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科研实力

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严酷海洋环境下的腐蚀防护技术

        海洋环境可以分为海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海底泥土区五个不同的腐蚀区带,各个腐蚀区带的腐蚀速率是不同的。其中浪花飞溅区是腐蚀最严重的部位。这是因为在这个区域,钢表面由于受到海水的周期性润湿,经常处于干湿交替状态,且氧供应充分,加上阳光、风吹和海水环境的协同作用导致发生最严重的腐蚀。一般情况下,钢在海洋大气中的平均腐蚀速度约为 0.03~0.08 mm/a;而浪花飞溅区为0.3~0.5 mm/a。同一种钢,在浪花飞溅区的腐蚀速度可比海水全浸区中高出 3~10 倍。所以在浪花飞溅区的防腐保护一直是海洋腐蚀的“短板”。因此,对于浪花飞溅区应当采用更有效、更有针对性的防腐蚀方法。

 



严酷海洋环境下的腐蚀现状

 

海洋钢结构设施在不同环境下的腐蚀速度图(左)与腐蚀深度图(右)

 

 

    国外钢桩浪花飞溅区典型腐蚀实例

 

严酷海洋环境下的防腐技术研究

       
         我公司通过长期的理论研究以及实验研发,在引进消化再创新的基础上研发了能够有效解决浪花飞溅区防腐难题的新型包覆防腐技术——层矿脂包覆防腐技术。该技术由四层紧密相连的保护层组成
即矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带、密封缓冲层和防蚀保护罩。其中矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带是复层矿脂包覆防腐技术的核心部分,含有高效的缓蚀成分,能够有效的阻止腐蚀性介质对钢结构的侵蚀,并可带锈带水施工。密封缓冲层和防蚀保护罩具有良好的整体性能,不但能够隔绝海水,还能够抵御机械损伤对钢结构的破坏。

 

 

复层矿脂包覆防腐蚀技术结构图

 
        胜利油田埕北 22 单现役石油平台基础部分由导管架和桩两部分组成,2005 年 7 月腐蚀调查发现该平台桩腿的潮溅区出现明显锈蚀和海生物附着,局部保护层下腐蚀严重。考虑到平台的长期安全运营,针对浪溅区的严重腐蚀问题,业主与我方合作,采用复层矿脂包覆防腐蚀技术进行修复处理,有效解决了浪花飞溅区腐蚀最严重的难题。在包覆施工过程中根据需要安装了保护试片,通过观察保护试片的腐蚀情况,便于了解包覆后内部钢桩的腐蚀状况。


 

 

 

 

 

 

四年后打开保护试片(左) 验证防护效果分析(右)

 
        包覆工程结束四年后,对胜利油田埕北 22 单现役海洋采油平台安装的保护试片打开验证,发现包覆矿脂技术包覆的保护试片依然保持金属光泽,而暴露在海洋环境中的试片已经锈迹斑斑。实验分析数据表明,证明了复层矿脂包覆防腐蚀技术保护的试片防腐效率高达 99.5%以上。


        为了进一步验证复层矿脂包覆防腐蚀技术的防腐效果,我们在国家材料环境腐蚀平台下的青岛腐蚀试验站进行了复层矿脂包覆防腐蚀技术的钢桩包覆示范试验。2013 年 8 月份分别对直径 0.8 m、1 m、1.2 m、1.4 m 的钢桩进行了带锈施工包覆。

 

青岛腐蚀试验站复层矿脂包覆防腐蚀技术包覆的示范钢桩

 

 

大气暴晒场示范钢桩现场验证



        2017 年 8 月份,我们选取了直径 0.8 m,高度 2.5 m 的包覆钢桩进行了现场验证。四年时间过去,从整体外观来看,长期暴露在青岛滨海大气环境中的保护罩没有变形褪色,夏日的高温日照,没有发现防蚀膏的明显渗漏,外层固定的螺栓没有松动。打开外层的防蚀保护罩后,揭开防蚀带,防蚀带保持完整,没有变色。防蚀带表面的油性防蚀膏清晰可见,用手触摸防蚀膏后,发现防蚀膏油性十足,保持着包覆前的粘性。擦掉防蚀膏后,暴露的钢桩表面无锈迹,与没有包覆的钢桩形成了鲜明的对比,直接暴露在大气环境中的钢桩两年时间已经是锈迹斑斑,外层的锈层很厚。现场验证试验也进一步证明了复层矿脂包覆防腐蚀技术具有非常优异的腐蚀防护性能。

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