其固体含量较低,较难进行厚涂,一般涂5~7层才能达到250-300pm的厚度,经济性能差。以硅酸锌为底漆的多层涂层体系,在大多数情况下可成功使用30~40年,但对涂装工艺要求严格,在国内应用较少。

由于环氧富锌底漆施工方便,在很多海域得到广泛的应用。环氧树脂是被广泛使用的防腐涂料,在海洋环境中厚涂(3000~6000pm)环氧具有很好的防腐蚀效果。富锌底漆、厚涂环氧和聚氨酯涂层体系具有突出的耐大气老化和耐石油化学品性能,从1970年开始用于墨西哥湾的海洋平台防腐,随后应用到波斯湾和北海采油平台中。适用于海洋工程腐蚀保护的新涂料不断被开发出来,如厚涂聚氨酯、柔性环氧酚醛、聚氨酯和聚硅氧烷等。聚硅氧烷具有很强的耐候性,但是聚硅氧烷必须采用有机树脂进行改性来增加弹性、柔韧性、黏结性。在丙烯酸改性的聚硅氧烷涂料内形成无机骨架,能够忍受更残酷的环境,具有很好的耐磨、耐冲击能力和良好的外观。

无机富锌涂料在海洋环境中具有优异的防腐蚀能力和耐久性,且是一种良好的阴极保护性涂料。用于浪溅区结构防腐蚀的最合适的配方是先涂50~100um厚的无机富锌漆,再涂100~200um厚的环氧煤焦油沥青面漆。美国壳牌化学公司研制的无溶剂环氧聚酰胺涂料曾在墨西哥湾、大西洋沿岸等的外海采油平台上做过多年现场试验,在浪溅区应用效果良好。

另外,重防腐涂料要获得良好的防腐效果,还需要注意多方面的因素,包括基材的表面处理、高品质涂料、合理的涂层体系、外界施工条件、涂层施工的质量控制等。

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