與船舶相比,海洋平臺 大的一個特點就是所需保護(hù)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積龐大,長期遭受海洋環(huán)境的腐蝕,維修保養(yǎng)困難并且費用高昂。這就對海洋平臺的保護(hù)提出了較為苛刻的要求,一般要求保護(hù)壽命在10~20a以上。
海洋平臺的防蝕方法有:①涂料涂裝保護(hù)法;②陰極保護(hù)法;③金屬噴鍍+涂裝保護(hù)法;④無機涂層包覆法;⑤耐蝕金屬保護(hù)法。
選用防蝕方法需要考慮如下因素:①腐蝕環(huán)境(大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)、浸水區(qū)或海底泥區(qū));②海區(qū)條件(海況、氣象條件、海水及海生物附著情況);③使用壽命;④對工程結(jié)構(gòu)形狀和部位的適應(yīng)性;⑤定期維修保養(yǎng)的可能性;⑥防蝕工程的施工工藝性;⑦經(jīng)濟(jì)性等。
水下鋼結(jié)構(gòu)防蝕方法的種類及特點:
①涂裝(厚膜無機富鋅類涂料+厚膜焦油環(huán)氧;厚膜無機富鋅類涂料+厚膜環(huán)氧;厚膜無機富鋅類涂料+厚膜乙烯)。特點:用厚膜涂裝以增加耐久性,施工費用少,易修補,重涂方便;即使是干濕交替區(qū)也可以使用水下硬化型焦油環(huán)氧、潮濕面用焦油環(huán)氧等進(jìn)行重涂;目前,厚膜無機鋅+焦油環(huán)氧系列雖然顏色只限于黑色,單防蝕性能非常優(yōu)越。
②金屬噴鍍+涂裝(噴鍍鋅或鋁+厚膜焦油環(huán)氧;同上+厚膜環(huán)氧;同上+厚膜環(huán)氧樹脂)。特點:把金屬噴鍍作為防蝕底層與涂裝雖然不同,但其特性卻與涂裝相同;涂膜受到損傷時,鋁噴鍍的耐久性較好。
③有機涂層(焦油環(huán)氧;環(huán)氧;聚酯;聚乙烯;氯丁橡膠)。特點:用玻璃纖維和聚酯等材料加強的涂層耐沖擊性好;如果厚膜無機鋅和鋁噴鍍同時用作打底處理,將大大提高防蝕性能;如果氯丁橡膠涂層的粘結(jié)劑使用不當(dāng),將會降低其耐久性。
④無機涂層(水泥砂漿;水泥混凝土)。特點:由于干燥收縮和外力的作用,產(chǎn)生微裂并存在打樁時耐蝕性差等方面的問題,混入聚合物和纖維,用合成樹脂來取代鋼筋和水泥,這是目前正在考慮的改進(jìn)措施,保證均勻性和厚度是非常重要的。
⑤陰極保護(hù)。特點:應(yīng)考慮麻點腐蝕,必須與涂層等其他防蝕方法并用。
⑥乃是包覆金屬(夢耐爾合金不銹鋼、鈦等金屬包繞或作為包層鋼使用)。特點:抗蝕性特別好,但不銹鋼易產(chǎn)生孔蝕,一般存在加工和焊接上的問題;與普通鋼相連接的部位易產(chǎn)生電化腐蝕,故必須加強保護(hù);另外,還存在價格高、經(jīng)濟(jì)性差的問題。
目前,在海洋大氣區(qū)和飛濺區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)措施主要使用涂裝法進(jìn)行保護(hù)。但是現(xiàn)在涂料性能尚不能滿足海洋工程使用壽命的要求,所以在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)厚度時要增加一定的腐蝕余量。
在全浸區(qū),可單獨采用陰極保護(hù),或采用涂料層和陰極保護(hù)的聯(lián)合保護(hù)措施。對海洋平臺全浸區(qū)所使用的保護(hù)方法進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果是:用車間底漆+陰極保護(hù)法占44%;用涂料層+陰極保護(hù)法占56% 。為提高使用壽命,全浸區(qū)所使用涂料都采用高性能涂料,并根據(jù)使用壽命要求加大漆膜厚度。
陰極保護(hù)系統(tǒng)有犧牲陽極保護(hù)和外加直流電保護(hù)兩種。
犧牲陽極具有一個理想的特性—平臺置于海水中時保護(hù)可立即生效,而外加直流保護(hù)系統(tǒng)在電源接通前不能起保護(hù)作用。犧牲陽極的缺點就是陽極過早消耗、質(zhì)量大、機械損傷脫落而失去保護(hù)、更新費用大。
犧牲陽極的工作特性:開始時陽極電流輸出量高,因為此時陽極和平臺之間的電位差 大;隨著時間的推移,極化作用使結(jié)構(gòu)電位向陽極方向漂移而降低了電位差值,因而降低了輸出電流。