CJ50型自升式钻井平台的防腐涂装工艺

(上海外高桥造船有限公司，上海 200137)

自升式钻井平台工作环境恶劣，空气中浮游的盐分和化学污染物会加快腐蚀效率，高温海水提供的电解质，也加快了腐蚀进程。一般自升式钻井平台的设计使用寿命为20～30年，必须进行长效防腐，尽可能地避免腐蚀损失。目前海洋钻井平台常用的防腐方法是采用有机涂料配套系统(全浸区一般采用涂层保护和牺牲阳极阴极保护的联合防护)，以合适的表面处理方式和正确的施工工艺配合，构成重防腐体系，达到长效防腐效果。为此，重点研究自升式钻井平台各部位的腐蚀情况及其油漆配套。

1 自升式钻井平台涂料系统的特点

1)表面处理要求严格，通常要进行喷丸(砂)处理，达到规定的表面粗糙度和清洁度，提高主涂层与钢材表面的附着力。

2)根据平台各个部位所处的不同的腐蚀环境，选择合适的涂料品种，如耐磨铝粉纯环氧漆、酚醛环氧液舱漆、无溶剂型纯环氧液舱漆和聚氨酯漆，等。

3)涂层系统由底漆、中间漆和面漆的多道涂层组成，主涂层与钢材表面及各涂层之间有良好的附着力，抗老化、耐磨、耐盐雾、耐海水性能优异，能与阴极保护系统配套使用。

4)底漆采用纯环氧通用底漆，提高钢材表面与底漆、底漆与后道涂层的附着力，提升平台在恶劣的海洋环境下重防腐能力，而且简化涂层配套便于现场施工。

2 自升式钻井平台的涂层配套

根据海洋环境、腐蚀特点和不同的腐蚀速率，自升式钻井平台在海洋环境中的腐蚀区域可分为海洋大气区、飞溅区、潮差区、海水全浸区和海底泥土区[1-2]，见图1。

自升式钻井平台的涂装区域，可分为桩靴、桩腿、平台外表面、平台内表面、舾装件及管系等若干部位，相关名称见图1。

2.1 桩靴

因受海水影响少，且温度低，腐蚀程度小，只是在海流作用交界处有一定的腐蚀[3]，故该区域内外表均采用牺牲阳极阴极保护，不涂装。

2.2 桩腿

该区域处于海洋平台的海洋大气区、飞溅区、潮差区和全浸区，长时间干湿交替状态和海浪的冲击，飞溅区是自升式钻井平台结构中腐蚀最严重的区域。该区域全浸区采用涂层与牺牲阳极阴极保护的联合保护，其他区域仅采用涂层保护，涂料具有良好的耐蚀性、耐干湿交替性和耐电位性。

2.3 平台外表面

该区域处于海洋大气暴露区，常年处于含盐的潮湿的海洋大气中，无论是露天还是房舱结构，空气的相对湿度高于其临界值，又经常受到日光曝晒，还受到海浪冲击[4]。

该区域采用涂层保护，涂料应具有良好的防锈性、耐候性、抗冲击与摩擦性能。由于此部位属于自升式钻井平台外观上的主要部位，因此其面漆还需具备良好的保色性和保光性。

平台外表面涂层配套见表1。

图1 自升式钻井平台腐蚀区域划分

2.4 平台内表面

1)专用海水压载水舱。该区域长期处于海水压载和空载的干湿交替状态，环境湿热、盐分高、密不透风、条件恶劣，而且维修十分困难。

该区域涂料应具有良好的耐水性、耐盐雾性、耐干湿交替性和卓越的抗腐蚀性能。本平台的设计、建造、舾装和装备配置应满足入籍船级社规范和国际海事组织可移式海上钻井装置标准(IMO MODU 2009)的最新要求。建造期间所有专用海水压载舱应按海上安全委员会第MSC.215(82)号决议通过的《所有类型船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准》进行涂装。

2)泥浆池、重泥浆池。该区域是钻井液的供给和贮存舱，钻井液由液相(淡水、盐水；原油、柴油；乳状液等)、固相(膨润土、加重材料等)和化学处理剂组成，对舱室结构的腐蚀性大[5]。

该区域对涂层配套的要求高，涂料应具有良好的耐水性、耐碱性、耐磨性和抗化学性能。

3)饮用水舱。长期存放饮淡水，要求涂料具有良好的耐水性。由于饮用水直接关系到人体的健康，故饮用水舱涂料须保证不污染水质，为此必须经有关卫生认可。

4)机舱、泵舱。作为平台的主要工作场所，室内温度较高，且舱底经常积聚油和水。

该区域涂料应具有良好的耐油性和耐水性，不易燃烧且一旦燃烧时也不会放出过量的烟，需获得船级社的低播焰证书。

5)房舱内部。作为平台的居住场所，房舱内装饰一般不采用涂料，但在绝缘层下和衬板内部仍需涂装防锈涂料。

该区域涂料应具有良好的耐水性，不易燃烧且一旦燃烧时也不会放出过量的烟，需获得船级社的低播焰证书。

平台内表面涂层配套见表2。

表2 平台内表面涂层配套

2.5 舾装件及管系

除规格书中另有说明，舾装件及管系的涂层配套与所处环境的主船体的涂层配套相同。所有钢质舾装件及管系安装后施工1度同周围环境相同的面漆。除特殊要求的镀锌舾装件及管系外，在施工同周围环境相同的面漆之前先涂覆1度环氧连接漆，提高面漆与底漆的附着力。部分舾装件及管子涂层配套见表3。

表3 部分舾装件及管系的涂层配套

2.6 与船舶涂层配套的区别

1)涂层配套规格高。由于自升式钻井平台的使用年限比较长，且远离海岸不能像船舶定期进坞维修保养，必须选用高规格的涂层配套实现长效防腐。本平台不使用船舶常用的改性环氧漆，全部使用更高规格的纯环氧漆或耐磨铝粉纯环氧漆。

2)不采用防污漆。船舶水线以下部位，因长期浸泡在海水中，故大量的海生物附着在船底和外板上，增加船舶的自重、减少载重，同时增加船体的阻力，造成船舶的航速降低和燃油消耗的增加[5]，一般采用施涂防污漆的方式来实现减少海生物的污损。由于自升式钻井平台的主船体平底及舷侧外板，除建造、拖航外不浸泡在海水，无海生物污损，因此，不使用防污漆。

3)涂层配套简化。除海洋泥土区的桩靴和海水全浸区的桩腿外，其他部位在均处在海洋大气区，因此，分内外区域选用相同性能的涂层配套。如平台的外部区域选用纯环氧通用底漆与聚氨酯或环氧面漆的涂层配套；除泥浆池的液舱区域选用耐磨铝粉纯环氧漆的涂层配套；机舱/设备处所、房舱内部选用纯环氧通用底漆与厚浆型环氧面漆的涂层配套。

3 涂装施工工艺

3.1 表面处理

1)预处理。钢材表面预处理前应除去表面的油污、水分和杂物。板厚大于或等于6 mm 的钢板及型材，应在预处理流水线抛丸处理至ISO 8501-1 Sa21/2级。板厚小于6 mm 的钢板，需动力工具打磨至ISO 8501-1 St3 级或酸洗除锈，型材喷丸(砂)除锈至Sa2级，抛丸或喷丸(砂)除锈后，钢板表面粗糙度为30～75 μm。经表面处理后的钢板、型材，立即喷涂一度无机硅酸锌车间底漆，干膜厚为(15±2)μm。

2)二次表面处理。处理前应确认结构完整性，电焊工作、形变矫正是否完毕，预舾装件是否按规定完成。除锈前对钢材表面的盐分、油脂等用高压水和合适的清洁剂冲洗，以除去钢材表面上的可溶性盐和油脂，并干燥。待处理表面必须是清洁、干燥，且所处的环境和条件须适合进行表面处理和涂装施工。施工第一度涂层前和主涂层后表面除锈等级见表4。

表4 施工第一度涂层前和主涂层后表面除锈等级

表4中，表面处理等级参照ISO 8501-1∶1988。如主船体平底区域第一度涂层前，焊接区域、烧损及车间底漆破损区域表面处理至Sa 2.5级，其他完整的车间底漆扫砂至Sa 1.0级后涂覆第一道涂层。主涂层后分段接头、烧损及主涂层破损区域表面处理至St 3级后涂覆相应涂层。

3.2 涂装施工

1)一般要求。尽可能采用高压无气喷涂方式，喷涂工具难以达到的部位和喷涂难以确保膜厚的部位或小范围涂装时，采用刷涂或辊涂。

2)遮蔽保护。升降基础上/下滑道导向板、锁紧基座板、轴承座端面、齿轮箱轴承内孔及其端面需经机加工处理，喷涂作业时这些部位需遮蔽保护。

3)预涂。对于防腐蚀要求较高的部位或舱室(如饮水舱、专用海水压载舱、泥浆池、盐水舱、基油舱等)，某些涂膜厚度难以达到规定要求的部位，如手工焊缝、型材边缘与反面、流水孔边缘、扇形孔边缘，等，在涂装前或以后需刷涂1～2道，待其干燥，方可统喷。

4)复涂。各种涂料复涂时应注意涂装间隔时间，前道涂料未干以前，不得进行下一道涂装。超过最大涂装间隔时间时，涂层表面必须作打毛处理，以免影响层间附着力。

5)涂层修补。膜厚未达到规定要求或原涂层受损伤的部位都应进行涂层修补。涂层修补时，所用涂料的品种、度数、每层膜厚都应与周围涂层一致，按原涂装顺序涂装。修补部位与周周区域涂层的搭接应注意平滑，以免产生明显的高低不平。