代兆立，竇海余，焦 輝，張彥軍，崔偉強(qiáng)，劉清洋

1.中國(guó)石油冀東油田南堡作業(yè)區(qū)，河北唐山 063200

2.中國(guó)石油集團(tuán)工程技術(shù)研究有限公司，天津 300451

冀東油田位于渤海灣北部沿海，沿渤海灣灘海地區(qū)建有5 座人工島和1 座導(dǎo)管架生產(chǎn)平臺(tái)。人工島登陸點(diǎn)（含引橋和碼頭） 下有各種鋼樁700 多根，從生產(chǎn)投用至今約有10 年的時(shí)間。為了保證安全生產(chǎn)，2016 年和2018 年對(duì)油田的各種海洋鋼結(jié)構(gòu)鋼樁（包括登陸點(diǎn)鋼樁及海洋平臺(tái)鋼樁） 進(jìn)行了檢測(cè)和維護(hù)[1]，檢測(cè)內(nèi)容包括：外觀檢查、鋼樁壁厚檢查、陰極保護(hù)效果檢測(cè)等。檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，有一定數(shù)量的鋼樁原有防腐涂層脫落，鋼樁本體出現(xiàn)了較嚴(yán)重的腐蝕，最大腐蝕坑深度達(dá)3.1 mm。為了保證油田的安全生產(chǎn)，在2018 年對(duì)冀東油田4 座人工島的登陸點(diǎn)鋼樁采用三層包覆防護(hù)技術(shù)進(jìn)行了防腐修復(fù)，達(dá)到很好的防腐效果[2-3]。

1 三層包覆防護(hù)技術(shù)簡(jiǎn)介

三層包覆防護(hù)結(jié)構(gòu)包括：底層（自憎水密封油）、中間層（防腐帶）、外護(hù)層（防護(hù)套），見(jiàn)圖1[4]。自憎水密封油具有良好的憎水效果，含有優(yōu)良的緩蝕劑成份，涂敷于經(jīng)過(guò)處理的鋼樁表面，能夠有效阻止腐蝕介質(zhì)的侵蝕；防腐帶周向纏繞在管樁表面；防護(hù)套為軸向單側(cè)開(kāi)口法蘭結(jié)構(gòu)。防腐帶和防護(hù)套具有良好的緩沖和耐沖擊性能，不但能隔絕海水，還能抵御機(jī)械損傷破壞。防護(hù)套周長(zhǎng)為管樁周長(zhǎng)的90% ～98% （依據(jù)不同管徑確定），安裝時(shí)用液壓扳手沿管樁圓周拉緊，使防護(hù)套軸向邊沿的兩法蘭條貼合，通過(guò)法蘭條上的螺栓孔，用不銹鋼自鎖螺栓固定。

圖1 三層包覆防護(hù)結(jié)構(gòu)示意

該技術(shù)不僅可用于新建海洋鋼樁及其他設(shè)施的腐蝕防護(hù)，也適用于在役海洋鋼樁和設(shè)施的防腐層修復(fù)；不僅能夠應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)，亦可應(yīng)用于海洋環(huán)境其他材質(zhì)結(jié)構(gòu)。

三層包覆防護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)有：表面處理要求低、安全環(huán)保、可水下施工、操作簡(jiǎn)單、具有一定的抗沖擊性能和防海生物附著性能。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

在2018 年，對(duì)冀東油田的NP1-1、NP1-2、NP1-3、NP4-1 人工島的引橋和碼頭下的所有鋼樁采用三層包覆防護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了防腐施工，鋼樁直徑有1 100 mm 和1 200 mm 兩種，每根鋼樁的包覆高度為平均低潮位下500 mm 至樁頂，鋼樁包覆長(zhǎng)度從 3.2 m 至 3.9 m 不等。

2.1 施工過(guò)程

施工分為四個(gè)主要步驟：鋼樁表面處理、自憎水密封油涂敷、防腐帶纏繞、防護(hù)套安裝。具體施工工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 三層包覆防護(hù)技術(shù)工藝流程

當(dāng)需要處理的鋼樁段位于海水以下時(shí)，在水上作業(yè)平臺(tái)的配合下，由潛水員實(shí)施鋼樁的表面處理、自憎水密封油涂敷、防腐帶纏繞及防護(hù)套安裝等工作，一般根據(jù)鋼樁的直徑確定潛水員數(shù)量，本項(xiàng)目中一組包覆施工人員由3～4 名潛水員組成，具體施工過(guò)程見(jiàn)圖3。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)施工

2.2 施工技術(shù)要求

2.2.1 鋼樁表面處理

（1） 表面處理可以采用高壓水射流處理、電動(dòng)或手動(dòng)工具處理。

（2） 鋼樁表面處理要清除鋼樁表面松動(dòng)的鐵銹及漆皮，清除雜物、泥土，達(dá)到無(wú)可見(jiàn)的油、脂和污物，無(wú)附著不牢的氧化皮、鐵銹、涂層和外來(lái)雜質(zhì)。處理等級(jí)達(dá)到GB/T 8923.4 要求的Sa2 級(jí)或St2 級(jí)。

2.2.2 自憎水密封油涂敷

（1） 用工具將自憎水密封油自上而下涂抹在鋼樁表面。

（2） 將鋼樁表面的坑凹處用自憎水密封油填滿(mǎn)。

（3） 確保自憎水密封油無(wú)漏涂，涂膜厚度達(dá)到 200 μm 以上。

2.2.3 防腐帶纏繞

（1） 在樁的起始和結(jié)束位置纏繞2 圈完整的防腐帶。

（2） 在開(kāi)始位置纏繞后，采用自上而下螺旋式纏繞對(duì)鋼樁進(jìn)行防腐帶施工。螺旋纏繞時(shí)搭接寬度不低于防腐帶寬度的55%。在纏繞施工過(guò)程中，應(yīng)始終保持纏繞拉力均勻，保證防腐帶與鋼樁平整緊密結(jié)合，不得出現(xiàn)褶皺和空隙。

（3） 施工過(guò)程中需要使用多卷防腐帶時(shí)，要保證防腐帶的接頭處搭接長(zhǎng)度不少于150 mm。

2.2.4 防護(hù)套安裝

（1） 將防護(hù)套預(yù)安裝在鋼管樁上。

（2） 逐漸緩慢拉緊液壓扳手，均勻地對(duì)不同扳手施加液壓力，直至法蘭條完全貼合，防護(hù)套軸向兩端有自憎水密封油擠出。

（3） 微調(diào)防護(hù)套位置，直至準(zhǔn)確就位，使用316 L 不銹鋼自鎖螺栓緊固護(hù)甲法蘭條，確保法蘭條完全貼合，螺栓螺帽朝向一致。

（4） 取出液壓扳手的定位銷(xiāo)，用自鎖螺栓擰實(shí)。

（5） 鋼樁分段包覆時(shí)，保證上、下兩節(jié)防護(hù)套的接縫緊密連接。

3 應(yīng)用效果

施工結(jié)束后現(xiàn)場(chǎng)照片如圖4 所示。

從施工過(guò)程和效果看，三層包覆防護(hù)技術(shù)施工簡(jiǎn)單，修復(fù)后整體美觀，效果良好，特別適用于在役海洋鋼樁的防腐及防腐層修復(fù)。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)完工照片

4 結(jié)論

（1） 三層包覆防護(hù)技術(shù)具有材料安全環(huán)保、可水下施工、施工工藝簡(jiǎn)單、防護(hù)體系整體密封性好、防水、抗?jié)B、防海生物附著、抗浮冰沖擊等特性，該技術(shù)對(duì)于海洋鋼結(jié)構(gòu)防腐層修復(fù)具有很好的應(yīng)用前景。

（2） 最先完成包覆防護(hù)施工的鋼樁距今已歷時(shí)近一年，三層包覆防護(hù)結(jié)構(gòu)外觀良好、表面完整、海生物附著少，不銹鋼螺栓連接牢固，無(wú)腐蝕跡象，可以滿(mǎn)足海洋環(huán)境樁腿的腐蝕防護(hù)要求。

（3） 后期將對(duì)已完成包覆施工的鋼樁進(jìn)行持續(xù)跟蹤觀察，進(jìn)行外觀檢查，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行破壞性檢查和抽查。