海洋平台腐蚀与防护详解.pdf

海洋平台腐蚀与防护 第一章 前言 1.1 国内外海洋平台事故 近 30 年来，海洋腐蚀向人类敲响的警钟。1980 年 3 月，在北海艾克菲斯油 田上作业的“亚历山大·基定德”号钻井平台，在 8 级大风掀起的高 6∽8m 的海 浪的反复冲击下，5 根巨大的桩腿中的 D 号桩腿因 6 根主撑管先后断裂而发生剪 切断裂，万余吨重的平台在 25min 内倾倒，使 123 人遇难，造成近海石油钻探史 上罕见的灾难。挪威事故调查委员会检查报告表明，D 号桩腿上的 D-6 主撑管首 先断裂。该主撑管曾经开过一个直径 325mm 的孔，并焊上一个法兰，准备安装平 台定位声纳装置，实际上后来并未安装，开裂就是从这个法兰角的 6mm 焊缝处开 始的，裂纹在海浪与荷载的反复作??下不断扩展，最后导致平台沉没。 2010 年 9 月 7 日 23 时，山东东营胜利油田位于渤海的作业 3 号修井作业平 台受玛瑙台风影响(风力最大时阵风 9 级，浪高近 4 米)平台发生倾斜发生倾斜 45 度事故。平台上 4 人落水，32 人被困平台。目前已有 34 人获救。平台设计通常 都考虑台风的影响，况且又是在中国的内海-渤海，我觉得平台倒塌与海洋腐蚀 应有一定的关联。 1.2 腐蚀工程 腐蚀工程包括腐蚀原理和防护技术两部分： 腐蚀原理是从热力学和动力学方面解释和论述腐蚀的原因、过程和控制。 防护技术泛指防止或延缓腐蚀损害所采用的有效措施。大体上有以下几种： ①选择材料，根据使用环境合理选用各类金属材料或非金属材料； ②电化学保护技术，主要是阴极保护技术、阳极保护技术与排流技术； ③表面处理技术，如磷化、氧化、钝化及表面转化膜； ④涂层、镀层技术，主要有涂料、油脂、镀层、衬里与包覆层等； ⑤调节环境，即改善环境介质条件，如封闭式循环体系中使用缓蚀剂、调节 pH 值，以及脱气、除氧和脱盐等； ⑥正确设计与施工，从工程与产品设计时就应考虑腐蚀问题，如正确选材与 配合，合理设计表面与几何形状，严格施工工艺，采取保护措施，特别是防止接 触腐蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀及焊接腐蚀等。 由此可见，腐蚀工程涉及的专业知识领域很广，主要有冶金、材料、机械、 表面处理、化学、化工、电子、生物和环境科学等。 1 第二章 海洋腐蚀 2.1 海水性质 海水中是最丰富的天然电解质溶液，通常海水中的含盐量为 3.2～3.75%(港口因有淡水 稀释，盐度可能低达 1.0%)，海水中的 pH 值为 8～8.2 之间。 在海水中影响金属腐蚀的因素可分为化学因素、物理因素和生物因素三大类，这些因素 是互相关联且互相有影响的。 在海水中影响腐蚀的因素 化学因素 物理因素 生物因素 溶解的气体 流动速度 污损生物 氧气 气泡 藻类 二氧化碳 海水中悬浮物 藤壶等附着动物 化学平衡 冲击和划伤 海中植物的生活 盐含量 温度 产生氧气 (氯离子，溴离子和碘 压力 消耗二氧化碳 离子，硫酸根离子， 风力 海中动物的生活 镁离子等) 消耗氧气