海洋工程重防腐涂料的要求及应用

引言

中国是海陆兼备的大国，对海洋的探索从未停止过，从最初的鱼盐之利，到初步的海权思想，再到近年来国家提出的发展海洋经济、创新海洋科技、保护海洋环境、建设海洋生态文明等一系列思路，对海洋的开发已经进入一个由浅入深的阶段。

海洋油气资源俨然是沿海开发的关键，沿海省市把海洋经济建设作为海洋经济发展的重要战略方向。其中，不仅有钻井平台，储运设施，石油和天然气管道，而且近年来还开发了石油加工船，即移动石化厂。我们通常定义水深0~300 m为浅水区、300~1 500 m为深水区、1 500~3 000 m为超深水区。海工设备的建造成本按照水深程度和离岸距离等情况不同而变动幅度巨大，维修、折旧和运营成本比陆地高得多，对防腐技术要求更高、更复杂，因为任何因涂料防腐性能引起的停产、停工都将带来巨大的经济损失。

除了海洋油气开发工程，近年来随着全球对低碳清洁能源的关注，各国均将目光投向了风力资源巨大的海上风力发电行业。我国有较长的海岸线，丰富的天然风能资源，虽然风电行业在海上的发展起步较晚，但海风资源以其稳定性和发电功率大的特点，发展日益迅速。近几年来，我国也在上海、广东等地沿海建成了多处海上风力发电厂。与海上石油平台一样，海上风力发电设施也受到海风、盐雾、日晒、潮汐等因素的影响，防腐形势十分严峻。

海工防腐涂装特点及要求

海工项目设施所处环境恶劣，所需防腐蚀技术相对复杂，需要按不同的防腐要求进行分解，从而有针对性地进行。其中防腐的难点在于海面以上的部位，主要受盐雾、海气和波浪飞溅的腐蚀，其通常是指涉及高水位向上1.5 m到低水位向下1 m之间的区域，在这个区域腐蚀速率高，是大气区和全浸没区的数倍，最大腐蚀区在平均海水高潮位以上0.5 m左右。

造成严重腐蚀的原因主要有3个：

（1）大气因素：日照辐射，干湿交替；（2）海水因素：温度变化，且海水富含氯离子；（3）潮汐因素：不间断的海水冲刷。

同时，这个区域的施工环境恶劣，维修难度高，对涂层技术性能、施工性能要求极高，通常要满足以下几个要求：

（1）能带湿、带锈涂装，能在低表面处理的底材上有良好的附着力；（2）能在水下施工，水下固化；（3）固化时间短；（4）施工方式可选择喷涂或刮涂等；（5）能有长效的防腐能力；（6）机械性能优异。

海工防腐相关标准

目前，就固定式平台、自升式平台、辅助设施及钻井船等简单海工设施，国内设计院已具备自主设计能力。FPSO、FLNG、大型半潜平台等未来将大力发展的中大型海工设施，国内设计院尚无法自主设计，FEED设计阶段通常由国外设计公司负责，详细设计阶段再由国内设计院如708所，海工设计部等负责，所以海工项目的涂装配套设计非常复杂。

在海工项目建设中，国内石油石化设计院所设计的配套多参考石油石化标准，面对国内业主参考的标准主要有：

（1）SY/T 4091-2018 滩海石油工程外防腐技术规范；（2）SY/T 6930-2012 海上构筑物的保护涂层腐蚀控制；（3） GB/T 30790-2014 色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护。

国外海工设计院所设计的配套通常会船用标准和海工标准并用，通常包括ISO12944、ISO 20340、NORSOK M501、NACE SP0108等几个标准。

海上风电行业，目前主要的设计院包括华东勘察设计研究院，广东电力设计院，上海勘察设计研究院等，也基本都会参考Norsok和ISO 20340标准推荐的涂层配套系统。

ISO 20340-2009（GB/T 31415）PERFORMANCE REQUIREMENTS FOR PROTECTIVE PAINT SYSTEMS FOR OFFSHORE AND RELATED STRUCTURES海洋工程及相关结构保护涂层系统的性能要求。其针对海洋工程腐蚀环境，规定了海上建筑及相关结构（即那些暴露于海洋大气和浸于咸水或微咸水中的结构）所用防护涂料体系的性能要求，本标准也适用于其他采用符合本标准的涂料或防护涂料体系的建筑结构，定义了3种涂料性能测试方法：循环老化试验、海水浸泡试验和耐阴极剥离试验。

ISO 12944-2017（GB/T 30790）Paints and varnishes - Corrosion protection of steel structures by protective paint systems色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护。标准明确定义了各种腐蚀条件和环境类型，针对采用涂料体系和涂覆层来保护。其内容宗旨是为了获得适当的、成功的钢结构防腐蚀保护效果。ISO20340-2009修订后编入最新版ISO12944-2014第9部分，根据暴露的环境可以在标准中合并C5-I 和C5-M，重新定义了离岸（CX）和浸没（IM4）两个区域，另外还有两个综合处于离岸（CX）和浸没（IM4）之间的区域，就是浪溅区和潮汐区，并给出了一套资格认证试验规范。

NORSOK M501-2012 SURFACE PREPARATION AND PROTECTIVE COATING海洋工程的表面处理和涂装。NORSOK标准由挪威石油工业制订，以确保其石油工业的发展和运行足够安全、增值（附加价值）和资金的有效利用。该标准尽可能广泛地代替石油公司的技术规格书并可作为官方规章之用。针对固定式或系泊式海上平台在建造和安装过程中所采用的防护涂层，就涂层材料的选择、表面处理、施工工艺、涂层检查提出了要求。

标准涵盖了油漆、金属涂层和钢结构防火涂层，测试方法采用了ISO 20340的方法。其中对于海工项目最重要的3个系统为：

（1） 适用于大气区域外表面防腐；（2） 7A适用于浪溅区和潮差区防腐；（3） 7B适用于水下区防腐。

其全部需要经过第三方测试机构的预认证。分别采用ISO20340定义的3种涂料性能测试方法：循环老化试验、海水浸泡试验和耐阴极剥离试验进行实验，实验完毕后还需要按照要求对涂层状况、附着力、划痕处锈蚀宽度等数据进行考察，是目前涂料界较为严苛的涂层测试要求。

NACE SP0108-2008 （SY/T6930）CORROSION CONTROL OF OFFSHORE STRUCTURES BY PROTECTIVE COATINGS用涂料保护的方法控制海洋钢结构的腐蚀。该标准中对飞溅区的涂料性能给出了验收标准，推荐环氧玻璃鳞片涂料配套，其性能必须满足：

 （1）抗腐蚀蔓延，耐湿热循环： 5.6J（50in·1b）；（5）耐阴极剥离：