趙秀寧

（中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司，天津 300450）

0 引言

海洋石油工程設(shè)備在油田開發(fā)的長期應(yīng)用過程中，容易出現(xiàn)腐蝕問題，導(dǎo)致工程實用性較低。為了避免海洋石油工程受到腐蝕而降低應(yīng)用效果、縮短使用壽命，加強(qiáng)海洋石油工程涂裝防腐工作是一項關(guān)鍵要點，需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用科學(xué)的設(shè)計方案與施工技術(shù)，確保海洋石油工程能夠長期、高效、安全地運行。通過采用涂裝防腐設(shè)計與施工技術(shù)，能夠促進(jìn)海洋石油工程防腐能力提高，更好地應(yīng)對海洋石油開發(fā)環(huán)境，以此促進(jìn)我國石油開發(fā)工作質(zhì)量提高。

1 海洋石油工程及腐蝕風(fēng)險分析

1.1 海洋石油工程概述

海洋石油工程是一項復(fù)雜且繁瑣、技術(shù)水平要求較高的工程，必須保障工程具有長期安全性、穩(wěn)定性，才能夠確保海洋中的石油能夠連續(xù)、高效地開采。隨著我國陸地石油資源的枯竭，將石油開發(fā)轉(zhuǎn)向海洋具有重要意義，海洋中具有大量尚未開發(fā)利用的石油資源，我國已經(jīng)探明的海洋石油資源較為豐富，能夠有效緩解陸地石油資源緊張的問題，所以近些年來多項大型海洋石油工程相繼開發(fā)建設(shè)，在保障國家能源安全方面具有重要意義。受到技術(shù)水平的影響，當(dāng)前部分海洋石油工程中采用的技術(shù)較為落后，由于海洋環(huán)境存在著一定的腐蝕性風(fēng)險，開采設(shè)備等會受到腐蝕，導(dǎo)致開采效率下降，還會引發(fā)安全風(fēng)險，為此需要做好海洋石油工程相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新工作[1]。

1.2 海洋石油工程腐蝕風(fēng)險分析

因為海洋環(huán)境復(fù)雜且多變，海水含有大量的電解質(zhì)，在海水溫度、氧氣、pH 值、二氧化碳以及多種海洋生物的影響下，海洋石油工程設(shè)施容易受到腐蝕，尤其是金屬材料很容易與海洋環(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)前我國海洋石油工程平臺部分設(shè)施處于大氣區(qū)中，還有部分位于飛濺區(qū)中，其他部分長期處于海水浸泡中，處于不同區(qū)域的開采設(shè)施面臨著不同的腐蝕環(huán)境，會引起不同程度的腐蝕問題，對海洋石油工程安全性產(chǎn)生很大影響。加強(qiáng)海洋石油工程材料涂裝防腐設(shè)計與施工，對于海洋石油工程運行具有重要的意義，是保障海洋石油工程能夠高效、安全地完成開采作業(yè)的基礎(chǔ)[2]。

2 具體應(yīng)用措施

為了保障海洋石油工程建設(shè)安全，必須做好涂裝防腐設(shè)計與施工，但是涂裝防腐設(shè)計與施工過程較為繁瑣，對于技術(shù)水平要求較高，需要結(jié)合海洋石油工程設(shè)施的基本屬性，采用科學(xué)的涂裝防腐設(shè)計方案，靈活應(yīng)用在海洋石油工程設(shè)施防腐中，降低腐蝕的影響，提高開采設(shè)備的使用壽命，結(jié)合實踐經(jīng)驗，總結(jié)以下幾項科學(xué)有效的涂裝防腐設(shè)計與施工措施。

2.1 鋼材料表面處理

海洋石油工程中采用大量的鋼材料設(shè)備，所以必須做好鋼材料防腐工作，以提升鋼材料設(shè)施的防腐能力。首先要進(jìn)行鋼材料的表面處理，在表面處理前，需要將鋼材料設(shè)施表面的毛刺、焊縫等進(jìn)行處理，并將附著在鋼材料表面的油污以及化學(xué)物質(zhì)等去除，才能使涂料更好地附著在鋼材料表面，可以采用相應(yīng)的化學(xué)處理藥劑，通常情況下鋼材料表面處理更多地采用噴砂或拋丸等工藝，細(xì)致的清理能夠提高鋼材料粗糙度和鋼材料與涂膠之間的附著力，以便于后續(xù)的施工，使得涂料能夠更好地附著在表面結(jié)構(gòu)中，防止鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施被海水腐蝕。在對鋼材料清理后，需要注意做好防銹處理，避免出現(xiàn)新的污染，將用于腐蝕性較強(qiáng)的飛濺區(qū)鋼材料采用更高的表面清理標(biāo)準(zhǔn)，一般需要依據(jù)SSPC-SP5 規(guī)定對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施表面進(jìn)行清理。

2.2 涂層系統(tǒng)

在海洋石油工程的涂裝防腐設(shè)計中，可以采用液體涂層、熱噴涂鋁不銹鋼以及高鎳鉻合金涂層，都是涂料防腐涂層系統(tǒng)中的重要組成部分。液體涂層能夠有效防止涂裝不充分或涂裝不到位的問題，液體涂層在涂裝防腐系統(tǒng)中，一般作為底漆或中間涂層、面漆等。以底漆涂裝為例，它是涂層系統(tǒng)中的重要工序，能夠?qū)罄m(xù)的涂層系統(tǒng)效果產(chǎn)生直接影響，采用底漆涂裝的主要目的是實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)物體的電化學(xué)保護(hù)。在當(dāng)前海洋石油工程底漆材料的選擇中，一般大都選擇鋅粉，來提高海洋石油工程設(shè)施的防護(hù)能力。中間涂層和面漆涂層能夠?qū)Φ灼崞鸬搅己玫谋Ｗo(hù)作用，減少氧分子對底漆的滲透與腐蝕。面漆除了能夠起到保護(hù)作用之外，還能夠提高結(jié)構(gòu)抗耐磨性，更好地發(fā)揮保護(hù)防護(hù)作用。熱噴涂鋁是采用有機(jī)封閉劑，使得熱噴涂鋁漆層能夠在高溫狀態(tài)下使用，具有火炬臂防腐效果，之后將有機(jī)熱封閉劑應(yīng)用于熱噴涂鋁漆層中，讓熱封閉劑緩慢稀釋進(jìn)入熱噴涂鋁涂層中，填充防腐涂層的空隙，提升熱噴涂鋁防護(hù)涂裝的實際效果。不銹鋼與高鎳鉻合金涂層能夠有效防止海洋石油工程設(shè)施的零部件受到腐蝕，可以通過采用氯化物作為不銹鋼或高鎳鉻合金涂層的方式實現(xiàn)[3]。表1 給出幾種鎳鉻合金涂層的主要性能參數(shù)。

表1 常見鎳鉻合金涂層的主要性質(zhì)參數(shù)

2.3 典型涂層系統(tǒng)

2.3.1 典型大氣區(qū)涂層系統(tǒng)

在典型大氣涂層系統(tǒng)中，包括如下兩項：①碳鋼大氣區(qū)涂層系統(tǒng)，因為碳鋼的大氣區(qū)域溫度不同，所以涂層、涂裝材料以及干膜厚度都會受到影響而出現(xiàn)一定變化，為了能夠提高碳鋼大氣涂層系統(tǒng)質(zhì)量，需要全面分析碳鋼材料，從而選擇最佳的含鋅涂料，確保所選擇的涂料能夠保護(hù)碳鋼不受到腐蝕，之后依據(jù)大氣區(qū)的溫度等確定涂層厚度與干膜厚度，從而能夠提高涂裝防腐效果；②不銹鋼大氣區(qū)涂層系統(tǒng)，在海洋環(huán)境中，不銹鋼需要采用涂層進(jìn)行保護(hù)，從而能夠避免不銹鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)腐蝕縫隙以及應(yīng)力破壞等問題，在開展不銹鋼大氣區(qū)涂層施工過程中，需要依據(jù)不銹鋼材料選擇最佳的涂層、涂料以及干膜厚度，嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，做好相應(yīng)的選擇工作。

2.3.2 飛濺區(qū)典型保護(hù)涂層

一般情況下，大氣環(huán)境中的飛濺區(qū)具有較強(qiáng)的腐蝕性，為了能夠確保飛濺區(qū)海上石油工程構(gòu)筑物不受到腐蝕破壞，需要對涂層進(jìn)行強(qiáng)化。結(jié)合實踐經(jīng)驗來看，在飛濺區(qū)使用的涂層需要具有良好的抗水能力和阻隔能力，因此應(yīng)用在飛濺區(qū)典型碳鋼設(shè)施中的保護(hù)涂裝涂料以含有硅玻璃鱗片的涂料為宜，這種涂料能夠提高涂層阻隔性能以及機(jī)械強(qiáng)度，從而避免構(gòu)筑物出現(xiàn)腐蝕破壞問題。

2.3.3 全浸區(qū)典型涂層系統(tǒng)

海上全浸結(jié)構(gòu)需要采用陽極和涂層聯(lián)合保護(hù)的模式，以此為基礎(chǔ)在全浸區(qū)設(shè)施進(jìn)行外部涂層涂裝施工時，需要盡量避免涂層陽極數(shù)量降低，在施工過程中可以采用高固體環(huán)氧材料進(jìn)行處理，從而能夠有效提升防腐效果。全浸區(qū)的設(shè)施所處環(huán)境較為惡劣，海水會對構(gòu)筑物產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕破壞，所以必須做好涂層保護(hù)系統(tǒng)施工，根據(jù)全浸區(qū)的基本腐蝕情況與腐蝕規(guī)律，設(shè)計科學(xué)的典型涂層系統(tǒng)，從而提高防腐能力，長期保持穩(wěn)定狀態(tài)。

3 實施中的優(yōu)化措施分析

通過以上分析可以明確，在海洋石油工程建設(shè)中，需要做好科學(xué)的涂裝防腐設(shè)計與施工，在掌握涂裝防腐方法后，需要做好系統(tǒng)性的防護(hù)工作?？偨Y(jié)以下3 項科學(xué)有效的海洋石油工程涂裝防腐設(shè)計與施工優(yōu)化措施：

（1）加強(qiáng)腐蝕檢測。海洋石油工程腐蝕是具有時間性的，也就是說在長期作用下才會發(fā)生腐蝕，所以通過加強(qiáng)海洋石油工程腐蝕檢測，利用科學(xué)的檢測技術(shù)及時、準(zhǔn)確地對海洋石油工程腐蝕情況進(jìn)行檢測，從而能夠提前采取應(yīng)對策略，防止海洋石油工程腐蝕情況進(jìn)一步加劇。海洋石油工程設(shè)施表面是最容易發(fā)生腐蝕的區(qū)域，所以需要加強(qiáng)對海洋石油工程設(shè)施外表面檢測，一般可以采用磁場法和點位法，能夠?qū)Ｑ笫凸こ淘O(shè)施外表面當(dāng)前腐蝕程度得出較為精確的結(jié)果，從而幫助技術(shù)人員采取更加具有針對性的防腐措施[4]。

（2）選擇抗腐蝕能力較好的材料。海洋石油工程設(shè)施的材料是影響油氣管道發(fā)生腐蝕程度的決定性因素之一，因此在選擇海洋石油工程設(shè)施材料時，需要根據(jù)海洋石油工程區(qū)域的環(huán)境要素，對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行全面檢測，得出該地的外部因素對海洋石油工程可能造成腐蝕的程度，從而選擇能夠應(yīng)對環(huán)境腐蝕能力的設(shè)施材質(zhì)，確保材料的抗腐蝕能力能夠應(yīng)對該海洋的外部因素腐蝕[5]。

（3）創(chuàng)新防腐涂層處理技術(shù)。防腐層是海洋石油工程中重要的防腐物質(zhì)，是石油管道的第一道防腐保護(hù)層，所以需要加強(qiáng)防腐層的處理。海洋石油工程防腐層在施工前，需要根據(jù)當(dāng)前海洋內(nèi)的腐蝕情況確定防腐層的防護(hù)等級，如果環(huán)境腐蝕性較強(qiáng)，需要對防腐涂層進(jìn)行升級處理，通過加強(qiáng)對防腐涂層的技術(shù)創(chuàng)新，能夠進(jìn)一步提升防腐效果，使得海洋石油工程的基礎(chǔ)設(shè)施得到良好防護(hù)，提高海洋石油開采作業(yè)效率與安全性。

4 結(jié)語

本文簡要闡述了海洋石油工程及其腐蝕風(fēng)險，并對涂裝防腐設(shè)計以及施工方式進(jìn)行分析，最后提出多項有利于提高海洋石油工程設(shè)施防腐能力的策略，希望能夠?qū)ξ覈Ｑ笫凸こ探ㄔO(shè)起到一定的借鑒和幫助，不斷提高涂裝防腐設(shè)計與施工水平。