海洋石油平台的防腐蚀
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48海上石油平台作为全球能源供应的关键基础设施,常年受到海水、湿气、温度变化以及生物侵蚀的影响。
这种特殊的环境使得金属腐蚀成为一个不可忽视的问题,直接关系到平台的安全运营和使用寿命。
海水中的盐分、湿气和氧气是金属腐蚀的主要诱因,而温度的波动和生物活动则加速了腐蚀过程。
这种腐蚀不仅危及结构安全,还可能导致重大的环境污染事件,如石油泄漏等。
高质量的金属防腐蚀技术不仅可以提高平台的安全性和可靠性,减少事故和损失的风险,而且可以降低运营成本,提高经济效益。
1 腐蚀分类1.1 均匀腐蚀均匀腐蚀是常见的腐蚀形式,表现为金属表面均匀地失去材料,这种腐蚀通常导致金属表面出现均匀的锈蚀或蚀刻,但不会形成孔洞或裂缝。
在海洋环境中,由于海水中含有大量的氯化物,铁及其合金容易发生均匀腐蚀。
此类腐蚀通常与金属表面与腐蚀介质(如海水中的盐分和氧气)的直接接触有关。
不同类型的金属和合金对均匀腐蚀的抵抗力不同。
例如,铁和钢在海水中更容易均匀腐蚀,而某些不锈钢和合金显示出更好的抗腐蚀性能。
1.2 局部腐蚀局部腐蚀是指金属材料在特定部位集中发生的腐蚀现象,与均匀腐蚀不同,它通常在金属表面的局部区域内快速进行,导致材料性能的严重下降。
在海上平台的应用环境中,局部腐蚀尤为关键,因为它直接影响到平台的结构完整性和安全运行,尤其是在管道上局部腐蚀可导致整条管道失效。
局部腐蚀主要可以分为以下几种类型。
1.2.1 点蚀点蚀是局部腐蚀的一种常见形式,表现为金属表面出现微小但深入的坑洞。
这种腐蚀通常发生在被局部化学或电化学环境破坏的区域,如金属表面的缺陷或污染物聚集处。
在海上平台中,点蚀通常发生在管道和阀门等部件上,尤其是那些接触海水的部分,因为海水中的盐分和氧化剂可以加剧点蚀的发展。
1.2.2 缝隙腐蚀缝隙腐蚀发生在金属的缝隙或接合处,如螺栓连接、焊缝和覆层边缘。
这种腐蚀形成的原因通常是由于缝隙区域中腐蚀介质的积聚或流动性差,造成局部化学环境的变化。
海洋及滩涂中蕴藏着极其丰富的资源,而其中的矿物资源,是迄今人类对海洋资源的研究与开发实践投入最多的领域。
海洋石油的产量,对世界能源供给,已经起着举足轻重的作用。
1995年,海上液态烃的日产量达到21.5×106桶,占世界石油总产量的30%。
开发海洋及滩涂石油的难题,主要是战胜海洋环境所造成的困难,因为储藏石油、天然气的地下构造,海上油田和陆地油田没有什么区别。
因此,本章阐述的内容,将着重于海洋环境对海洋和滩涂油气开采设施的腐蚀,以及海洋环境中的腐蚀防护对策。
开采海底和滩涂石油资源,面临的共同问题是把钻井和生产设备安装在什么基础上。
人们在开发陆地油气田时,早已把脚步延伸到邻近的滩涂。
为了安装钻机和建设油气生产、储运设施,用围堰造地和建造突堤这些较古老的办法已在沿海的油田广泛地使用,在滩涂上开发出大量的石油和天然气。
随着科学技术的进步,利用各种类型的两栖交通运输工具,建造人工岛和使用座底式自升平台来勘探、开发滩涂石油。
开采海底石油的设施,最早使用的是用桩支撑的平台。
1938年在墨西哥湾建造了第一座近海石油钻井平台。
平台建在木桩上,并用一座木栈桥与海岸相连。
我国的第一座海上石油平台于1966年在渤海建成,它是一座有l6根桩的钢制导管架平台。
平台上有4口油井,并且安装了油气处理设备和一个储油罐。
为了克服桩基固定式平台没有机动性的极限,在更广阔的海域灵活地钻探石油,60年代以后便陆续出现了自升式、半潜式钻井平台(也称钻井船)和安装有钻井设备的钻井船。
这些钻井船不仅用于钻勘探井,有时也用来钻生产井和采油随着开发规模的扩大以及开发海域水深的加大,桩基固定式平台在技术上和经济上都受到了限制。
依据油田所处海域的水深和其他环境条件,以及离岸的远近、运输条件等因素,海上石油开发设施有各种不同的组合形式。
第三节海洋及滩涂石油平台的腐蚀防护一、防护措施的选用原则(1)对石油平台防护措施的基本要求,是它的可靠性和长效性,在此基础上同时考虑技术的先进性和经济的合理性。
海洋油气处理设备中的防腐蚀技术与应用随着全球能源需求的不断增长,海洋油气勘探和开发成为了重要的能源供应来源。
然而,海洋环境的特殊性和恶劣条件给油气设备的使用带来了严峻的挑战。
其中之一就是海洋油气处理设备的防腐蚀问题。
海水中的盐分、潮湿的气候以及气候变化等因素都会加速设备的腐蚀速度,影响设备的性能和寿命。
因此,开发适用于海洋油气处理设备的防腐蚀技术是至关重要的。
1. 防腐蚀技术的研发和应用为了应对海洋环境中油气设备的腐蚀问题,科学家和工程师们不断积极主动地开发和应用各种防腐蚀技术。
以下是一些常见的防腐蚀技术及其应用:1.1 防腐蚀涂层技术防腐蚀涂层技术是一种常用的防腐蚀措施。
常用的涂层包括环氧涂层、聚酯涂层和丙烯酸酯涂层等。
这些高性能涂层可以有效地隔离设备和海水之间的接触,防止腐蚀的发生。
此外,一些新型的纳米材料也被用于涂层技术中,进一步提高了涂层的防腐蚀性能。
1.2 电化学防腐蚀技术电化学防腐蚀技术是一种基于电化学原理的防腐蚀方法。
它通过施加电流或电压来改变金属表面的电位,从而形成一种保护层,阻止金属的进一步腐蚀。
在海洋油气处理设备中,电化学防腐蚀技术通常与防腐蚀涂层技术结合使用,以提高设备的防腐蚀性能。
1.3 防腐蚀材料的选择选择适当的材料也是防腐蚀的重要环节。
在海洋环境中,耐腐蚀性能优良的不锈钢(特别是超级不锈钢)是理想的选择,因为它们具有出色的耐蚀性和高强度。
此外,还可以使用镀锌钢,合金材料和聚合物材料等,以满足不同设备的需求。
2. 海洋油气处理设备中防腐蚀技术的应用在海洋油气处理设备中,防腐蚀技术被广泛应用于管道、储罐、阀门和钢结构等部件。
下面是几个常见的使用案例:2.1 管道防腐蚀海洋油气处理设备中的管道需要经受极端的腐蚀环境。
因此,在安装过程中,可以采用涂层技术将管道表面进行防腐处理,以提高其耐腐蚀性能。
此外,还可以在管道中施加电流以形成一层保护膜,以抵御腐蚀。
2.2 储罐防腐蚀储罐是海洋油气处理过程中不可或缺的组成部分。
海洋平台组块腐蚀特点及防腐涂层应用海洋平台是海洋油气开采中的重要设备,具有造价昂贵、维护费用高、技术难度大等特点,加之平台长期处于海洋浸泡、海风吹蚀、日晒雨淋等恶劣的自然环境中,平台金属设备极易发生腐蚀,并形成严重经济、安全隐患。
为此,应加强对海洋平台腐蚀类型及特点的认识,并提升防腐涂层的技术应用水平。
标签:海洋平台;平台腐蚀;防腐涂层1 引言据统计,我国每年石油石化行业因腐蚀造成的损失约占行业总产值的6%。
而海上平台油气生产是最受腐蚀问题困扰的工业之一。
近年来,海上平台油气田腐蚀问题更加突出。
截至到2013年底,中国海洋石油总公司运营了近二百五十座座海上设施,遇到腐蚀方面的问题越来越多,不仅使海洋石油工业蒙受了巨大的经济损失,同时也形成了重大安全风险隐患。
因此,深入开展关于腐蚀类型及特征的研究,提出有针对性的防腐涂层技术,对于优化海洋平台防腐性能具有十分重要的意义。
2 海洋平台腐蚀类型及其特点2.1 均匀腐蚀均匀腐蚀又称为全面腐蚀,其特征是,化学反应或电化学反应在整个表面均匀地进行,结果使金属均匀变薄或完全破坏。
腐蚀手册中所引用的大量腐蚀数据和腐蚀速率,大多数是以金属表面发生均匀腐蚀为出发点进行测量和计算的。
金属由于化学作用发生氧化还原反应及钝化膜的生成,也属于均匀腐蚀。
2.2 孔蚀孔蚀又称点蚀或坑蚀,是一种集中于金属表面的很小范围内,并深入到金属内部的特殊局部腐蚀形态。
孔蚀是一种破坏性、隐患性较大的腐蚀形态之一,是各种气体和液体输送管道上“跑冒滴漏”的主要原因,难以预测和控制。
孔蚀的特点为:经常发生在未开展清管作业的长输碳钢管道的底部;多发生在表面生成钝化膜的金属材料上,如海水中的不锈钢、铝合金或有阴极性镀层的金属上,这些金属钝化膜上如果某点发生破坏,则钝化膜下的金属基体呈活化状态,活化点形成阳极、钝化膜形成阴极,而且呈现小阳极/大阴极的不利面积比,腐蚀向深处发展成小孔;孔蚀引起设备和管道的失重很小,甚至觉察不到重量的变化,一旦穿孔就会使设备和管道有报废的危险,通常采用智能清管器对长输管道的局部腐蚀和孔蚀开展检测;一般来说,孔蚀通常需要一个很长的诱导期。
海洋平台结构防腐性能研究海洋平台作为一个重要的海洋工程结构,承载着海洋石油勘探、海洋风电等众多海上开发项目。
然而,由于海洋环境的腐蚀性和复杂性,海洋平台结构的防腐性能显得尤为重要。
本文将探讨海洋平台结构防腐性能的研究。
首先,了解海洋环境对结构腐蚀的影响是研究海洋平台结构防腐性能的首要任务。
海洋环境中存在着丰富的氯离子、硫化物、微生物等腐蚀介质,它们会导致金属结构的腐蚀。
尤其是在深海和沿海地区,氯离子的浓度较高,加速了钢结构的腐蚀速度。
此外,复杂的海洋流动和湿润的环境也对结构的腐蚀造成了影响。
因此,了解海洋环境对结构腐蚀的影响,是研究海洋平台结构防腐性能的基础。
在海洋平台结构的设计中,选择适当的材料和防腐技术是提高防腐性能的关键。
一方面,高强度、耐蚀性好的材料能够减缓结构腐蚀的速度。
例如,高合金钢和耐蚀合金钢在海洋环境中具有较好的防腐性能,能够有效抵御海水的侵蚀。
另一方面,防腐技术也是提高防腐性能的重要手段。
如热浸锌、喷涂防腐、涂层技术等,可以在结构表面形成一层保护层,防止海水和大气中的腐蚀介质接触到结构表面。
在选择防腐技术时,需要考虑材料的适应性、持久性和施工便利性等因素。
此外,海洋平台结构的维护和监测也是保证防腐性能的重要环节。
海洋平台的长期运行会导致结构表面的腐蚀和磨损。
定期维护和检查结构的防腐层状况,及时修补和更换受损的部分,能够延缓结构的腐蚀速度。
同时,采用先进的监测技术,如无损检测和防腐层厚度监测,可以实时监测结构的腐蚀状况,及时采取措施进行保护。
最后,深入研究海洋平台结构防腐性能的发展趋势也是本文的重点。
目前,人们提出了许多新的防腐技术和材料,如纳米涂层、有机涂层等。
这些新技术和材料不仅可以提高防腐性能,还可以提高结构的机械性能和抗疲劳性能。
此外,结构材料的绿色化和可持续发展也成为今后研究的重点。
通过合理设计、科学施工和有效监测,提高海洋平台结构的防腐性能,将为海洋工程的发展带来更大的推动力。
基于海洋石油平台工艺管线防腐研究发布时间:2022-08-15T08:04:09.767Z 来源:《工程建设标准化》2022年37卷7期作者:曾玲珑[导读] 随着我国经济的快速发展,海洋石油的开发力度也随之增加。
曾玲珑中海石油(中国)有限公司天津分公司天津市滨海新区 300452摘要:随着我国经济的快速发展,海洋石油的开发力度也随之增加。
目前,为促进我国经济发展,满足国内需求,需要大量的海洋原油开采,而海洋石油平台技术是海上石油开采的基础,可以加速海上原油的开采,但在海上钻井过程中,管道会被腐蚀,从而降低海上原油的生产效率和经济效益。
本文结合实际案例,讨论了海上油田生产过程管道的防腐技术。
关键词:工艺管线防腐;海洋石油;策略引言:海洋石油平台长期处于暴晒、盐雾、海浪、海浪等复杂的环境中,很可能会因为环境的变化和杂质而发生腐蚀,从而造成管道的腐蚀,从而降低钻井平台的工作时间,增加钻井作业的难度和安全风险。
同时,海洋中蕴藏着丰富的矿物资源,各种原因都有可能导致工艺管线防腐,从而对海洋石油平台的安全运行产生潜在的影响,从而导致重大的经济和安全事故。
因此,对工艺管线防腐技术的研究是非常有实际意义的。
一、影响工艺管线腐蚀的原因在海洋中,环境是非常复杂的,影响管线使用寿命的因素有很多,比如海浪的冲击、烟雾的腐蚀、阳光的照射、海水的温度的急剧变化,在这种复杂的情况下,管线很容易受到腐蚀,腐蚀速度也很快。
对工艺管线防腐,有局部腐蚀是指管道发生的局部腐蚀,如:电偶腐蚀、点腐蚀、氢脆、应力腐蚀、晶间腐蚀等。
另外,海上石油钻井平台的管道要储存各种液体,如污水、水、天然气及原油等在管线与各类介质接触的过程中也引起内表面出现腐蚀问题。
管道的腐蚀是由于人为的。
在管道设计中,设计者对防腐效果的关注不够,导致了设计上的一些不足。
另外,有关的施工人员受经济利益的驱动,在工程建设中更注重进度,或不注重工程质量,以进一步减少工程造价。
海洋平台结构的防腐措施与维护策略研究在当今时代,随着信息技术的飞速发展,海洋平台已经成为我国沿海城市发展的重要支撑。
然而,由于海洋平台长时间的暴露于恶劣的海洋环境中,其结构往往容易受到腐蚀侵蚀,导致安全隐患。
因此,研究海洋平台结构的防腐措施和维护策略,成为保障海洋平台安全运行的重要课题。
首先,海洋平台结构的防腐措施是确保海洋平台长期使用的关键。
防腐措施的选择应根据具体情况进行,既要考虑腐蚀环境的特点,又要考虑平台结构材料的性能。
目前,常见的防腐措施包括喷涂防腐、镀锌、电镀、涂层等,这些方法可以在一定程度上提高海洋平台的耐腐蚀性能。
喷涂防腐是最常用的一种防腐方法。
通过将特定的防腐涂料喷涂在海洋平台的表面,形成一层防护膜,以阻隔海水中的氧气和盐分对平台结构材料的腐蚀。
同时,喷涂防腐还能提高平台结构的耐磨性和耐候性,有效延长平台的使用寿命。
镀锌是一种将锌层镀在平台结构表面的防腐方法。
由于锌在大气中具有良好的耐腐蚀性能,镀锌能够有效抵御海洋中的腐蚀因素。
此外,镀锌层还能通过阻断海水与平台结构材料的直接接触,进一步防止腐蚀的扩散。
电镀是一种通过电化学方法将金属离子沉积在平台结构表面的防腐方法。
常用的电镀方法包括镍基电镀、铬基电镀等。
这些金属电镀层能够提供一个坚硬、光滑的表面,进一步增加平台结构的耐腐蚀性能。
除了上述传统的防腐方法外,近年来,涂层技术也在海洋平台结构的防腐领域得到广泛应用。
涂层是将一层特殊的材料涂覆在平台表面,形成一个坚硬、致密的保护层,起到防腐的作用。
特殊涂层(如陶瓷涂层、聚合物涂层等)能够提供更好的防护效果,有效减少平台结构的腐蚀速率。
除了防腐措施外,海洋平台结构的维护策略同样重要。
定期的维护保养工作可以延长平台的使用寿命,降低维修成本,并且最大限度地减少事故的发生。
首先,定期巡检是海洋平台维护的基础。
通过定期巡检,可以发现平台结构中的潜在故障,及时采取措施进行修复,避免事故的发生。
同时,做好防腐层的保护工作也是维护海洋平台的重要一环。
海洋石油平台腐蚀防控技术探讨摘要:涵盖了海洋生产平台不同区域的腐蚀环境和腐蚀规律,对海洋石油平台防腐涂料的选择及配套体系进行简要叙述。
针对海洋时候平台的长效防腐防护要求,介绍了几种具有长效的防腐材料和防腐技术特点,包括海洋石油平台热喷涂长效防腐技术、锌加保护技术、海洋石油平台桩腿防腐套包缚技术等,为我们石油生产平台防腐实际工作提供参考。
关键词:海洋石油、腐蚀区、防腐技术、"锌加保护"1.海洋石油平台的腐蚀规律1.1海洋石油平台环境的腐蚀区域界定南海石油平台的使用环境极其恶劣,阳光暴晒、盐雾、海浪的冲击、复杂的海水体系、温度和湿度的变化及海洋生物的侵蚀等使得海洋石油平台的腐蚀速率较快。
海洋石油平台在不同的环境下,腐蚀过程和腐蚀特点会有比较大的差异。
因此要对海洋石油平台结构在海洋环境中腐蚀区域的腐蚀情况进行分析和界定,才能针对性地提出有效的保护措施。
根据海洋环境的腐蚀特点和腐蚀速率的不同,海洋石油平台在海洋环境中可分为海洋大气区、飞溅区和潮差区、海水全浸区和海泥区,即5大腐蚀区域。
1.2海洋钢结构腐蚀情况海洋大气区:钢铁在潮湿的空气中,会在表面形成一层薄水膜,这层水膜会导致钢铁表面产生电化学腐蚀。
钢铁腐蚀的产物,是铁的氧化物的水合物(铁锈),其质地疏松,不能隔绝钢铁与氧和水的继续接触,因此,在潮湿的空气中,腐蚀会不断地继续发展。
钢铁表面形成引起腐蚀的水膜与空气的相对湿度有关,当空气的相对湿度达到100%或者钢铁表面温度低于露点时,潮气就会在国内钢铁表面结露。
飞溅区:金属构件在海水飞溅条件下发生的腐蚀。
飞溅区指风浪、潮汐等激起的海浪、飞沫溅散到的区域。
通常,金属构件在海洋飞溅区的全面腐蚀速率最高。
由于经常潮湿的表面,表面供氧充足,无海生物污损。
长时间湿润表面与短时间干燥表面的交替作用和浪花的冲刷,造成物理与电化学腐蚀为主的腐蚀破坏,且破坏最大。
潮差区:钢结构在潮差区的腐蚀最低,甚至低于海水全浸区和海泥区的腐蚀速率。
海洋石油平台的防腐蚀一、海洋石油平台的腐蚀状况海洋石油平台的绝大多数是用钢铁建造的。
随着海洋石油工业的发展,用于开发海洋石油的平台有多种多样,既有简易的单柱平台,也有用钢量达万吨以上的巨型平台。
大型平台的构造相当复杂,具有多种作业功能,造价也十分昂贵。
这些平台一般都放置在离岸较远的海域里,而且多数是固定安装的。
因此,它们不能像船舶那样进行坞修,维修十分困难。
为了确保石油开采作业的顺利进行,保证作业人员的安全和保护环境,进行海洋石油开发的国家政府和油公司,都付出了巨大的努力来防止平台破坏。
导致平台破坏的原因有各种各样,但大多数来自海洋环境对平台的作用。
这此作用可以归纳为作用力和腐蚀。
腐蚀除了直接使平台构件壁厚减薄和局部出现深坑乃至穿孔,大大地降低平台的强度储备以外,它还会和交变的外力共同作用,造成平台构件的腐蚀疲劳,引发平台构件开裂,招致严重事故。
设计平台时,对可能遇到的环境作用力极值都作了充分的考虑。
在建造和安装中,对材料和施工质量有严格的检验。
因此,防止平台破坏的重要责任,便落在了防腐蚀工作者的肩上。
海洋石油平台钢铁设施的腐蚀机理与状况和其他海洋钢结构大致相同。
但远离海岸的石油平台遭受的腐蚀环境更恶劣,而且各区域间的构件由于环境条件的不同,会形式宏观腐蚀电池,使得平台整体所受到的腐蚀和单独处于各区域钢铁的腐蚀,有明显的不同,设施的维护和修复也更困难。
下面对石油平台金属在海洋环境中腐蚀情况作一些补充说明。
1、海洋大气区海洋大气中钢铁的腐蚀速度比内陆大气中要高4~5倍。
在天津塘沽岸边的大气挂片表明,碳钢的年腐蚀量为0.04㎜。
渤海海中平台的实测腐蚀量超过0.1㎜/a,有的达0.2~0.3㎜/a。
2、飞溅区不少资料都指出,碳钢在飞测区的腐蚀量达到甚至超过0.5㎜/a。
渤海使用10年的钢质平台,曾测得飞溅区的腐蚀速度约0.45㎜/a,并且有不少深度2㎜以上的蚀坑。
当海浪拍击平台构件表面时,混在海水中的气泡冲击构件表面,对它们的保护层有很大的破坏力。
在设计飞溅区涂层时,应特别注意。
3、潮差区海洋石油平台是贯穿海泥至大气的连续钢结构,其腐蚀特征有别于单独处于各区域的钢铁。
单个挂片的碳钢腐蚀速度,潮差区比全浸区要高1~2倍,而上下连续的平台结构,在潮差区受到的腐蚀却比全浸区要轻一些。
有的设计者把潮差区并入飞溅区考虑,这并不意味着潮差区的构件受到的腐蚀程度和飞溅区一样严重,而是考虑到施工、维修以及阴极保护效果等因素的影响。
4、海水全浸区在防护措施不完善的平台上,海水全浸区发生腐蚀有时会导致严重的后果。
例如渤海4号平台,在使用12年后的一次检测中,在低潮位附近发现了多处构件被腐蚀穿了的孔洞。
全浸区中钢铁的腐蚀速度,一般为0.1~0.2㎜/a。
5、海底泥土区海底沉积物是很复杂的介质,不同海区海泥对钢铁的腐蚀会有所不同,尤其是有污染和大量有机物沉积的软泥,需要特别加以注意。
一般认为,由于缺少氧气和电阻率大等原因,海泥中钢铁的腐蚀要比海水中轻得多,在深层土壤中更是如此。
在与海水交界的浅层泥中,也会发生如同低潮位附近那样的氧浓差电池腐蚀。
海洋环境中钢铁的腐蚀是一种电化学现象。
因此,只要能消除电化学腐蚀的基本条件——腐蚀电池、导电介质和去极化剂,就能抑制腐蚀的发生。
海洋石油平台的防腐蚀虽然有多种多样,但归结起来都是以消除上述三大条件之一或全部条件为目的。
在实践中,往往同时用两种或多种防腐蚀手段来达到最好的防腐蚀效果。
由于海洋环境条件十分恶劣,石油平台的防护维修非常困难,即使能够维修,付出的代价也很惊人。
所以,对海洋石油平台防腐蚀措施的基本要求,是它的可靠性和长效性。
防腐蚀所用的材料,必须有充分的质量保证。
防腐蚀施工,要有严格的质量标准和检验。
在平台使用期间,应依据规范要求定期检验,发现问题及时采取补救措施,防止事故发生。
二、防腐蚀设计海洋石油平台的防腐蚀设计应由具有资质的设计单位和防腐蚀专业技术人员进行。
结构设计者应考虑使结构减少腐蚀因素并有利于防腐蚀,例如尽量减少飞溅区的面积和大气区需涂覆的面积,在飞溅区不采用T型、K型或Y型交叉连接方式并避免焊接接头,采用连续焊接而避免铆接、紧配合、螺栓连接等构件组合方式,有利于防腐蚀施工等等。
下面阐述防腐蚀设计的具体做法。
1、防腐蚀措施的确定原则海洋石油平台的防腐蚀措施多种多样。
对于具体的一座海上平台,其防护措施应根据实际情况来确定,其最基本的要求是要有充分的可靠性,在此基础上同时考虑技术的先进性和经济的合理性。
在进行防腐蚀设计前,庆掌握海洋石油平台的结构型式和尺寸、平台使用功能和年限、平台所处海域的环境条件,尤其是环境中的腐蚀因子及其强度等资料。
以平台的建造地和施工条件,也应当有所了解。
只有具备了这些资料,才能使所确定的防腐蚀措施既可靠又适用。
由于海洋石油平台往往是一座庞然大物,所处的空间从海底土壤直至海洋大气,所以,一般都同时采用多种防腐蚀措施来达到最佳的防护效果。
海洋大气区中的平台结构,一般采用涂层保护或喷涂金属层加封闭涂层保护,有些形状复杂的附属件,如栏杆、格栅等,也可用镀锌保护。
在飞溅区和潮差区,一般用厚涂层防腐蚀,或者包覆有机复合层、树脂砂浆或耐蚀合金。
全浸区和泥土区,一般采用阴极保护法防腐蚀。
在全浸区使用涂层保护的,已经越来越少。
无论何种防腐蚀措施,都很难做到完全消除腐蚀,因此,在腐蚀条件苛刻的区域(如飞溅区),在结构设计时必须在强度要求以外增加腐蚀余量。
在一般区域,也应根据预计的防腐蚀效果,适当考虑腐蚀余量。
2、适用标准和规范海洋石油平台不仅投资浩大,而且在复杂多变的海洋环境中,它承受着一定的风险。
为了确保海上平台的安全,一些开发海洋石油资源的主要国家,如美国、挪威、英国等,有关的机构都发布了平台规划、设计、建造、入级的规范。
针对平台的防腐蚀,也发布了相应规范,并且指定相关的适用标准。
我国政府于1992年以能源部令的方式颁布了《海上固定平台安全规则》,明确规定了海上石油平台的防腐蚀要求。
1983年,中国船检局发布了《海上固定平台入级与建造规范》,其中对平台防腐蚀也有明确规定。
1993年,中国海洋石油总公司等同采用了美国国家腐蚀工程师协会标准:NACE Stamdard RP-01-76《海上固定石油生产钢质平台的腐蚀控制》作为推荐标准发布。
中国石油天然气总公司基建工程局主编的《滩海石油工程防腐蚀技术规范》,将在最近以行业推荐标准发布。
上述“规则”、“标准”、“规范“,是海洋石油平台防腐蚀设计、施工依据的主要文件。
在通常情况下,平台建设者(业主)在发标或委托中都会指示设计、建造者(承包商)必须遵照那些标准、规范。
业主指定的标准、规范中涉及到的有关材料和施工与检验机具及方法的标准,承包商也必须参照执行。
3、涂层保护设计涂层保护是海洋石油平台大气区和飞溅有效而经济的防腐蚀措施。
正确地选择涂层系统并确定相应的施工工艺,才能确保涂层的保护效果。
这是涂层保护设计的宗旨。
一个完整的涂层保护设计,应包括涂层系统、涂料用量、表面处理、涂装方法、涂层检验以及经济概算等项内容。
(1)涂层系统的确定海洋石油平台上的涂层系统一般包括底漆、中间涂层和表面涂层。
海上腐蚀环境恶劣,维修费用很高,所以必须选择那些经过严格试验的长效保护涂料。
不同的环境和使有条件应使用不同的涂层系统,同一系统的各涂层间,应当有很好的粘结性。
表1-1列出了海洋石油平台和有关设备常用的涂层系统。
选择涂层系统主要依照标准实验的数据和实践经验。
表1-1海洋平台上典型的涂层系列对于表面温度可能很高(90℃以上)的设备,应采用耐高温的涂层,也可使用喷涂金属层或陶瓷涂层等保护层。
对一些复杂的钢构件,如护栅、扶手、仪表盒、设备撬座等,施加涂层很困难,用热浸镀锌是一种有效的防腐蚀方法。
在设计表面涂层时,还应当注意选择不同的颜色,以便提供统一的颜色代号,有利于设备标识和安全生产。
表1—2列出了海上石油平台结构和主要设备表面涂层颜色的一般规定。
表中没有列出的,可参照《油气地面管线和设备涂色规定》。
当一个涂层系统由二道以上涂层组成时,各涂层宜有颜色区别,以避免漏涂。
表1—2 海上平台结构表面涂层颜色(2)涂料用量计算使用不同涂层系统的结构和设备的表面积及涂料用量应当分别计算。
涂装面积和涂层湿膜厚度的乘积为该涂层涂料的实际用量(体积)。
向采办部门提供的料单应包括施工的损耗量,并且加以说明。
稀释剂也是设计者必须考虑的。
除了按面积计算以外,有些较细杆件(管件),也可以按长度计算涂料用量。
对于一些小的机械和附属件,如马达、紧固件、法兰等,则可以按件数计算。
(3)表面处理对采用涂层保护的钢结构和设备表面,在涂装前进行符合标准要求的表面处理是保证涂层保护效果的关键环节。
进行涂层保护设计时,必须对待涂表面的处理方法和应该达到的质量要求,作出说细的说明。
表面处理方法有手工工具清理、动力工具清理、火焰清理、离心轮和空气喷吵处理、溶剂清洗和化学方法处理,设计时应极据实际需要选用适宜的方法。
无论采用哪种处理方法,处理后的钢表面,都必须符合有关标准的要求。
此外,表面处理时的环境条件、作业时的安全和环境保护也是设计的重要内容。
(4)涂装方法和涂层检验涂层的施工(涂装)方法有高压无气喷涂、压缩空气喷涂以及刷涂、滚涂、热喷涂、浸涂等。
涂装方法的确定一般依据涂料生产厂的技术说明,同时还应考虑施工条件和可能获得的设备。
在设计文件中,对涂料的混合、稀释、贮存以及施工场所的温度、湿度等,都应有明确的规定。
涂层检验包括对每道涂层的检验和验收前对全部涂层系统的检验。
涂层检验的内容有湿膜和干膜厚度、涂层缺陷(如漏涂、流挂、皱纹、裂纹、针孔等)、附着力等。
设计者应对上述内容的检验方法和应达到的指标,以及对不合格涂层的处理方示,作出明确的规定,这些规定必须符合有关标准、规范的要求。
4、 阴极保护系统设计在进行阴极保护系统设计前,应对海洋石油平台钢结构本身和周围环境进行调查,掌握建造平台的材料、涂层保护等情况。
对周围环境,除了应了解周围有无其他设施以及它们对平台阴极保护可能的影响以外,更应掌握所处海域海水和海泥的温度、PH 值、电阻率、含氧量、污染和细菌活动情况,以及海水流速、水中悬浮物等数据。
阴极保护有牺牲阳极法和外加电流法,两种方法均可用于海洋石油平台的防腐蚀,但目前采用牺牲阳极法的占大多数。
(1)阴极保护准则 设计阴极保护系统时,设计者应指明评价平台阴极保护效果的准则,以便在平台使用期间对平台被保护情况进行监测和检测。
电位准则是最常用来评价阴极保护效果的准则。
在通常条件下,平台结构测得的电位应符合表1-3的要求。
施加保护电流时,阴极电位负移大于300mV ,也表明平台处于良好保护状况。
外观检查(潜水员观察或触摸、物理测量、照相或摄像等)和在平台典型位置安装试片也是评价平台阴极保护效果的有效方法。