劉百臣

（中海石油深海開發(fā)有限公司南海深水天然氣作業(yè)區(qū)，廣東深圳518067）

工程師園地

海洋平臺(tái)設(shè)備的防腐維護(hù)管理*

劉百臣

（中海石油深海開發(fā)有限公司南海深水天然氣作業(yè)區(qū)，廣東深圳518067）

海洋平臺(tái)設(shè)備的使用性能受到腐蝕的嚴(yán)重影響，埋下了許多的安全隱患，再加上海洋平臺(tái)不能像船舶那樣定期到陸地維修保養(yǎng)，長年都處于遠(yuǎn)離海岸的狀態(tài)，因此，海洋平臺(tái)設(shè)備的防腐維護(hù)管理極為重要。本文首先分析了海洋平臺(tái)設(shè)備的防腐意義，其次，深入探討了海洋平臺(tái)設(shè)備的防腐維護(hù)管理措施，具有一定的參考價(jià)值。

海洋平臺(tái)；設(shè)備；防腐；維護(hù)管理

腐蝕的防護(hù)和控制一直以來都是國內(nèi)外研究的重點(diǎn)課題，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。海洋平臺(tái)設(shè)備長期處于海水、潮氣和鹽霧等惡劣環(huán)境中，飽受海生物和海水的侵蝕,進(jìn)而出現(xiàn)嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕。海洋平臺(tái)設(shè)備的使用性能受到腐蝕的嚴(yán)重影響，埋下了許多的安全隱患，再加上海洋平臺(tái)不能像船舶那樣定期到陸地維修保養(yǎng)，長年都處于遠(yuǎn)離海岸的狀態(tài)，因此，海洋平臺(tái)設(shè)備的防腐維護(hù)管理極為重要[1]。

1海洋平臺(tái)設(shè)備的防腐意義

在海洋平臺(tái)設(shè)備中,金屬是其主要的材料。由于金屬材料長年是在介質(zhì)、磨損、高壓、高溫等不利條件下工作,很容易被腐蝕。腐蝕不僅會(huì)對(duì)設(shè)備的使用壽命造成嚴(yán)重的影響，而且還會(huì)使得設(shè)備的使用周期和檢修周期大幅度縮短,增加維修費(fèi)用和輔助時(shí)間。同時(shí)，腐蝕還會(huì)使得設(shè)備出現(xiàn)“漏、滴、冒、跑”的概率大幅度增加，污染環(huán)境，影響產(chǎn)品質(zhì)量。另外，腐蝕還容易造成設(shè)備出現(xiàn)火災(zāi)、爆炸等事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，66.7%的設(shè)備爆炸事故都是由于腐蝕而造成的[2]。

僅2012年，我國就由于腐蝕而造成了超過1萬億元人民幣的直接經(jīng)濟(jì)損失，其中有40%左右都是由于海洋腐蝕所造成的損失。已有研究表明，若能夠采取有效的防腐維護(hù)管理措施，那么至少可以減少25%～40%的損失，節(jié)約人民幣2500～4000億元。

海洋平臺(tái)設(shè)備腐蝕的原因主要有：

（1）介質(zhì)介質(zhì)的濃度、成分等因素都會(huì)直接決定了海洋平臺(tái)設(shè)備的腐蝕程度，而實(shí)際上，導(dǎo)致海洋平臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)腐蝕的介質(zhì)往往有多種，如NO3-、、溶解氧、OH-等。當(dāng)這些介質(zhì)濃度發(fā)生變化時(shí)，或減緩腐蝕速度，或加劇腐蝕速度，效果各不相同。

（2）流速溶液流速的增加會(huì)進(jìn)一步加大對(duì)保護(hù)膜的沖刷和腐蝕產(chǎn)物的脫落，也能強(qiáng)化物質(zhì)的對(duì)流和擴(kuò)散,與此同時(shí)，流速的提高還會(huì)使得金屬的腐蝕速度加大，造成嚴(yán)重的磨損腐蝕。

（3）壓力主要是由于壓力所造成的高應(yīng)力來引起腐蝕。在特定介質(zhì)中，許多金屬都會(huì)有臨界應(yīng)力值，臨界應(yīng)力值一旦被超出，那么就會(huì)破壞設(shè)備生產(chǎn)，出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕。海洋平臺(tái)設(shè)備很容易受到操作壓力帶來的應(yīng)力腐蝕，與此，務(wù)必要將海洋平臺(tái)操作壓力控制在合理、有效的范圍內(nèi)。

（4）溫度海洋平臺(tái)設(shè)備腐蝕速度的快慢直接受到溫度的影響，溫度越高，海洋平臺(tái)設(shè)備反應(yīng)活化能也就會(huì)隨之增加，從而使得腐蝕速度加快。

海洋平臺(tái)設(shè)備腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)總是悄無聲息，即便在發(fā)生重大安全事故之前都不會(huì)有任何預(yù)兆。由于絕大多數(shù)的海洋平臺(tái)設(shè)備都是持續(xù)工作在高壓、高溫的環(huán)境中，設(shè)備中的介質(zhì)還具有有毒有害、易爆易燃的特點(diǎn)，一旦由于腐蝕而穿孔，進(jìn)而出現(xiàn)火災(zāi)、爆炸，必將造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，做好海洋平臺(tái)設(shè)備的防腐維護(hù)管理，正確判斷其在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的腐蝕缺陷，對(duì)于提高海洋平臺(tái)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性、安全性具有極為重要的作用。

2海洋平臺(tái)設(shè)備的防腐維護(hù)管理措施

2.1 涂料涂裝防腐

涂料涂裝防腐是海洋平臺(tái)設(shè)備防腐措施中一種有效的方法。可以根據(jù)設(shè)備的工作環(huán)境和工作特點(diǎn)來采取相應(yīng)的涂料涂裝防腐方法。海洋石油平臺(tái)的工作環(huán)境與大陸完全不同，面臨著諸多特點(diǎn)，如冬季有整體冰和浮冰、海水微生物較多（海蠣子、藻類等）、海上鹽霧較重、海水溫差波動(dòng)大、各區(qū)塊流速不等、隨水深增加海水含沙量變化、海水中含氧量高等。

2.1.1 涂裝工藝

（1）涂裝前，應(yīng)將設(shè)備鋼鐵表面的各種殘存物、雜質(zhì)進(jìn)行徹底清除，同時(shí)再進(jìn)行噴砂（丸）除銹。設(shè)備表面清潔度要達(dá)到美國SSPC-SP10標(biāo)準(zhǔn)，或者《GB8923.Sa2.5A-B-88》的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于那些噴沙不便、氧化層厚的部位，可采用敲銹錘、刮刀等工具進(jìn)行手動(dòng)除銹,然后再對(duì)其表面用凈化的壓縮空氣進(jìn)行清掃，最后在涂車間上防護(hù)底漆。推薦工作參數(shù)見表1。

表1 推薦工作參數(shù)Tab.1Recommended operating parameters

（2）涂裝環(huán)境要求

在施工中出現(xiàn)新銹蝕、烈日直射、雨霧天氣等情況下都不能進(jìn)行涂裝施工，涂裝作業(yè)必須在無大風(fēng)沙天氣下進(jìn)行,同時(shí)設(shè)備表面溫度不得低于露點(diǎn)3℃，相對(duì)濕度需要≤85%，環(huán)境溫度≥5℃。

（3）涂裝工藝要求

在涂裝施工前，應(yīng)該配備有關(guān)的施工機(jī)具，采用高壓無氣噴涂方法，所用涂料需與設(shè)計(jì)要求相同，務(wù)必按照工藝程序來嚴(yán)格進(jìn)行噴涂。若設(shè)備在安裝、就位、運(yùn)移過程中出現(xiàn)油漆脫落的現(xiàn)象，那么應(yīng)該在第一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)涂,以此來確保涂裝有效。常見涂裝問題及處理見表2。

表2 常見涂裝問題及處理Tab.2Common painting problems and solution

2.1.2 涂裝質(zhì)量要求應(yīng)該充分考慮到海洋平臺(tái)設(shè)備的使用壽命和工作環(huán)境,必要時(shí)還應(yīng)該適當(dāng)加厚涂層干膜厚度，力爭(zhēng)做到海洋平臺(tái)設(shè)備“施工嚴(yán)謹(jǐn)無漏涂、外觀平整無褶皺、涂層均勻無流掛、表面潔凈無氣泡”，同時(shí)，還應(yīng)該測(cè)量涂層總厚度和每道涂層厚度，采用電磁式干膜厚度計(jì)來檢查厚度大于50μm的涂層,用精密測(cè)厚儀來檢查厚度小于50μm的涂層。涂裝完畢后，務(wù)必要進(jìn)行涂層膜孔檢測(cè)（檢測(cè)范圍要百分之百），采用火花檢漏儀（電壓應(yīng)該大于3.5kV）檢測(cè)厚度大于50μm的涂層,采用濕式膜孔測(cè)試儀檢測(cè)厚度小于50μm的涂層，若檢測(cè)不合格，那么予以補(bǔ)漏[3]。

2.2 設(shè)備的防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)備防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指在設(shè)備設(shè)計(jì)之初，就應(yīng)該全面考慮通過何種措施來避免其腐蝕，它是一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問題，包括了管道系統(tǒng)的布置和設(shè)備間的安裝情況，而不僅僅只是單個(gè)設(shè)備的設(shè)計(jì)。

2.2.1 避免產(chǎn)生間隙許多海洋平臺(tái)設(shè)備都或多或少地存在著一些縫隙，大多位于連接部位、密封面、開孔補(bǔ)強(qiáng)部位，這樣一來就很容易形成縫隙腐蝕。縫隙腐蝕又很容易導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕和孔蝕，進(jìn)一步損害設(shè)備。而避免出現(xiàn)縫隙腐蝕的最佳方法就是要采取良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，筆者建議多用焊接聯(lián)接，少用螺栓連接。

2.2.2 避免死角的出現(xiàn)設(shè)備中若出現(xiàn)固體物質(zhì)堆積沉降或者局部液體殘留的現(xiàn)象，很容易導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)局部聚集或局部濃縮，進(jìn)一步引起腐蝕，因此，應(yīng)該盡量防止出現(xiàn)排液不盡的死區(qū)和死角。

2.3 建立預(yù)防性保養(yǎng)維護(hù)制度

（1）維護(hù)區(qū)域負(fù)責(zé)人員定期對(duì)其區(qū)域內(nèi)的設(shè)備腐蝕情況進(jìn)行巡查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。（2）當(dāng)設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕問題時(shí)，使用部門應(yīng)及時(shí)報(bào)修，及時(shí)通知維修區(qū)域負(fù)責(zé)人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)予以維修。若設(shè)備處于保修期，應(yīng)及早與廠家聯(lián)系進(jìn)行保修；若在保修期外，則購置相應(yīng)零配件修復(fù)或送廠家維修；若維修周期較長，則先用備用機(jī)頂替，然后再進(jìn)行維修。維修完成后請(qǐng)使用部門填寫維修單。（3）待修設(shè)備必須掛待修標(biāo)簽，注明使用部門、故障原因、經(jīng)辦人、維修日期。當(dāng)維修完成返回使用部門時(shí)，摘除待修標(biāo)簽，同時(shí)收回備用機(jī)。（4）備用機(jī)有專人負(fù)責(zé)管理。若需要出借備用機(jī)，則必須登記，包括借用部門、借用日期、經(jīng)辦人簽字。當(dāng)收回備用機(jī)時(shí)，則注銷出借記錄。（5）應(yīng)該建立基本備用的零配件倉庫，以保證維修需要。零配件有專人負(fù)責(zé)采購，堅(jiān)持質(zhì)量?jī)?yōu)良、價(jià)格合理的采購原則，在保證質(zhì)量的前提下，最大限度為單位節(jié)約。

2.4 犧牲陽極防腐

犧牲陽極最主要的特點(diǎn)是不需外部電源供電,對(duì)于開發(fā)早期、油井分散又無電站的海洋平臺(tái)尤為實(shí)用。作為犧牲陽極要有一定的負(fù)電位,而作為被保護(hù)對(duì)象鋼鐵的最低保護(hù)電位為-0.85V,是較穩(wěn)定的數(shù)值。那么,陽極與被保護(hù)金屬的最低保護(hù)電位差——陽極的驅(qū)動(dòng)電位則成了主要參數(shù),其驅(qū)動(dòng)電位數(shù)值越大,發(fā)生電流也越大,保護(hù)面積也就愈多,防腐效果也越明顯。

設(shè)計(jì)選用陽極的類型應(yīng)依據(jù)條件而定,為抑制其在工作過程中的鈍化現(xiàn)象,阻止表面形成致密的高電阻保護(hù)層,在海水含沙量低、沖蝕較輕的區(qū)域推薦選用定型產(chǎn)品,在其它區(qū)域使用陽極的組成、結(jié)構(gòu)應(yīng)依據(jù)環(huán)境工況作出配比調(diào)整,使得陽極極化曲線平穩(wěn),電位穩(wěn)定,陽極溶解均勻,產(chǎn)生出穩(wěn)定的電流自我犧牲保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)物。

3結(jié)語

總之，海洋平臺(tái)設(shè)備的腐蝕速度較快，因此，我們必須根據(jù)海洋平臺(tái)設(shè)備的實(shí)際情況來選用經(jīng)濟(jì)、有效、合理的防腐方法，積極采取新措施、新方法來優(yōu)化海洋平臺(tái)設(shè)備的防腐維護(hù)管理。

［1］Fischer K P,Thomason W H,Rosbrook T,et al.Performance History of Thermal-Sprayed Aluminum Coatings in Offshore Service［J］. Materials Performance，2005，35（11）:134-140.

［2］Klfnvik,BH Leinum,E BHeirer,et al.Material Risk-ageingOffshore Installations［J］.Petroleum Safety Authority Norway（PSA）Report，2006,43（5）:156-162.

［3］Greenwood-Sole G,Watkinson C J.Newglassflack coatingtechnologyfor offshore applications［J］.Corrosion，2004,29（13）:144-150.

Corrosion maintenance management of offshore equipment*

LIU Bai-chen
（Deepwater Natural Gas Operation Area，CNOOC Deepwater Development Limited，Shenzhen 518067，China）

The functional performance of offshore platform equipment is severely affected by erosion,planted a lot of security risks.Plus shipping offshore platforms can not be like that on a regular basis to the land maintenance for many years are in a state far from the coast.Therefore,offshore equipment corrosion maintenance management is extremely important.This paper analyzed the significance of offshore platform equipment corrosion,and secondly,in-depth study of the offshore platform equipment corrosion maintenance management measures has certain reference value.

offshore platform;equipment;corrosion;maintenance management

X55

A

1002-1124（2014）02-0048-03

2013-11-11

省部共建“石油天然氣裝備”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目（2006STS02）

劉百臣（1970-），男，工程師，長期從事海洋石油生產(chǎn)及設(shè)備維修管理等工作。