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海洋石油平台建造中环氧富锌底漆涂装工艺
2020年10月15日    阅读量:866    新闻来源:中网信息 ChinaNews360.com  |  投稿

引 言

环氧富锌底漆具有很高的含锌量,对钢质底材有良好的阴极保护作用,防锈能力非常优异,可适用于中等乃至严重腐蚀环境,被称为重防腐体系配套的基础中的基础。在海洋石油平台结构中,环氧富锌底漆得到了广泛的应用。海洋石油平台结构建造场地的结构建造流程、涂装硬件设施及施工技术水平,都对涂层的质量及防腐效果有着直接的影响涂料在线coatingol.com。因此,根据海洋石油平台结构建造流程,采取合理且可行的涂装工艺,控制好涂装施工的各个环节,才能保证环氧富锌底漆的施工质量,发挥其优良的防腐性能。


1、环氧富锌底漆简介


1.1成分

环氧富锌底漆是以环氧树脂为基料,超细锌粉为主要防锈颜料,聚酰胺树脂为固化剂,配以适量的增稠剂、助剂、填料、混合有机溶剂等组成的双组分分装配套涂料。其中锌粉含量最高可达85%以上。


1.2成分

环氧富锌底漆干燥速度快,在金属表面有优异的附着力,主要应用于重防腐场合,可为强腐蚀环境中的钢结构提供长效保护。环氧富锌底漆漆膜坚韧、耐磨、抗冲击力强,温度变化引起的应力变形小。干燥条件下,其最高使用温度为140℃,有一定的耐湿热、优良的耐盐雾、耐老化等防腐性能。而且,其导静电性优良,具有很好的可气割性,不影响焊接施工。


环氧富锌底漆涂层可以和大多数双组分油漆兼容,是多道涂层配套系统中理想的底漆。适用于船舶、海洋钢结构、储罐、石化厂、造纸厂、桥梁和电厂等。


1.3防腐机理

环氧富锌底漆的防腐机理是基于在腐蚀环境中,金属锌对钢材基底的阴极保护作用。


首先是环氧富锌底漆起到电化学保护作用。在腐蚀前期,由于锌相对铁比较活跃,容易失电子,锌粉和钢材底材组成原电池,锌的电位比铁的电位低,因此漆膜中的锌为阳极,钢底材为阴极,钢材底材得到了阴极保护。


其次是锌腐蚀沉积物对钢材的屏蔽保护。在腐蚀后期,牺牲的锌生成的二价锌离子与周围环境中的水和二氧化碳反应,生成碱式碳酸锌,俗称“白锈”。其结构致密,能够阻挡和屏蔽腐蚀介质的侵蚀,因此也被称为富锌底漆的自修复作用,从而对钢底材进行保护。


2、海洋石油平台环氧富锌底漆典型涂层配套


在海工行业,目前海洋石油平台结构大多数部位使用的底漆均为环氧富锌底漆。防腐设计文件通常要求环氧富锌底漆的定义及性能要求应满足SSPCPaint 20的规定。其锌粉含量的质量比应达到固体含量的80%及以上。锌粉纯度应满足ASTM D 520(TYPE Ⅱ)要求。总结起来,海洋平台结构的3个典型涂层系统见表1、表2、表3。


系统1:飞溅区以上钢结构如结构支撑梁、甲板下表面、容器、阀组、管线、泵、栏杆、梯子及扶手、支架、马脚、灯杆、工艺设备撬座和结构的外表面(无绝缘,操作温度≤120℃)。见表1。

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在以上3个涂层系统中,车间底漆均为选择项,可根据具体施工流程选择涂或者不涂,如果不涂车间底漆,涂层总厚度减少25mm即可。在涂层系统3中,如果钢围壁表面需做绝缘,面漆可以省略不涂。


以上3个涂层系统,覆盖了海洋石油平台飞溅区以上大部分的主体结构、附属结构及设备。除此以外,不适宜涂覆环氧富锌底漆的部分,一般为:浸没区、潮差带、飞溅区、容器内部、镀锌部分、铝、铜和铜合金以及其他有色金属、不锈钢(含双向不锈钢)表面、管线内部、需进行绝缘的设备和管线、高温部位等。


3、 海洋石油平台结构建造流程


由于建造理念的差异,更主要是因为各建造场地的硬件设施条件的不同,以及项目整体设计进度及材料到位情况的影响,各场地的平台结构建造流程存在一定差异。


  3.1 传统建造流程

传统的海洋石油平台建造,是在各专业分工的基础上,按甲板水平片由低到高逐层预制,待各层甲板安装后再进行立柱斜撑、墙皮、配管、暖通、机械、电仪、舾装等专业的安装,大体为先主结构,再到附属结构和其它专业。

主结构安装后,附属结构和后续专业件的预制和安装,会衍生大量的切割、打磨、开孔、焊接等工作,不可避免地对已完成的甲板片油漆造成破坏。因此,会随之增加大量的油漆修补工作。


3.2 一体化建造流程

海洋石油平台一体化建造,是在结构甲板水平片预制完成后,在预舾装阶段和预安装阶段完成附属结构、管线、机械、电仪、舾装等专业的支架、底座的安装,实现整体涂装。


在甲板片预制完成后,在甲板片上安装管支架、设备底座、电仪支架、通风管道支架等结构散件。散件安装完成后,对甲板片整体进行人工喷砂及涂装。


甲板片涂装完成后,将被运送到总装场地,安装格栅板、管线、托架、可安装的结构散件及部分设备。预安装结束后,甲板片进行整体吊装。甲板片吊装后,随之进行立柱斜撑、墙皮的安装,以及墙皮完成后才能进行的焊接安装工作。


采用一体化建造,在平台空中施工阶段,除了立柱、斜撑和墙皮等必要的焊接工作外,其余附件的焊接工作大为减少,对已完成油漆的破坏也可尽可能地减少,打磨修补油漆的工作也随之减少。


3.3 一体化建造流程的优点

理论上,钢结构在喷砂和涂装前,应尽可能完成焊接工作,最大限度减少后续焊接作业对先前涂层的破坏,保证漆膜的整体性,这样涂层才能达到最佳的防腐效果,获得较长的防腐年限。根据这些年来各海上石油平台的实例,锈蚀往往是从焊缝位置开始发生,尤其是经过二次焊接后再打磨修补油漆的部位。显然,方案合理、设计及管理到位的一体化建造方案,在提高整体建造效率的同时,也能提高涂装的质量。


4、环氧富锌底漆的涂装工艺


  4.1施工概述


目前仍采用传统建造流程的场地,多是由于硬件设施所限,缺少可以容纳整个平台甲板片的大型结构和喷砂及涂装车间,只能在露天进行甲板片的下料、制作及涂装。另外,还有后续专业设计进度相对滞后、材料到位相对较晚的原因。


露天喷砂,因磨料回收困难及成本控制等原因,一般会采用铜矿砂等作为磨料。为保证平台甲板片的喷砂进度及质量,在甲板片制作过程前,通常建议先将组合梁、H型钢、结构角钢、钢甲板等材料在抛丸车间内进行抛丸除锈,喷涂车间底漆,预处理后的材料再进行下料、组对、焊接。待甲板片制作完成后,在甲板四周就地围蔽,随后对甲板片进行人工喷砂。理论上,车间底漆可以保留,焊缝位置按SSPC-SP10标准进行喷砂,其余部位的车间底漆可按SSPC-SP7等级扫砂,喷砂后再喷涂环氧富锌底漆。但是,露天制作通常对车间底漆破坏及污染比较严重,所以一般要求对甲板片所有部位都按SSPC-SP10标准进行喷砂,喷砂、清洁后整体喷涂环氧富锌底漆。


在甲板吊装后,需后续安装的立柱、斜撑、墙皮等附属结构管线及管线、电仪、机械、舾装等各专业的支架、底座等,在安装前,需对制成件或钢材原料按SSPC-SP10标准进行除锈,再喷涂环氧富锌底漆。


采用一体化建造的平台甲板片,用于制作甲板的型材和板材无需进行预处理,直接进行下料组对制作即可。甲板片预制完成,待预舾装件安装完成后,将甲板片移入喷砂车间,采用钢丸等作为磨料,按SSPC-SP10标准进行整体喷砂。喷砂完成后,整体喷涂环氧富锌底漆。


甲板片在喷涂环氧富锌底漆后,在地面接着完成中漆、面漆的涂装后,再进行吊装。甲板片安装后,立柱、斜撑、墙皮和其它附属结构及其它专业的构件后续制作、安装产生的焊口、切口,需用动力工具按SSPC-SP11的标准进行处理,处理达标后,再进行环氧富锌底漆的修补,以及后续的中漆、面漆涂覆。


  4.2施工技术要点

(1)钢材表面处理

钢结构表面处理之前,所有可能对防护漆系统不利的表面缺点都必须得到处理,所有迭片结构、毛边、焊渣、氧化皮、锯齿状物及其它尖锐的表面突出物都必须去除,锋利的边缘拐角和焊缝需要打磨平滑。


钢材所有的表面都要进行清理,应保持干燥、清洁无污染,油污及油脂应按照SSPC-SP1的规定进行溶剂清理。


喷砂等级为SSPC-SP10。喷砂处理后的表面,在涂装前如出现返锈,表面应重新喷砂至规定的目视标准。


喷砂后的表面粗糙度应在50~85µm。喷砂清理后表面存留的灰尘、磨料等应被除掉,存留颗粒的数量和尺寸应不超过ISO 8502-3规定的2级。


喷砂后表面可溶性盐的最大含量取样应符合ISO8502-6的要求,导电率测量应符合ISO 8502-9的要求并且≤50mg/m2 的NaCl含量。


平台上的后续施工产生的焊缝和油漆破坏,应按SSPC-SP11的标准进行动力工具清理,避免抛光底材,同时需保证一定的表面粗糙度。


(2)涂覆环节

涂装施工时,相对湿度应<85%,底材表面温度高于露点3℃以上。


底漆为双组分涂料,每次都必须按规定的配比。在搅拌基料后,加入固化剂,进行彻底搅拌以使两组分充分均匀混合,可根据情况加入适量稀释剂。混合后,底漆应在混合使用寿命期限内用完。


推荐使用喷涂方式。喷涂前,边缘、角落、焊缝、小支架等位置应进行预涂。刷涂和滚涂仅用于小范围修补。


(3)复涂喷喷涂前,边缘、角落、焊缝、小支架涂前,边缘、角落、焊缝、小支架环节


环氧富锌底漆适于施工在未老化的表面、覆盖新鲜硅酸锌车间底漆涂层的钢结构上。如果硅酸锌车间底漆出现大范围损坏和污染,应进行喷砂处理。


在环氧富锌底漆涂覆干燥后,建议尽可能一次性连续完成中漆、面漆的涂装。有的平台建造项目出于漆膜完整性考虑,平台主结构只做底漆,待附属结构和其它专业构建焊接安装完成,修补底漆后,才进行中漆、面漆的涂装。如果复涂间隔较长,应在施工前除去环氧富锌底漆表面的锌盐,并进行彻底的拉毛。如果经历过海边的含盐雾气,应在施工前使用淡水进行清洗。


结 语

环氧富锌底漆具有优异的防腐性能,在海洋石油平台结构中得到广泛的应用。在建造过程中,施工者应结合海洋石油平台结构建造流程,采取合理且可行的涂装工艺,遵循相关的规范和标准,控制好涂装施工的每一个环节。这样,才能保证环氧富锌底漆及其配套涂层系统质量满足要求,为海洋石油平台提供优良的防腐保护。


标签:工业涂料原材料辅料与设备涂装应用技术中心防腐涂料汽车漆船舶涂料树脂涂装
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