Защита от коррозии морских платформ

1. Важность защиты от коррозии для морских платформ

Морская коррозионная среда является крайне сложной, и коррозия стали вдоль побережья в 400-500 раз выше, чем в пустыне. Стальные образцы, находящиеся на расстоянии 24 метра от побережья, корродируют в 12 раз быстрее, чем идентичные стальные образцы, расположенные на расстоянии 240 метров от побережья.

При проектировании и строительстве морских платформ коррозия является одним из важных факторов, который необходимо учитывать. Понимание особенностей коррозионной среды моря и применение эффективных защитных мер, а также регулярные осмотры и обслуживание крайне важны для обеспечения эффективности системы защиты от коррозии и безопасности и надежности использования морской платформы.

В настоящее время морские платформы располагаются в все более глубоких морских районах, становятся больше, их конструкции более сложные, а инвестиции растут. Для экономической разработки нефти и газа и обеспечения безопасности производства контроль коррозии платформ становится необходимостью.

Ссылочные стандарты

Ссылочные стандарты

Соответствующие действующие национальные стандарты, обязательные положения стандартов и другие;

"Нормы строительства для антикоррозионной защиты в проектных и приемочных работах" (GB50212-2002)

"Стандарт для уровня коррозии поверхности и уровня удаления ржавчины перед нанесением покрытия" (GB8923-1988)

"Правила безопасности для покрасочных работ, правила управления безопасностью" (GB6514-1995)

"Требования к качеству антикоррозионных покрытий" (GB6514-1991)

"Правила безопасности покрасочных работ, безопасность покрасочных процессов и вентиляция с очисткой воздуха" (DJ/T6931-1999)

"Нормы выполнения и приемки антикоррозионных работ на промышленном оборудовании и трубопроводах" (HGJ229-91)

"Правила безопасности для покрасочных работ, безопасность процессов предварительной обработки поверхности" (GB7692-87)

"Нормы шума на строительных площадках" (GB12523-90)

ISO9001 Документы системы управления качеством

ISO14001 Документы системы экологического менеджмента

GB/T28001 Документы системы управления охраной труда и безопасностью

Основные нормативы

1. Основания для проектирования

Условия окружающей среды: Уровень коррозионного воздействия на строительные стальные конструкции под длительным воздействием атмосферных условий можно определить согласно таблице 1.

Классификация атмосферной коррозийности и типичные примеры окружающей среды
Уровень коррозионного воздействия	Потери массы и толщины на единицу площади (после первого года воздействия)				Типичные примеры окружающей среды в умеренном климате (только для справки)
	Углеродистая сталь		Цинк		Внешнее	Внутреннее
	Потери массы	Потери толщины	Потери массы	Потери толщины
	/g·m2	/um	/g·m2	/um
C1 Очень низкий	≤10	≤1.3	≤0.7	≤0.1	/	Отопленные помещения с чистым воздухом, такие как офисы, магазины, школы и гостиницы
C2 Низкий	＞100-200	＞1.3-25	＞0.7-5	＞0.1-0.7	Низкий уровень загрязнения воздуха, в основном сельские районы	Неотапливаемые здания, где может возникать конденсация (например, склады, спортивные залы)
C3 Средний	＞200-300	＞25-50	＞5-15	＞0.7-2.1	Городская и промышленная атмосфера, умеренное загрязнение диоксидом серы и прибрежные районы с низкой соленостью	Производственные помещения с высокой температурой и некоторым загрязнением воздуха, такие как пищевые фабрики, прачечные, винодельни, молочные заводы
C4 Высокий	＞400-650	＞50-80	＞15-30	＞2.1-4.2	Промышленные районы средней солености и прибрежные районы	Химические заводы, плавательные бассейны, прибрежные перевозки и судостроительные верфи
C5 Очень высокий	＞650-1500	＞80-200	＞30-60	＞4.2-8.4	Промышленные районы с высокой влажностью и суровыми климатическими условиями, а также прибрежные районы с высокой соленостью	Здания и районы, где постоянно возникает конденсация и высокое загрязнение
CX Экстремальный	＞1500-5500	＞200-700	＞60-180	＞8.4-25	Районы с высокой соленостью в открытом море и промышленные зоны с экстремально высокой влажностью и агрессивной атмосферой в тропических и субтропических зонах	Промышленные зоны с крайне высокой влажностью и коррозионной атмосферой
Примечание: Значения потерь, используемые для определения уровней коррозийности, совпадают с теми, что указаны в ISO 9223.

Морская атмосферная зона

I. Атмосферная коррозионная среда морской зоны

Структура платформы полностью находится в атмосферной части. В атмосферной зоне коррозия возникает из-за влаги и кислорода в воздухе. Влажность воздуха высокая, длительное солнечное освещение, а также присутствие солевых частиц и солевого тумана в воздухе. Эти вещества накапливаются на поверхности конструкции, образуя хорошую жидкую пленку, создающую благоприятные условия для электрохимической коррозии. Коррозия здесь в несколько раз более сильная, чем на суше. Особенно сильно коррозия проявляется на нижней части палубы, которая долгое время находится в сырой зоне, являющейся наиболее подверженной коррозии.

Стальные конструкции в атмосферной зоне обычно защищаются от коррозии с помощью покрытий. Для палубы платформы, причалов, трубных стоек и необогреваемых трубопроводов можно использовать структуру защиты от коррозии с оснóвным слоем, промежуточным слоем и финишным покрытием.

Таблица 1: Технология покрытия графеном для стальных конструкций в атмосферной зоне

Проектные данные	ISO12944-5:2017 Покрытия для защиты стали от коррозии
Окружающая среда	CX Экстремальные условия; внешний: морские регионы с высокой соленостью, а также тропические и субтропические промышленные зоны с высокой влажностью и агрессивной атмосферой.
Срок службы	VH Очень долгий
Обработка поверхности	ISO 8501-1 Sa2.5: Очень тщательная очистка с использованием абразивной или дробеструйной обработки. Стальная поверхность должна быть свободна от видимого жира, грязи, окалины, ржавчины, остатков краски и других загрязняющих веществ. Любые оставшиеся следы должны быть незначительными и иметь точечную или полосную форму.
Местоположение покрытия	Стальные конструкции в атмосферной зоне

Покрытие	Тип краски	Название краски	Цвет	Соответствующий растворитель	Соотношение A:B	Толщина пленки (мкм)
Первый слой	DreamZinc	Графеновый цинковый праймер DreamZinc 60 Gns	Графитово-серый	Специальный растворитель DreamThinner 17 Gns для графена	34.72:3.26	100
Второй слой	DreamCover	Эпоксидное покрытие DreamCover 150	Светло-серый оксид железа	Растворитель эпоксидной краски DreamThinner 17	25.2:6.8	160
Третий слой	DreamDur	Акрагель-акриловое покрытие DreamDur 550	РАЛ/ГБ стандартные цвета	Растворитель полиуретановой краски DreamThinner 10	21.4:3.6	60
Итого						320

Таблица 2: Горячее цинкование с использованием технологии покрытия графеном

Проектные данные	ISO12944-5:2017 Покрытия для защиты стали от коррозии
Окружающая среда	CX Экстремальные условия; внешний: морские регионы с высокой соленостью, а также тропические и субтропические промышленные зоны с высокой влажностью и агрессивной атмосферой.
Срок службы	VH Очень долгий
Обработка поверхности	ISO 8501-1 St2: Тщательная очистка вручную и с использованием инструмента. Стальная поверхность должна быть свободна от видимого жира и грязи, и не иметь слабо прикрепленных оксидов, ржавчины или краски.
Местоположение покрытия	Стальные конструкции в атмосферной зоне

Покрытие	Тип краски	Название краски	Цвет	Соответствующий растворитель	Соотношение A:B	Толщина пленки (мкм)
Первый слой	DreamCover	Специальный грунт для цинкования DreamCover 221	Светло-серый, полу-гладкий	Растворитель для эпоксидной краски DreamThinner 17	25:5	120
Второй слой	DreamDur	Акрагель-акриловое покрытие DreamDur 550	Доступна настройка цвета	Растворитель для полиуретановой краски DreamThinner 10	21.4:3.6	80
Итого						200

Зона брызг/ прибрежная зона

I. Зона брызг/приливов: коррозионная среда

Платформа расположена в зоне чередования влажных и сухих поверхностей, воздействуемой приливами и волнами. Это наиболее корродированная часть морской среды. Поверхность часто остаётся влажной и контактирует с воздухом, что обеспечивает достаточное количество кислорода. Чередование увлажнённых поверхностей и кратковременных сухих поверхностей, воздействие брызг волн, столкновения с плавающими предметами и повреждения от морских микроорганизмов приводят к разрушению, вызванному физическими и электрохимическими процессами, с наибольшими разрушениями.

Для защиты от коррозии стальных конструкций в зонах брызг и приливов используется покрытие. Кроме того, поскольку эта зона является наиболее трудной для применения защиты от коррозии, необходимо увеличить запас коррозионной стойкости.

Таблица 1: Стальные конструкции зоны брызг и приливов с катодной защитой + технология покрытия из графена

Основание проектирования	ISO12944-5:2017 Системы красок и лакокрасочных покрытий для защиты стальных конструкций от коррозии
Окружающая среда	Im4; Морская вода или слабо солёная вода: погружённые конструкции с катодной защитой (например, морские платформы)
Проектный срок службы	VH Очень длительный срок службы
Обработка поверхности	ISO 8501-1 Sa2.5: Очень тщательная очистка струёй песка или абразива. Поверхность стали должна быть чистой, без масла, грязи, окалины, ржавчины и остатков краски.
Участки покрытия	Стальные конструкции зоны брызг и приливов

Покрытие	Тип краски	Название краски	Цвет	Разбавитель	Соотношение A:B	Толщина покрытия (мкм)
Первый слой	DreamZinc	Графеновый цинковый праймер DreamZinc 60 Gns	Графитовый серый	Разбавитель для графена DreamThinner 17 Gns	34.72:3.26	120
Второй слой	DreamCover	Эпоксидный промежуточный слой из оксида железа DreamCover 150	Светло-серый микацевый оксид железа	Эпоксидный разбавитель DreamThinner 17	25.2:6.8	250
Третий слой	DreamDur	Акриловый полиуретановый финиш DreamDur 550	Индивидуальная цветовая настройка	Полиуретановый разбавитель DreamThinner 10	21.4:3.6	80
Итого						450

Коррозия морских платформ

I. Коррозионная среда в зоне полного погружения

Платформа находится ниже зоны брызг и выше линии ила. Коррозия стальных платформ в зоне полного погружения в основном обусловлена растворённым кислородом, что приводит к электрохимической коррозии. Коррозия в мелководных зонах может происходить быстрее, чем в морской атмосфере, в то время как в глубоководных зонах содержание кислорода часто значительно ниже, а температура воды близка к 0°C, что приводит к меньшей коррозии.

Таблица 1: Защита от коррозии стальных конструкций в зоне полного погружения с использованием технологии графенового покрытия

Основание проектирования	ISO12944-5:2017 Системы красок и лакокрасочных покрытий для защиты стальных конструкций от коррозии
Окружающая среда	Im4; Морская вода или слабо солёная вода: погружённые конструкции с катодной защитой (например, морские платформы)
Проектный срок службы	VH Очень длительный срок службы
Обработка поверхности	ISO 8501-1 Sa2.5: Очень тщательная очистка струёй песка или абразива. Поверхность стали должна быть чистой, без масла, грязи, окалины, ржавчины и остатков краски.
Участки покрытия	Стальные конструкции зоны полного погружения

Покрытие	Тип краски	Название краски	Цвет	Разбавитель	Соотношение A:B	Толщина покрытия (мкм)
Первый слой	DreamCover	Графеновый грунт с флокулянтом DreamCover 152 Gns	Чёрный, жёлтый	Разбавитель для графена DreamThinner 17 Gns	23.3:3.7	400
Второй слой	DreamCover	Графеновый грунт с флокулянтом DreamCover 152 Gns	Чёрный, жёлтый	Разбавитель для графена DreamThinner 17 Gns	23.3:3.7	400
Итого						800

Зона морского ила

I. Коррозионная среда в зоне морских илов

Платформа полностью погружена в морской ил, где присутствуют сульфатредуцирующие бактерии и другие микроорганизмы. Источник и характеристики морских осадков различны. Эта зона меньше подвержена воздействию морской воды, температура низкая, коррозия минимальна. Коррозия наблюдается только на границе действия морских течений.

Таблица 1: Защита от коррозии стальных конструкций в зонах полного погружения и илов с использованием катодной защиты и графенового покрытия

Основание проектирования	ISO12944-5:2017 Системы красок и лакокрасочных покрытий для защиты стальных конструкций от коррозии
Окружающая среда	Im3; Почва: Подземные резервуары, стальные сваи и стальные трубы
Проектный срок службы	VH Очень длительный срок службы
Обработка поверхности	ISO 8501-1 Sa2.5: Очень тщательная очистка струёй песка или абразива. Поверхность стали должна быть чистой, без масла, грязи, окалины, ржавчины и остатков краски.
Участки покрытия	Стальные конструкции зоны брызг и приливной зоны

Покрытие	Тип краски	Название краски	Цвет	Разбавитель	Соотношение A:B	Толщина покрытия (мкм)
Первый слой	DreamCover	Графеновый грунт с флокулянтом DreamCover 152 Gns	Чёрный, жёлтый	Разбавитель для графена DreamThinner 17 Gns	23.3:3.7	300
Второй слой	DreamCover	Графеновый грунт с флокулянтом DreamCover 152 Gns	Чёрный, жёлтый	Разбавитель для графена DreamThinner 17 Gns	23.3:3.7	300
Итого						600

Решение Решить покрытия