海洋工程技术发展:从浅海到超深海的重防腐技术探索与应用

   日期:2025-03-15     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:130    
核心提示:海洋结构物腐蚀区域防腐方法热喷涂技术是一项成熟的重防腐技术,在国内外海洋工程钢结构应用上已有许多成功的实例。随着海洋工程技术不断地发展,对海洋工程钢结构物的长效防腐蚀技术也提出了更高的要求。

随着科学技术的进步以及人类对海洋资源认知水平的持续提升,海洋石油、海底矿业、海洋化工、海洋养殖、海洋能源等这些海洋产业的开发,从浅海开始逐步走向深海,甚至超深海。从 20 世纪 60 年代开始,海洋工程技术领域一直在不断发展,海上大型工程的设计使用年限都达到了几十年之久。海洋工程钢结构长期固定在海中。恶劣的海洋环境会造成严重腐蚀,这直接影响到钢结构物的使用安全。海上涂层的修补非常困难。常规防腐方法无法保证海上钢结构物长期的使用寿命。于是重防腐概念应运而生。重防腐就是对被保护体施加一定保护措施,以使其达到较长使用年限的防腐蚀技术,对海上结构物的腐蚀控制有着重要作用。

海洋结构物的腐蚀规律及环境特性

海洋钢结构物处于复杂环境中,此环境由阳光暴晒、盐雾、波浪冲击、海生物侵蚀等构成,属于海水体系。在不同的海洋环境下,腐蚀行为与腐蚀特点差异较大。只有明确分析界定钢结构物的腐蚀区域,才能针对性地提出相应的保护措施。全浸海水全浸区可分为浅海区、深海区以及泥土区。

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海水的腐蚀性主要受多种因素影响,其中包括溶解氧、温度、盐度、酸碱度以及生物因素。所以浅海的腐蚀速率比海洋大气区大。然而,深海区的氧含量通常比海水表层及大气区低很多,水温接近零度,腐蚀情况较轻。海底泥土区受海水影响少,温度也低,只是在海流作用交界处有一定腐蚀,其腐蚀程度比海水中轻。

海洋结构物腐蚀区域防腐方法

海洋结构物的防腐蚀主要有两种方式,分别是覆盖层保护和电化学保护。大气区部位不会接触海水,飞溅区部位海水的浸泡率比较低。因为这些原因,利用阴极保护对大气区和飞溅区的钢结构进行保护会有一定的局限性。所以,覆盖层保护方法就成为了其主要的防腐措施。对于在至低潮位线下 1m 区域的钢结构部位,因为其长期被海水浸泡且含氧量较高,通常会采用覆盖层与电化学联合的方式来进行保护。低潮位线下 1m 到海底面的这个区域,既可以同时运用覆盖层与电化学联合保护法,也能够单独使用电化学保护法或者覆盖层保护法。而在海底泥土区,只使用电化学保护法就可以了。

海洋重防腐技术及应用

1.金属热喷涂保护

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经测试,这种涂层结合力最大可以达到 10MPa 以上。金属热喷涂层被破坏后,锌铝涂层能够充当牺牲阳极,持续对钢体表面进行保护。试验以及实例都显示,厚度为 200μm 的热喷铝涂层,其防腐年限能够长达 30 年。典型的重防腐区域的热喷涂涂层体系是热喷铝涂层 200 至 250μm 加上 30μm 稀释的封闭漆(环氧)。

2.聚氨酯重防腐涂料

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100%固含量结构性聚氨酯涂料由多异氰酸酯与多元醇两组分混合来形成聚氨酯涂层,一次成膜的厚度能够达到 1mm。涂料的反应过程属于快速且放热的高分子聚合过程,正因如此,它特别适宜在冬季以及进行快速防腐施工作业,其应用环境的适应性很强。并且该涂料不含溶剂,具备安全环保、附着力超强、耐磨性强、施工性能良好以及耐腐蚀寿命长(可达 50 年)等优点。其防腐年限能够长达几十年之久。

3.氟碳重防腐涂料

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氟碳涂料在耐候性、耐蚀性、耐磨性以及耐污性等方面,比丙烯酸类、聚酯类面漆更具优势。氟碳树脂面漆在海洋腐蚀环境较为苛刻的情况下钢结构防腐设计年限,户外暴露 20 年以上仍能保持涂层外观完美如初。它是海洋工程钢结构长效防腐面漆的最佳选择。并且,氟碳涂料的耐酸、耐碱、耐化学品腐蚀性能比其他涂层更优,能够用于接触强腐蚀介质的液舱。

4. 锌加防腐保护技术

锌加保护是一种钢结构防腐保护的优质便捷方法。锌加涂料可用于钢结构防腐蚀保护,它由电解锌粉、有机树脂和挥发性溶剂 3 部分配制而成,是单组分产品。锌加干膜含 96%以上纯锌,能对钢材表面提供较好的阴极保护。锌加涂层被氧化后,会在其表面形成一层锌盐层,这层锌盐层能提供屏障保护,进而减缓锌的氧化。并且,它还能起到阴极保护和屏蔽保护的作用。其耐腐蚀能力比常规的富锌底漆与热镀锌涂层要高 5 至 6 倍,防腐蚀保护年限能够达到 30 年。

结束语

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海洋工程技术不断发展钢结构防腐设计年限,这使得对海洋工程钢结构物的长效防腐蚀技术提出了更高要求。本文论述了重防腐涂料、金属热喷涂保护、防腐套包覆等常见重防腐技术的性能和应用现状,分析了各类防腐涂层的优缺点,探讨了重防腐技术在海洋工程钢结构物各区域的应用,为同寿命涂层体系的设计提供了依据。这样就能进一步推动重防腐技术的发展。

 
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