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海洋工程装备重防腐涂料的应用研究

日期:2018-07-12 10:19:53编辑作者:申博太阳城
1、海洋环境存在强腐蚀性
海洋环境存在多种强腐蚀因素,钢结构装备在海洋环境中运行发生腐蚀可以根据其所处环境进行分类,即包括四类:其一是海泥区,这一区域对装备造成腐蚀的因素与海泥区的土壤有莫大的关系,则是由于海泥中大多还有较多盐分和腐殖质,而同时由于海水渗透、浸润也会给设备造成腐蚀,因此其腐蚀行为兼有土壤与海水双重腐蚀的特点。其二是海水浸没区,在这一区域内钢结构装备需要长期在海水中运行,海水的浸泡作用致使钢铁装置发生腐蚀的过程与海水温度和盐度、海洋溶氧量与海生物等多重因素相关。其三是潮差浪溅区,在这一区域内服役的海洋工程装备需要面对的问题就是,这一区域氧气充足,氧化作用会助推腐蚀过程,并且海浪与其中的泥沙会对转变防护层造成冲撞和破坏,从而使腐蚀过程加速。最后是海洋大气区,在这个区域运行的海洋工程设备要面对湿度较大且含盐量高的大气环境,非常容易发生电解质反应,推动电化学腐蚀的发生,通常在海洋大气区长期运行的钢结构装备比内陆同纬度地区运行时会发生速度快四倍以上的腐蚀。
2、海洋工程装备重防腐涂料的应用
2.1、海洋工程装备上常用的重防腐涂料
在当前由于海洋工程装备生产技术的不断提升,装备服役时间日益增长、防腐涂料的相应漆膜厚度要求也就有所增加,但漆膜的形成与树脂性能相关,如果涂料具有较高的附着力与较好的成膜性,就比较容易形成厚度合适的漆膜,而环氧树脂可以与多种树脂、填料和助剂混溶配制成多种重防腐涂料,因此环氧树脂涂料是目前海洋工程防腐中最主要的涂料。对于飞溅区的重防腐涂层而言,该区域长期经受海浪的拍打和生产作业中外物的碰撞,一至两年就需要进行维护。然而在水下进行涂层修复难以保证施工质量,达不到预期效果,因此飞溅区的涂层还应具有较强的抗冲击能力。飞溅区较常用的重防腐涂层主要为高强度环氧涂层或是厚膜型环氧玻璃鳞片涂层。厚膜型环氧玻璃鳞片涂料是在环氧树脂内增加玻璃鳞片或玻璃丝,玻璃鳞片的添加可增强涂层的屏蔽性能和机械强度,使涂料具有抗渗透力强、涂层收缩率低、抗热冲击性能优异等特点,局限性在于漆膜较硬难以修复,施工时要求一次性成膜。目前英国的IP,丹麦的Hempel,挪威的Jotun等几家大公司推出的长效防腐涂料产品占据了我国海洋防腐涂料的主要市场。在众多的重防腐涂料产品中,Jotun公司的聚酯漆不同于其他含玻璃鳞片环氧漆,是一种快速固化型耐磨聚酯玻璃鳞片厚浆涂料,防腐效果可达30年以上免维护。该产品在挪威Ekofisk油田钻井平台桩腿飞溅区已有30年工程应用先例,适用于离岸海洋工程大型钢铁结构物,流体物资(油、气、水)运输的海底管道、建筑外墙以及桥梁的飞溅区或是无法进行涂层维护的区域。
2.2、海洋工程装备中所用的聚氨酯重防腐涂料
这种聚氨酯涂料是全固态的,其应用过程需将多元醇和另一组分——多异氰酸酯互相混合,使之发生反应形成聚氨酯涂层,其反应过程较为迅速,形成的漆膜能够达到一毫米厚,反应为高分子材料的聚合过程,因此会放热,在冬季及需要快速完成防腐处理的环境应用较多,聚氨酯重防腐涂料具有应用适应性较强、更加环保且具有较强附着力与耐磨性、耐腐蚀寿命特别长(甚至长达50年)等诸多优点,纯固态聚氨酯重防腐涂料在海洋石油平台和储油罐等装备中的应用非常广泛,且很多船舶也都使用这种涂料进行防腐,美国海军将纯固态聚氨酯重防腐涂料应用于美国海军军舰中,并将其与聚脲涂料和传统的聚氨酯涂层技术进行了防腐试验对比,发现纯固态聚氨酯重防腐涂料远比其他两者防腐性能优秀得多,这是由于不论是弹性聚氨酯涂层还是脲弹性体涂层,其形成的分子结构都是线性的,没有什么相交关联度,虽然涂层耐冲击、韧性好,但其附着力和耐腐蚀能力就较差了,而固态结构性聚氨酯涂层则由于涂料分子间交联度高,耐腐蚀能力非常好,更加符合海洋工程装备的防腐需要。
2.3、海洋工程装备中所用的氟碳重防腐涂料
氟碳涂料是一种改性氟树脂,它作为新型涂料具有较高的耐久性,并且因为氟碳涂料中存在键能超强的碳氟键,保证了氟碳涂料在稳定性上的表现,这一高能键的存在还使得氟碳涂料比聚酯涂料等具有更强的耐腐蚀性能和耐磨性能,海洋运行环境非常严酷,氟碳涂料可以保护设备运行长达20年后外涂层依然完好,其防腐表现非常优良,在海洋工程的钢结构防护中,氟碳涂料是非常好的防腐涂料选择,同时由于氟碳涂料还有具有非常好的耐酸碱和化学品腐蚀的性能,因此在需要保护船舱不受液体腐蚀的部位也可以应用这种防腐涂料。
3、结束语
总之,海洋是巨大的资源宝库,向海洋进发、开发与保护海洋各种资源的过程中,少不了海洋工程装备的帮助,但长期在海洋环境中服役的海洋工程装备常要面临巨大的腐蚀威胁,只有通过高效的防腐处理才能提升海洋装备对海水环境的抵抗力,保证海洋装备的运行可靠性,利用重防腐涂料的保护作用可以使海洋工程装备的抗腐蚀能力大大提升,在实际工作中要不断进行技术优化和创新,以提升海洋装备所需的重防腐涂料生产技术,用高质量的涂料产品取代处于垄断地位的欧美涂料产品,为我国海洋资源的开发与保护贡献力量。

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