海洋采油平台重防腐涂料应用现状及发展

摘要：介绍了海洋采油平台对重防腐蚀涂料的要　

求，简述了目前海洋采油平台的防腐涂层配套体系　

及国外海洋重防腐涂料的研发重点。　

关键词：海洋重防腐涂料；采油平台　研发重点；　

防腐涂层设计　

０引言　

海洋环境是一个特定的复杂腐蚀环境，海洋腐蚀环境　

可以分为海洋大气区、飞溅区、潮差区、全浸区、海底沉　

积物区五个不同腐蚀区域，不同区域的腐蚀特征各不相　

同。钢铁在不同海洋区域的一般腐蚀规律见图１。　

母圃　

腐蚀速度／（ｒａｍ・ａ）　

图１钢铁在不同海洋区域的一般腐蚀规律　

其中飞溅区金属表面干湿交替、供氧量高、盐分浓缩、　

涂层易碰撞破损、腐蚀速率最高，海泥区【夭］合氧量较低，　

腐蚀速率最低　。　目前，对全浸区、海泥区及部分潮差区的海上金属构　

筑物主要采用阴极保护的电化学方法来控制腐蚀，对海洋　

大气区、飞溅区、潮差区则主要采用重防腐涂料涂装来控　

制金属的腐蚀　。　

１海洋采油平台重防腐涂料应用现状　

１．１海洋重防腐涂料的要求　

重防腐涂料通常是指在严酷的腐蚀环境下具有长效　

使用寿命的涂料，其使用寿命一般在１０～１　５　ａ以上。海洋　

重防腐涂料是指用于防止海洋船舶、采油平台、海港机械　及其他近海结构物腐蚀的涂料，具有科技含量高、研发周　

期长、投资大、技术难度高、风险大的特点。我国的海洋　

防腐涂料整体技术落后先进国家约２０￣３０　ａ，而ＩＰ、ＰＰＧ、　Ｈｅｍｐｅｌ、Ｊｏｔｕｎ、关西等涂料公司均有上百年的涂料研发　

历史，它们几平占据了我国海洋防腐涂料的主要市场。　

在海洋环境中使用的重防腐涂料一般要求具有如下　性能　。　。　

（１）具有良好的物理性能。对腐蚀介质抗渗性好。对　

钢材表面附着力好。其中车Ｉ司底漆还要求具有可焊性、气　

割施工性、干燥速度要满足自动涂装生产线的要求。　

（２）具有良好的力学性能。耐海水　中刷、耐海冰碰撞、　

耐船舶停靠的磨损。　

（３）具有优异的化学性能。耐海水、耐盐雾、耐油、　

耐化学品腐蚀，耐紫外线照射。　

（４）与电化学保护系统相容性好。飞溅区和全浸区的　涂料要具有耐阴极剥离性。　．　

（５）具有良好的施工性能。可在各种环境条件对不同　

结构方便地进行高质量的涂装施工　

（６）符合健康、环保、安全的要求。要求涂料固含量　

高，有机挥发分（ＶＯＣ）含量达到国家或国际标准要求。

　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　Ｒｅｖ．ｅＷ　

（７）其他特殊要求。如．淡水舱涂料要求无毒性并符　氧、丙烯酸、聚氨酯、氟碳、聚硅氧烷类涂料，根据平台　

合国家卫生认证要求　用于不锈钢表面的涂层中可滤去氯　不同部位的腐蚀特点选用不同的涂料和涂层体系　。　

含量不能超过２００　ｍｇ／ｋｇ，涂层中不含锌　船舶压载舱涂　（１）大气区。包括甲板上的生产区、生活区，生产机　

料要符合国际海事组织ＩＭＯ《船舶压载舱保护涂层性能标　械、管线、钢架塔、浮桥、直升机平台等。此区域处于海　准　的要求；船舶水线以下部位涂料要求防止海生物附着　平面以上，受到紫外线的强烈照射和盐雾腐蚀，通常大部　

寸０　／Ｊ使五厂口　Ｈ】　］　７ｌ小能。ｌ—￡日匕口　／Ｌ氧Ｌ田Ｔ十．　、罩Ｌ田　十Ｉ卜／　，ｃ　对海洋重防腐蚀涂层体系通常有如下要求：（１）涂层　漆，中涂选用具有良好物理屏蔽作用的环氧云铁中间漆，　

总干膜厚度在２４０～１　０００　ｍ；（２）能达到１　５　ａ以上的使　面漆选用耐紫外线好的聚氨酯、聚硅氧烷或氟碳漆。　

用寿命；（３）底漆必须有中间漆或面漆覆盖，富锌底漆不　平台的工作甲板、走道、直升机平台通常采用车间底　

论是有机或无机，干膜中的金属锌含量要求大于８０％以上。　漆＋环氧富锌＋耐磨环氧体系，总膜厚４８５　ｕｍ左右，如用　

中问漆要有良好的屏蔽、阻隔作用，可以有效地阻止、延　环氧底漆＋环氧玻璃鳞片涂料，总膜厚３９０￣５４０　ｍ左右：　

迟水蒸汽、氧气、化学离子进入徐层内。面漆要求具有耐　交通重负荷区、钻台、外部主甲板采用环氧无溶剂涂料，　

腐蚀、耐曝晒、耐溶剂、耐碰撞，具有警示、装饰作用。　总膜厚２　５００￣３　０００　ｍ左右；容器、设备、管道、阀门　

海洋重防腐涂料涂层通常要满足如下主要国际标准　等工艺设备和火炬等钢结构外表面（操作温度１　２０～５４０　

的要求：（１）ＩＳＯ　ｌ２９４４防护涂料体系对钢结构的腐蚀防护；　ｃ】＝）采用无机富锌十有机硅铝粉复合涂层，总膜厚７５～ｌ３５　

（２）ＮＯＲＳＯＫ　Ｍ５０１表面处理和保护涂料；（３）ＩＳＯ　２０３４０近海　ｍ左右。　

及相关结构防护徐层体系的性能要求，（４）ＮＡＣＥ　ＳＰ　Ｏｌ０８　飞溅区以上主要钢结构、甲板底面、不保温的容器外　

防护涂层对近海结构的腐蚀控制；（５）ＩＨ０船舶压载舱保护　表面、管道及其他钢结构外表面采用车间底漆＋环氧富锌＋　

涂层性能标准（ＰＳＰＣ）。　环氧云铁＋聚氦酯或氟碳漆复合涂层体系，总膜厚３５０　ｕｍ　

其中ＩＳＯ　１　２９４４是国际防腐蚀行业通用的、权威的防　左右。栏杆、扶手、格栅、梯子和走道等热浸镀锌件采用　

护涂料与涂装技术指导性标准；ＩＳＯ　２０３４０是对ＩＳＯ　１　２９４４　双组分低表面处理环氧＋聚氦酯面漆复合涂层，总膜厚ｌ　６０　

的补充，主要阐述海洋工程及相关结构的涂层防护；　ｍ左右。　ＮＯＲＳＯＫ　Ｍ５０１是在海上平台防腐涂装领域广为推崇采用的　钢结构生活楼墙体（隐蔽）内外表面采用车间底漆＋环　

标准；ＮＡＣＥ　ＳＰ０１　０８是对近海及相关钢结构防腐蚀的最新　氧富锌＋环氧云铁复合涂层，总膜厚２４０　ｕｍ左右。钢结　标准　ＰＳＰＣ是国际海事组织对船舶压载舱涂层性能的强制　构生活楼墙体（未隐蔽）内外表面采用车间底漆＋环氧富锌　

性规定。　＋环氧云铁＋聚氨酯或氟碳漆，总膜厚３００　ｕｍ左右。　

（２）潮差区和飞溅区。此区域是腐蚀最严重的区域，　１．２海洋采油平台钢结构防腐涂层系统　多使用环氧底漆＋厚膜型环氧玻璃鳞片涂层、无机富锌＋　

海洋采油平台是固定和半固定在海洋中的大型钢结　高强度环氧涂层、无机富锌＋环氧粉末涂层等厚膜涂层。　

构，长期受到海洋环境的严重腐蚀，其腐蚀环境属于ＩＳＯ　平台飞溅区桩腿、靠船件、油井套管采用环氧玻璃鳞片涂　

ｌ２９４４标准中腐蚀环境最严重的Ｃ５一　和Ｉｍ２等级。由于　料体系，总膜厚５５Ｏ～１　０００“ｍ左右。　

平台远离大陆维修困难，要求防腐涂料对平台的保护寿命　（３）全浸区。此区域的含氧量低，腐蚀程度不高，主　

至少存１　５　ａ甚至２０　ａ以上，因此要采用重防腐涂料和耐　要采用无机富锌＋高强度环氧涂层和无机富锌＋环氧沥　

久性高的长效防腐涂层配套体系。通常，平台的海平面以　青涂层，环氧玻璃鳞片单一涂层，总膜厚５００￣５２５　ＬＬｍ左　下部分主要采用牺牲阳极或外加电流电化学保护，其余则　右：如需要防止海生物附着，则采用环氧涂料＋防污涂料　

采用高性能防腐蚀涂料涂层进行保护。　涂层，总膜厚７２５￣９２５　ｕｍ左右。　

海洋平台防腐涂料及其涂层配套通常要满足ＩＳＯ　（４）海底区。此区域的腐蚀程度最低，如海底的钢桩　

１　２９４４、ＮＯＲＳＯＫ　Ｍ５０１、ＮＡＣＥ　ＳＰ０１０８和ＩＳＯ　２０３４０相关　或沉箱的最下面部位。涂层主要采用无机富锌＋环氧沥青　

防腐标准的要求。一般都要预先通过严格的试验和认证，　涂层，总膜厚３５０￣３７５　ＬＬｍ左右。　

试验项目主要有：（１）耐盐雾（盐水）试验，４　０００　ｈ；（２）耐　（５）容器部位。平台』二有许多用于储存各种液体介质　

老化试验，２　０００　ｈ；（３）耐阴极剥离试验　（４）耐湿热试　的容器，通常根据介质和使用环境的不问桌选用不同的涂　

验，４　０００　ｈ，（５）循环腐蚀试验，４　２００　ｈ。试验标准相当　层。饮水舱、淡水舱需要使用通过国内、国际涉水安全卫　

苛刻。　生认证的环氧无溶剂涂料，总膜厚５００￣６００　ｐｍ左右。油　

用于海洋平台防腐涂料主要有无机富锌、有机硅、环　罐、生产水罐、海水罐、污水罐等内表面（

操作温度小于　Ｃｏａｔｉｎｇｓ～．ｅＷ　

ｌ　３０　ｃＣ）采用双组分无溶剂酚醛环氧涂层，总膜厚为２５０　在管径从２０Ｎ　１　２００　ｍｍ的管道上。涂层干膜厚度一般在　

ｐ，ｍ左右。　３００　Ｍｍ左右。其涂装工艺为：预热管道一喷砂清理到Ｓａ　２．５　

不锈钢容器、设备、管道及阀门等结构外表面（保温，　或Ｓａ　３级一加热管道一静电喷涂环氧粉末涂料一用水淬　

操作温度小于１　２Ｏ　ｏｃ）采用酚醛环氧漆涂层，总膜厚２５０　冷一电火花检验涂层。　

ｕｍ左右。　表ｌ列出了熔融环氧粉末涂料的徐层性能要求。　

不锈钢容器、设备、管道及阀门等结构外表面（不保温，　操作温度小于１　２０。Ｃ）采用环氧＋双组分环氧＋聚氨酯或氟　表１熔融环氧粉末涂料的涂层性能要求　

碳漆复合涂层，总膜厚２４０　ｐ，ｍ左右。　特性　鎏　试验方法　翠　复ｒ要Ｂ圭鱼Ｈ－，、Ｍ　垂亚阳诉　而基Ｔ　已喜　由诠　～一　目　口昔　…　十　２８　ｄ耐阴极剥离／ｍｍ，≤８．５　ＳＹ／＿Ｏ３１　５—２ｏＯ５附录Ｂ　』云，思．１］吴厚３ＵＵ　ｍ红臼。４８　ｈ耐阴极剥离／ｍｍ，≤　６．５　Ｓ　Ｏ３１号一２ｏＯ５附录Ｂ　抗１．５　Ｊ　中击强度（一３０　ｃｃ）无漏点ＳＹ丌Ｏ３ｌ　５—２［］（］５附录Ｆ　１．３海洋采油平台海底钢质管道防腐蚀涂层体系　抗３。弯曲　无裂纹ＳＹ／Ｔ　０３１　５－２００５附录Ｅ　

海底管道主要指用于输送近海平台生产的石油和天　耐化学腐蚀　合格　ｓＹ门’０３１　５—２。。５附录Ｉ　燃气而固定或埋设在海底ｔａ％￣Ｊｔ￣管道。海底管道由于柃修　２４　ｈ附着力　１～３　ＳＹ／Ｔ　０３１　５－２００５　录Ｇ　极其困难，通常要求在不　的条件下能正常使用２０　ａ　翟　≥　忻　录　

以＿［二。　注该表中数据与国外ＡＳＴＭ的检测方法有所不同，可参照国外产品　埋在海泥或浸在海水中的钢管因长期受到海水的腐　指标。　蚀、海生物的污损及细菌侵蚀，会产生腐蚀损坏。为保证　挤压三层聚乙（丙）烯涂覆层是在大管径管道使用最广　

管道在海水中的长期安全使用就必须正确选用管道的内　泛的防腐涂层系统。三层ＰＥ管道涂覆系统综合了环氧的　

外层防腐蚀涂料和涂层配套。钢质海底管道的外防腐技术　优良抗阴极剥离性能和高密度聚乙烯极佳的力学性能，其　

包括防腐蚀涂层技术和阴极保护技术。已应用的防腐涂层　第一层为膜厚７０～２００　ｍ的熔融环氧粉末底漆涂层，、第　

体系有：煤焦油磁漆、石油沥青涂料、聚烯烃包缠带、两　二层为膜厚ｌ　５０—７００　ｕｍ的聚乙烯胶粘剂涂层，第三层为　层挤涂聚乙烯涂层、单层或多层熔融环氧粉末涂层、加强　膜厚ｌ　５００～３　３００　ｍ的高密度聚乙烯涂覆层。其中聚乙　

型三层或多层聚烯烃涂层等。此外，新的管道防腐涂层也　（丙）烯胶粘剂作为熔融环氧底漆与聚乙烯涂层之间的连接　

在不断研发和应用中。由于海水的浮力，会使铺设在海底　层要求对两者都有良好的粘接力，高密度聚乙烯涂覆层具　

的管道漂浮和移动，因此要将已涂覆防腐层的钢管用混凝　有良好的耐水渗透、耐化学品腐蚀和耐机械碰撞能力。　

土包裹进行配重。　表２列出了典型聚乙烯涂层的常规性能。　在选择海底管道外防腐涂料时要考虑到的因素有：海　

水的电阻、涂装的可行性、涂层的抗　中击性、长期稳定性、　表２典型聚乙烯涂层的常规性能　

耐，Ｅｔ￣剥离，　导否耐绷莴席蚀和沲牛物污榀等　性、

馆１　、　籍　试验方法Ｂ