海洋平台涂装质量检验标准及风险控制研究.pdf
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1、腐蚀与控制 CORROSION AND CONTROL海洋平台涂装质量检验标准及风险控制研究晏学兵,刘书法,程晋宜,魏魁志,林忠胜(海洋石油工程(青岛)有限公司,山东青岛266520)Research on Quality Inspection Standards and RiskControl for Coating of Offshore Platforms摘要:在海洋特定的水文环境条件下,海洋平台的腐蚀非常严重。由于海洋平台建造和维护成本高昂,因此,必须重视海洋平台的防腐蚀工作。目前海洋工程的腐蚀防护研究大部分集中在前端海洋平台设计、防腐涂料开发、涂料配套、涂装工艺选择等方面,而对建造过
2、程中的涂装质量关注相对较少。通过对涂装质量检验标准进行汇总分析,对建造过程中海洋平台涂装质量风险进行辨识研究,为涂装施工过程提供控制优化参考,有利于抑制平台腐蚀及延长平台运行寿命。关键词:海洋平台;建造;涂装质量;检验标准;风险控制中图分类号:TQ639文献标识码:A文章编号:2096-8639(2023)10-0001-06Yan Xuebing,Liu Shufa,Cheng Jinyi,Wei Kuizhi,Lin Zhongsheng(Offshore Oil Engineering(Qingdao)Co.,Ltd.,Qingdao,Shandong 266520,China)0 引言
3、在海洋平台的设计和建造中,总结海洋环境腐蚀的特点1-2、采用有效的防护措施、持续开发具有施工性和防腐性优势的涂料产品、有针对性地选择合理的涂料配套体系及涂装工艺是非常关键的。同时对于建造过程中涂装质量风险进行辨识研究,对涂装施工过程进行控制优化,才能更好地抑制平台腐蚀的发生,保障平台的安全生产运行3。本文通过对涂装质量检验标准进行汇总分析,对建造过程中海洋平台涂装质量风险进行辨识研究,为优化涂装施工过程提供参考,以期减少由于涂装施工所带来的潜在腐蚀风险,提升平台的防腐蚀性能及延长平台运行寿命。Abstract:Under specific hydrological environmental
4、conditions in the ocean,the corrosion ofoffshore platforms is very severe.Due to the high cost of construction and maintenance of offshoreplatforms,it is necessary to pay attention to the anticorrosion work of offshore platforms.At present,the research on corrosion protection in marine engineering m
5、ainly focuses on the design of offshoreplatforms,development of anticorrosion coatings,coating matching,and selection of coating processes.However,the coating quality during the construction process is not focused on.This article conductsa summary analysis of coating quality inspection standards,ide
6、ntifies and studies the risk of coatingquality in offshore platforms during the construction process,and provides control and optimizationreferences for the coating construction process.It is beneficial for better corrosion control and longerservice life of platform.Keywords:offshoreplatforms;constr
7、uction;coatingquality;inspectionstandards;riskmanagement涂层与防护第44卷第10期2023年10月Vol.44 No.10Oct.2023COATING AND PROTECTION1腐蚀与控制 CORROSION AND CONTROL1海洋平台防腐涂层体系海洋平台通常以有机涂层(底漆、中漆和面漆)体系和金属涂层用于腐蚀的防护,以预防海洋平台钢结构的漏点和薄弱点。1.1 有机涂层体系常见的有机涂层体系如图 1 所示,由底、中、面 3道漆组成。其中底漆是涂层体系中最为关键的,底漆直接与金属表面接触,承担着最主要的金属防腐蚀功能。底漆的防腐
8、蚀原理有屏蔽、缓蚀(腐蚀抑制)和牺牲阳极(阴极保护);中漆的主要作用除了与上下涂层有良好的结合力和附着力外,还能够通过增加整体涂层的厚度来提高涂层系统的屏蔽作用;面漆是接触外界环境的直接涂层,最主要作用是具有环境耐候性,能够抵挡紫外线等涂层的破坏以及提供耐磨性、耐冲击、耐溶剂等性能,同时面漆具有相应的美观装饰功能4。图1 有机涂层体系Fig.1 Organic coating system1.2 金属涂层在海洋工程防腐蚀领域除传统的有机涂料涂层外,金属热喷铝(TSA)及热浸镀锌(GI)仍是钢结构防腐蚀最有效的办法之一。但相比传统有机涂料,金属涂层的价格昂贵,因此,在海洋平台上的大规模应用还存在
9、相应的限制5。热喷铝及热浸锌运用的主要原理是屏蔽和牺牲阳极原理。屏蔽原理主要是通过金属涂层抵挡具有腐蚀性的介质接触金属表面;牺牲阳极原理则是通过金 属 涂 层 与 腐 蚀 介 质 相 互 作 用 而 将 腐 蚀 介 质 清除6-7。热喷铝是让处理好的钢结构利用乙炔-氧焰或电弧喷涂设备将纯铝喷涂到钢结构表面,形成电弧喷涂层,最后用有机漆封闭形成复合涂层,是钢结构长效防腐的最好方法。热浸锌是将除锈后的钢结构浸入高温熔化的锌液中,使钢材表面附着锌层,对于难于用传统方式进行涂装或传统涂装费用昂贵的复杂形状钢结构是一种很有效的防腐蚀方式。热浸锌受限于锌池的容积,不能对较大尺寸的结构进行防腐蚀施工,而适宜
10、于小型钢结构、轻型钢结构的防腐蚀。热喷铝对构件尺寸适应性强,构件形状尺寸几乎不受限制,同时厚度均匀可控。热浸锌相对于热喷铝来说,热浸锌厚度容易不均且锌层相对较薄,但热喷铝生产效率较低,施工劳动强度较大,严重制约着钢结构的加工工期,可能会出现防腐施工效率与工期的矛盾8。2涂装各阶段质量检验标准目前涂装检验领域检验标准相对复杂繁多。国内 主 要 执 行 的 标 准 为 国 家 标 准(GB)、国 际 标 准(ISO)、美国标准(ASTM)、美国防腐工程师学会标准(NACE)、美国防护涂料协会标准(SSPC)等。因此,本研究对涂装质量检验标准进行了相关梳理总结,并将涂装检验项与检验标准按照涂装施工工
11、序及流程分为3个阶段:表面处理阶段、涂装施工阶段、现场修补及完工验收阶段。涂装各阶段检验项、参考标准和推荐接受程度如下。(1)表 1 为涂装表面处理阶段检验项与检验标准。涂装前进行表面处理的目的是修整金属基材表面,清除金属基材表面的油脂、油污、腐蚀产物、残留杂质物等,并赋予表面一定的化学、物理特性,达到增加涂漆层附着力,增加金属基材的保护性和装饰性的目的。事实上,对于所有涂装过程而言,第一步(初始表面清理和处理)都是涂料体系取得成功的关键步骤。想要涂层具有长期的稳定性,就要求有一个既清洁又粗糙的表面,因此,在涂装表面处理的过程中一定要严格按照相应标准进行处理并按照标准进行检验与测试。(2)表
12、2 为涂装施工阶段检验项与检验标准。涂晏学兵,等:海洋平台涂装质量检验标准及风险控制研究2腐蚀与控制 CORROSION AND CONTROL装的质量好坏决定了漆膜质量,进而影响了金属材料使用的寿命。目前的涂装方法大致可分为手工工具涂装、机动工具涂装、机械设备涂装3种,各种涂装方法各有其优缺点,涂装过程中应视具体情况及要求来选择,同时涂装过程中的相关检验要严格按照相应标准来进行,以确保涂层的质量。表1 表面处理阶段检验项与检验标准Tab.1 Test items and standards during surface treatment检验项涂料检验复涂条件检验施工环境条件检验预涂干膜厚度
13、检验无机富锌底漆固化检验涂层附着力检验涂层漏涂点检验涂层外观检验参考标准涂装规格书PDSSSPC PA1PDSISO 8502-4、PDSSSPC-PA3ISO 19840ASTM D4752ISO 4624、ISO 2409、ASTM3359/ASTM4541NACE SP0188ASTM 5162涂装规格书推荐接受程度涂料应处于有效期内;涂料应无分层、凝结等情况出现;涂料搅拌应使用动力工具进行;涂料配比应满足PDS要求复涂间隔应满足PDS要求;复涂表面应清洁、无油、脂等污染物施工环境空气相对湿度要求85%,待进行表面处理的钢板表面温度要求高于环境露点温度3 锐边、自由边及难以进行喷涂施工的
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