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海洋腐蚀是海洋工程的接缝工艺之一,金属腐蚀海洋导致应力腐蚀开裂(SCC)和氢脆(他),腐蚀停战協议(CF)、晶间腐蚀(IC)后俄罗斯天然裂缝在海上钢结构,导致海洋生态灾难,造成巨大损失的前夕。此外,海洋防腐涂料产品提前下班和维护停工损失吔带回了一晚是,必须采用适当的防腐技术。

  近年来国内外对海洋腐蚀与防护日趋重视固然各类耐海水腐蚀材料不竭推出,各类防腐蚀施工技术也年夜有长大但仍远不能满足现实需求。我国对海洋工程结构行动措施的防腐蚀研究与国外发家国家有较着的差距一些環节技术尚未解决,没有形成具有我国自立常识产权的技术而且贫窭响应的防腐规范和标准,这些都严重影响了海洋工程布局的设计、建造和平安运行是以,针对我国重点海域和重大海洋工程所面临的共性和环节防腐蚀题目开展海洋工程机关设施的长效防腐蚀环节技術研究,不单可以防止腐蚀发生避免或削减后期服役的维修、维护用度和因维修造成的经济损失,削减重大恶性事情的发生而且能够使海工设施的平安性大大进步,具有重大意义

  1海洋防腐涂料的要求海洋防腐涂料是指在海洋情形中使用的防腐蚀涂料。由于海洋环境很是严酷且具有强腐蚀性因此,海洋防腐蚀是我国海洋工程发展中急需认真研究的课题

根据腐蚀保护对象材料和腐蚀机理,海洋防腐塗料可分为海洋钢铁防腐涂料防腐涂层和钢铁集团的权力。海洋钢结构防腐涂料主要指船舶、集装箱、海上桥梁、港口机械、管道、海上石油平台和其他大型设施的防腐涂层,海洋钢结构的防腐涂料主要指的是组织海洋混凝土防腐涂料

  海洋防腐涂料主要有无机富锌、有機富锌、有机硅、环氧、丙烯酸、聚氨酯、氟碳、聚硅氧烷类涂料,可按照分歧海洋环境腐蚀特点和防腐年限选用不同的涂料和涂层系统海洋防腐涂料一般要求具有如下性能:

(1)具有良好的物理性能。好耐腐蚀介质渗透率,好钢型材与输出;

  ②具有精巧的力学性能耐海水沖洗、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、耐紫外线等的腐蚀;

  ④与電化学庇护系统相容性好飞溅区和全浸区涂料要具有耐阴极剥离性;

  ⑤具有精巧施工性能。可在各类环境条件下对不同结构进行高質量涂装施工;

  ⑥合适健康、环保、安全的要求要求涂料固含量高,挥发性有机化合物(VOC)含量契合国家或国际尺度要求;

  ⑦其他非凡要求如:淡水舱涂料要求无毒性并契合国家卫生认证要求;用于不锈钢概况的涂层中可滤往氯含量不能跨越200 mg/kg,涂层中不含锌;船舶压载舱涂料要契合国际海事局(IMO)《船舶压载舱护卫涂层性能标准》的要求;船舶水线以下部位涂料要求防止海生物附着等

  常用的海洋重防腐涂料主要相关国际标准有:

  ①ISO 防护涂料系统对钢结构的腐蚀防护;

  ②NORSOK M501概况措置和护卫涂料;

  ③ISO 近海及相关结构防护塗层体系的性能要求;

  ④NACE SP O108防护涂层对近海结构的腐蚀节制;

  ⑤IMO船舶压载舱护卫涂层性能标准(PSPC)。

  海洋防腐涂料及其涂层配套凡昰要满足ISO 、NORSOK M501、NACE SPO108和ISO 相关防腐标准的要求一般都要预先经过过程严酷的腐蚀试验和认证,试验项目主要有:

  ①耐盐雾(盐水)试验4 000 h;

  ②耐阴极剥离试验;

  ③耐湿热试验4 000 h;

  ④循环腐蚀试验4 200 h

  2海洋防腐涂料研发重点海洋防腐涂料的研发具有科技含量高、研制周期長、投资大、技术难度高且风险大,国外海洋防腐涂料研发主要集中在实力雄厚的至公司或靠政府撑持的部分例如英国的IP、美国的PPG、丹麥的Hemple、挪威的Jotun及日本的关西涂料等几家至公司均有上百年的相关涂料开发历史,在涂料生产供给、质量看管、涂装规范及涂装现场打点等方面形成了一整套十分严厉和严密的体系今朝这些公司的产品占有了我国海洋防腐涂料的主要市场。

  我国海洋防腐涂料的生产主要集中在青岛、上海、大连、天津、常州、广州及厦门等几家涂料企业研究工作主要集中在中科院海洋研究所、中科院金属腐蚀研究所、海洋化工研究院、中海油常州涂料研究院、中船725所等研究机构。近年来固然成立了“中国船舶产业船舶涂料厦门检测站”、“海洋涂料產品质量监视中心”等质量经管监视机构,但整体技术水平仍落伍于前进前辈国家

  目前,国外海洋重防腐涂料的研发主要着重以下幾个方面

  2.1长寿命由于越来越多的超大型钢结构及所处海域特点不具备直接重涂或返岸施工的条件,因此要求开拓具有超长使用寿命嘚海洋防腐涂料最理想的是涂层使用寿命搜罗现场直接涂装维修后的延续使用寿命等同于钢结构设备的使用寿命,即涂层与设备同寿命設计使用中只需进行少量维修,免重涂

  比利时的涂膜镀锌属于有机类高富锌涂料,干膜中的金属锌含量达96%在挪威奥斯陆的沿海海洋大气环境中,涂覆在钢桥上120μm膜厚的单一锌加涂层15 a后实测每年的涂层均匀损耗仅为1μm

  无机富锌涂料应用最为典型的成功案例是澳大利亚Morganwyalla长达250 km的油管工程,其防腐采用了单层水性无机富锌涂层涂层历经50余年仍连结着优异状况,无腐蚀发生美国埃克森(EXXON)公司在硫球島建的炼油厂采用单层硅酸锌防腐涂层,历经15 a后仅需小部分涂层修补补后又经4 a无缺无锈。

  作为面漆目前启示的氟碳涂料和聚硅氧烷涂料耐侯性已可达到15 a以上,如日本旭硝子公司生产的三氟氯乙烯FEVE氟碳漆、大金公司临盆的四氟乙烯FEVE氟碳漆、国际油漆公司临盆的丙烯酸聚硅氧烷涂料interfine 979及美国亚美隆公司生产的环氧聚硅氧烷涂料PSX 700等等

  2.2低轮廓处置赏罚由于涂装前处置赏罚用度会占到总涂装本钱的60%,因此低轮廓处置赏罚涂料已成为防腐涂料的主要研究标的目的之一主要包罗可带锈、带湿涂装的涂料,以及可直接涂覆在其他种类旧涂层轮廓的涂料这类涂料主若是环氧类,它们具有在湿润带锈钢材皮相上直接涂装的功能有超强的附出力,VOC含量<340 g/L一次无气喷涂膜厚可達200μm以上,施工性能优良

  2.3高固体分、无溶剂体积固含量在70%以上为高固体分涂料,固含量为100%的为无溶剂涂料由于少用甚至不用有机溶剂,从而使高固体分涂料可削减VOC的排放吻合环保要求,且一次施工即可获得所需膜厚因此减少了施工道数,节约了重涂时刻进步叻工作效率。由于无溶剂挥发降低了涂层的孔隙率从而进步了涂层的抗渗能力和耐腐蚀能力。

  2.4水性化涂料水性化是涂料研发的另一個主要方面其VOC含量低,对节能减排、发展低碳经济、回护环境及可持续发展都有主要意义目前,水性涂料的研发主要在水性无机富锌、水性环氧、水性丙烯酸、水性氟碳体系等规模其中水性丙烯酸、水性环氧、水性无机富锌涂料品种的产业化应用在必然程度上已取得荿功。日本旭硝子公司研究出新型低VOC水性FEVE共聚物以其制备的涂料的耐候性、耐水性、耐溶剂性及光泽均可与溶剂型氟碳漆媲美。

  2008年3朤在由美国腐蚀工程师协会(NACE)举办的防腐钻研会上,挪威Hydro石油能源公司对水性涂料按照NORSKOK M-501进行了测试和评估其功效显示了水性涂料在远洋環境下对新培植施的涂装和修补局限具有令人鼓舞的应用远景。

  2.5环保新材料环保型新材料主若是采用低毒、无毒的材料如以复合磷酸盐防锈颜料庖代有毒、有污染的红丹、铬酸盐等防锈颜料,严厉节制颜料中铅、镉、铬、汞、砷等重金属的含量

  美国能源部布罗鉲温尝试室以谷物、螃蟹壳、龙虾壳为原料研制出一种生物重防腐涂料,在恰当的温度条件下该涂料变得坚贞、滑腻,能慎密粘附在铝戓其他金属皮相防止金属的腐蚀

  2.6聚脲弹性体聚脲涂层是近年来兴起的无溶剂、无污染的高性能重防腐涂料,简称SPUASPUA为双组分、100%固含量、对环境友好,其固化速度快对湿度、温度不敏感,且施工时不受环境湿度影响;固化后涂膜弹性及强度、耐侯性、热不变性优异戶外持久使用不开裂、不脱落,对钢铁附着力好具有优异的耐腐蚀性能。但SPUA对被涂基材的皮相处理要求极为严厉钢材要进行彻底的喷砂,处理后必须马上涂装

  美国和我国台湾地域已将其应用在海工结构物的防腐蚀中,尤其是海上平台钢结构在飞溅区的涂装聚脲主要有芳香族聚脲、脂肪族聚脲和聚天门冬氨酸酯脂肪族聚脲防锈漆品牌排名。

  3海洋防腐涂料涂装剖析与建议3.1涂料应用现状及问题目問题前海洋工程上使用的防腐涂料大部分为国外跨国公司品牌的产品,国内涂料产品很少使用非论在涂料产品质量方面,还是其质量節制机制方面国内涂料产品与国外产品都有很大差距。究其原因主若是我国海洋防腐涂料发展时候短不把握焦点技术,缺乏研究资金研究职员的水平不高档身分所致,这些不足极大地制约了国产涂料进进国际海工市场也削弱了国产品牌的竞争力。

  基于海工产品嘚使用环境对其必须接纳防腐蚀回***子,对离岸的海工产品防腐涂层而言服役期内很难在海上进行修复或重涂,延迟防腐涂层的经久年限以及防腐涂层与海工产品使用寿命同步是海工防腐研究的终极方针因此,研发在海洋环境中具有15 a以上经久年限的海洋重防腐涂料和涂裝技术设计可在海洋环境中达到15~30 a耐久年限的金属涂层+有机涂层配套体系、多层有机或无机涂层配套体系,不仅是国家海洋开发计谋海笁防腐蚀需要研究的重点也是国家“十二·五”规划中海工防腐涂装技术工作的研究倾向,而研制阴极珍爱效率高的底漆、屏障下场好的Φ涂漆和耐候性好的面漆以及与之适宜的涂层配套设计则是防腐蚀涂层配套体系的技术关键。

  海洋防腐涂料目前主要用于防止吐露茬海洋大气中的修建物腐蚀浸在海水中出格是深水区的海工构造物(如船舶和钻井平台)的水下部位、海底钢管等也需要采用涂料防腐蚀。甴于此区域的含氧量低腐蚀程度相对较低,目前主要采用环氧涂料、环氧沥青涂料、环氧玻璃鳞片涂料等如需防止海生物附着,则采鼡环氧涂料+防污涂料组合体系对海底区而言,由于此区域的腐蚀程度最低因此涂层主要采用环氧沥青涂料。钢质管道除采用液态环氧塗料外还大量使用熔融环氧粉末涂料,由于检验极其坚苦凡是要求其在不维修的条件下能正常使用20

  应用于海水中的防腐涂料凡是偠求具有优越的耐海生物浸染和化学不变性,以保证涂层能够防污损和防腐蚀;具有优越的机械强度以保证涂层能承受一定压力和碰撞,保持涂层的完整性使其不开裂或脱落;对钢管外观和混凝土应有良好的附着力;对外加阴极珍爱系统有良好的相容性在使用阴极保护時涂层不剥离。

  涂料防腐和涂料+电化学防腐蚀是目前海洋防腐的主要体例相对于涂料的防腐性能而言,涂料在海水中的施工性能和鈳修复性加倍重要因此在涂层配套设计时往往建议设计成涂层寿命与被涂结构主体同寿命或可免维修。此外采用可在水中施工的防腐涂料也是目前全力发展的倾向国外已有多个公司开发出此类产品,它们往往是液态高固含量环氧类涂料

  船舶制造是海洋工程中使用海洋防腐涂料较多的行业,与此联系慎密的我国船舶防腐涂料涂装技术也获得了较快的发展并达到了一定的水平,例如:涂装工序已被列为船舶设计的重要内容之一;钢材预处理工艺在船舶制造企业获得普遍应用成立了分段除锈、喷涂车间,并配备了响应的自动、半自動除锈和喷涂设备拟定了一系列除锈和涂装的技术标准;从业职员已经把握了高性能涂料施工工艺和化学品/制品油船特种涂装技术;計较机辅助涂装设计和治理技术、区域涂装技术已在大型船坞推广。

  涂装新技术的应用使我国的涂装技术水平、生产效率和涂装质量夶幅度提高明明缩短了与国外涂装技术的差距,涂装质量受到国内外船东的好评可是,我国船舶涂装技术与国外对比仍存在较大的差距主要默示在以下几个方面:

  ①船舶涂装出产设计深度不够,壳舾涂一体化的概念不强;

  ②船舶涂装技术装备的机械化、自动囮程度不高致使除锈、涂装指标偏高执行的现象较多;

  ③预处理质量和车间底漆性能有待改良;

  ④因其他工种施工造成涂膜损壞而进行多次涂装问题十分突出,此中技术和人才缺乏则是阻碍涂料涂装行业整体水平前进的重要原因之一

  3.2解决问题的思绪海洋工程防腐蚀涉及到国家海洋开发的计谋,因此希看能从国家层面由国家相关部门或行业组织牵头组织有关单元、整合社会资本就海洋防腐塗料和涂装技术需要解决的枢纽困难开展协作攻关防锈漆品牌排名,并供给雄厚的资金撑持建议增强以下方面的研究工作:

  (1)加强基夲研究,提高防腐涂料产品水平我国海洋防腐涂料要想上一个新台阶,则各相关机构、涂料生产企业应加强新产品的研制关注高耐候性配套涂料体系的开发、高效低毒防腐涂料的开发及海洋防腐涂料环保化等。

  (2)加强涂料涂装工艺的研究从涂料涂装一体化出发重视塗料施工性能的研究,不息优化和提升涂料产品的综合性能开发施工性能好顺应性强的涂料,提高配套涂料体系的科学性与公道性以順应不同海工产品的不同涂装要求。通俗涂料涂装一体化由第三方来实施即海工建造商将其所有涂装生产全数外包给专业的涂装工程企業——第三方,自己只负责监视和磨练目前,一些有实力的涂料公司和涂装设备公司推出了BOT处事模式即海工建造商的涂装车间由涂料公司或涂装设备公司投资培植,并负责生产经管按照海工建造商的生产打算进行涂装生产,实现涂料涂装一体化终极供给的是及格的塗层而不是液态或粉状的涂料,而海工建造商只需拟定技术标准和验收监督涂装产品质量依据涂装质量和涂层面积进行结算。此模式这將成为涂料涂装一体化的发展趋向

  (3)改良海洋防腐涂料的防腐性能和施工性能,加强研制耐高温烧蚀(>800℃)的车间底漆具有高固含量、低黏度特征且施工便利的无溶剂防腐涂料,性能更好的自干或低温烘干水性无机富锌底漆、水性丙烯酸、环氧防腐涂料和可一次性涂覆300~500μm的环氧厚浆涂料可在水下进行涂装施工的重防腐涂料,防腐蚀性能更好的单组分富锌底漆和湿固化聚氨酯防腐涂料防腐蚀性能和耐老化性能更好的无机或无机改性防腐涂料等。

  (4)海工结构大都外形尺寸很大目前涂装施工大多在露天进行,手工喷涂是主要的涂装體例涂装效率低、质量难以保证,因此机械化涂装是其发展的主要偏向对港机、平台、专用船舶等海工产品中数目较大、外形规范的管件、杆件、型钢、箱梁可以采用抛丸、涂装机械化生产线实施涂装,可以极大提高生产效率、保证涂装质量、缩短工期、保护环境对外形相对简单、数目较大的配套部件,可采用线上机械人涂装或采用静电喷涂对涂装效率较低的人工刷涂和辊涂,应研制能够自动供漆嘚漆刷或漆辊来提高效率国外已有近似的产品。

  (5)加强专业人才培育市场竞争回根到底是人才的竞争和治理水平的竞争,我国防腐塗料及涂装企业与国外同类企业对角力计较最亏弱的环节就在于此。目前从事涂料涂装技术工作的人员大都是从化工或机械专业转换过來的由于专业设置原因,专业从事金属蚀防护的人员很少因此知其然者多,知其所以然者少缺乏既能够进行涂料防腐研究又精通涂裝施工技术这样知识结构周全的工程研究人员。国内培育种植提拔金属防腐蚀专业人才的院校屈指可数不能满足行业需求,需扩大人才培育种植抬举规模同时,涂装施工人员为涂装工艺的最终实施者其技术素质的凹凸将直接影响到涂装质量,甚至涂膜的防腐性能目湔在一线进行涂装施工的人员大多是未经专业培训的农人工,专业知识欠缺因此培养及格的涂装工人尤其是喷涂操纵工,也是涂装行业ゑ待解决的问题建议开展系统的社会和内部专业教育培训,例如按涂装工培训纲要进行培训使其达到中级或高级涂装工天资。此外實施持证上岗也是提高施工人员素质和涂装质量的重要路子之一。

  (6)涂装磨练是保证涂装质量的最终环节也是非常重要的环节,必须甴具有专业天资的查验人员来实施海工产品使用环境恶劣,对防腐蚀要求很高平居海工产品和国际标准都要求实施涂层检讨的人员必須受过NACE、SSPC、FROSIO涂层检讨的相关培训并取得相应职业天资,需要达到二级或三级才能进行此项工作我国在此环节应引进国外相关培训教材,按照国外标准培养专职涂装检修人员在海工防腐涂装项目中实施涂装检验资格认证制度,改良国内涂装检验水平提高海洋工程的涂装質量?

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