海洋工程防腐基础知识介绍.pptx

,#,海洋工程防腐基础知识,腐蚀与防护总体介绍,涂装,热浸镀锌,热喷铝,阴极保护,主要内容,1.,腐蚀与防护总体介绍,腐蚀：材料与环境介质之间发生物理化学和电化学相互作用导致材料变质和破坏。,腐蚀反应本质：金属被氧化的氧化还原反应，金属失去电子被氧化，氧化剂得到电子被还原。,腐蚀的充分必要条件：介质中有能使金属氧化的化学物质存在，常见的有,H,+,，,O,2,，,H,2,O,，,Fe,3+,。,防腐的目的：,低成本,降低腐蚀对材料性能和使用寿命的影响。,防腐措施,：耐蚀材料、表面涂装、金属表面处理、缓蚀剂、电化学保护。,2.,涂装,2.1,专业名词,空气相对湿度：绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高；,露点温度：就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度；,干膜厚度：涂覆在底材上的漆膜的最终干膜厚度；,湿膜厚度：涂覆在底材上的湿膜的最初厚度；,体积固体份：在产品说明书中列出的体积固体份，是指在规定涂漆方法和环境条件下，干膜厚与湿膜厚的百分比；,理论涂布率,=,表干：表层干燥的状态，此时可将小玻璃球轻轻刷掉，而涂层表面不会受到破坏；,硬干：漆膜完全干透的状态，与漆膜外层干燥，里层仍为流体的状态相区别；,最小覆涂间隔：指涂层干燥，达到重涂所需硬度的最短时间；,最大重涂间隔：是可允许的最长时间，涂料必须在这段时间内重涂，以确保涂层之间有足够的附着力；,混合使用寿命：指非单组分涂料在指定温度下混合后必须用完的最长期限。,2.2,油漆损耗,油漆的损耗：一种是,表观损失,（表面粗糙度和涂料分布损失），指的是虽然油漆是涂到了表面上，但是并未起到增加膜厚的作用；另一种是,实际损失,（涂覆损失和涂料浪费），指的是损失或浪费掉的油漆。,A.,粗砂表面处理过的金属表面应考虑因表面粗糙度而引起的涂料损失。,B.,涂料分布损失（与喷涂人员的技术水平息息相关）：这是由于涂漆过厚而导致的损失，通常是一个熟练工人为达到规定的最低膜厚而造成的。,C.,实际涂覆损失：对于喷涂,通风良好但是相对封闭的场所,5%,几乎无风的户外场所,5%-10%,有风的户外场所 超过,20%,D.,涂料浪费：涂料的浪费不可避免，因为涂料会溅洒，而且用完的漆罐内仍然会残留一些涂料。如果是双组份涂料，那么混合后的涂料可能会因超过使用寿命而造成浪费。对于单组份漆，浪费一般低于,5%,，双组份漆在,5-10%,2.3,钢铁的锈蚀等级评定,2.4,表面清洁度等级,Sa 3,喷砂至可见清洁金属,在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见油脂和污垢，并且没有氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物。该表面应具有均匀的金属光泽；,Sa 2.5,非常彻底的喷砂清理,在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见油脂和污垢，并且没有氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物。任何残留的痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑；,Sa 2,彻底的喷砂清理,在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂和污垢，并且几乎没有氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物。任何残留物应该是牢固附着的；,Sa 1,轻度喷砂清理,在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物；,St 2,彻底的手工和动力工具清理,：在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂或污垢，并且几乎没有附着不牢的氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物；,St 3,非常彻底的手工和动力工具清理,：同,St 2,，但表面处理要彻底的多，表面应具有金属底材的光泽；,2.5,表面预处理,检查环境条件：空气相对湿度、空气温度并计算露点温度，表面温度计检验钢基体的表面温度；,钢材准备：锐边、填角、角落、焊缝等尖锐表面需要倒角并磨平；焊缝表面不得出现咬边、飞溅、焊剂等杂质；溶剂清理，除去表面的脂、油、污垢等杂质；检查空气压缩机和磨料状况；,喷砂清理完毕后，立即检查表面清洁度、粗糙度、氯化物含量和粘附在钢基体表面砂粒的清除状况。,SSPC-SP10,Sa 2.5,，表面粗糙度在,45-75,微米,；,开放式喷砂处理使用压缩空气将磨料从喷砂机中喷射出去,在需要清理的表面形成巨大的冲击力,除去锈,氧化皮和其它杂质等。喷砂的整个系统构成可以参考下图：,喷砂系统的基本构成如下：,（,1,）空气压缩机：,提供足够的空气量和空气压力,（,2,）油水分离和空气干燥设备：,减少由于水分带来的中断麻烦,（,3,）空气管：尺寸要大，维护其压力输送,（,4,）喷砂机：,有容量、控制阀和管系构成，保证高效 的生产效率,（,5,）磨料计量阀：稳定和均匀的流砂,（,6,）遥杆控制：用于安全有效的工作,（,7,）喷砂管和连接：,合适的管径尽量减小摩擦损失,（,8,）喷嘴：与压缩机输出相匹配,（,9,）操作者安全设备：,要由国家职业安全和卫生研究所认可,（,10,）磨料：,高质量，清洁有棱角，适用于喷砂清理,喷砂系统,2.6,涂装,施工环境检查：雨、雪、雾和有害物质存在的条件下不能涂装，钢基体的温度必须,高于露点温度以上,3,，空气,相对湿度低于,85%,；,预处理表面检查：干净、干燥和无灰尘污染，测定表面处理的清洁度和粗糙度；,按照油漆的技术数据手册；,应在天气干燥的白天进行，喷砂清理过的表面应在日落前或表面出现返锈前喷涂底漆；,压缩空气喷涂或高压无气喷涂；,结构边角和不规则表面需要预涂；,标识、机械加工表面、仪表玻璃、法兰端面、阀杆等需要保护；,2.7,涂装系统,导管架,系统,A,组成,油漆类型,油漆名称,颜色,干膜厚度,底漆,Pure Epoxy,Sigmacover 280 LT,黄绿色,50 um,中漆,Glass Flake Epoxy,Sigmashield 460 LT,灰色,500 um,面漆,Glass Flake Epoxy,Sigmashield 460 LT,RAL 1012,450 um,总干膜厚度：,1000 um,注,:,(1),系统,A,用于施工飞溅区（,-1.39,到,+5.57,米范围）的导管腿、防冰锥、泵护管、电缆护管、隔水套管、靠船件和登船平台等结构的外表面。,(2),表面处理达到,Sa2.5,（,ISO 8501-1:1988,），表面粗糙度,(RZ)=45-75mic,。,系统,B,组成,油漆类型,油漆名称,颜色,干膜厚度,底漆,Zinc Rich Epoxy Primer,Sigmazinc 101HS LT,红棕色,75um,中漆,Two-pack High-build MIO Epoxy,Sigmacover 410MIO LT,浅灰色,200um,面漆,Two-pack Acrylic Modified Polyurethane,Sigmadur 188,RAL 1028,60um,总干膜厚度：,335 um,注,:,(1),系统,B,用于施工大气区（,+5.57,米以上）的导管腿、走道、泵护管、电缆护管、隔水套管、靠船件和登船平台等结构的外表面。,(2),表面处理达到,Sa2.5,（,ISO 8501-1:1988,），表面粗糙度,(RZ)=45-75mic,。,系统,C,组成,油漆类型,油漆名称,颜色,干膜厚度,底漆,Two-component High-build,High-solids Surface Tolerant Epoxy,Sigmacover 280 LT,黄绿色,100um,面漆,Two-pack Acrylic Modified Polyurethane,Sigmadur 188,RAL 1023,60um,总干膜厚度：,160um,注：系统,C,用于涂装梯子、栏杆扶手、楼梯踏板和格栅等热浸锌表面。,系统,D,组成,油漆类型,油漆名称,颜色,干膜厚度,底漆,Ultra High Solid Epoxy,Interzone 485,灰白色,1500 um,面漆,Ultra High Solid Epoxy,Interzone 485,RAL1023,1500 um,总干膜厚度,3000 um,注：,(1),系统,D,用于立管的护管涂层，表面粗糙度,(RZ)=75-100mic,。,Amclyde,吊机项目,外部环境,油漆类型,油漆名称,干膜厚度,/m,底漆,Interzinc 22,50,中漆,Intergard 475HS,125,面漆,Interthane 990,50,内部环境,油漆类型,Paint Name,DFT/m,Primer,Intergard 400,100,Topcoat,Interthane 990,75,Gusto,吊机项目,C5-M Coating System,油漆类型,油漆名称,干膜厚度,/m,车间底漆,Muki Z 2008,20,底漆,Barrier 80,50,中漆,Penguard Midcoat MIO,200,面漆,Hardtop As,50,总干膜厚度,320,C3 Coating System,油漆类型,油漆名称,干膜厚度,/m,车间底漆,Muki Z 2008,20,底漆,Penguard Express ZP,100,面漆,Penguard FC,80,总干膜厚度,200,APL,项目,1343 Suction Anchor&PLEM,（,Coating System 7,）,油漆类型,油漆名称,干膜厚度,/m,底漆,Interseal 670HS,175,中漆,Interseal 670HS,175,面漆,Interthane 990,50,1470 MLBE,（,Coating System 4,）,油漆类型,油漆名称,干膜厚度,/m,底漆,Interseal 670HS,175,面漆,Interseal 670HS,175,Modec,项目,系统,A,组成,涂料类型,产品名称,颜色,干膜厚度,底漆,Zinc Rich Epoxy Primer,Barrier 80,Grey,50 m,第二层,High-Build Epoxy,Penguard midcoat,White,175 m,面漆,Acrylic Polyurethane,Hardtop AS odd,RAL 7035,50 m,总膜厚,:,275 m,注：,(1),系统,A,用于施工包括管线支撑在内的钢结构。,系统,B,组成,涂料类型,产品名称,颜色,干膜厚度,底漆,High-Build Epoxy,Jotamastic 80,低温型,Grey,100 m,面漆,Acrylic Polyurethane,Hardtop AS odd,RAL 1021,50 m,Total of DFT:,150 m,注：,(1),系统,B,用于施工梯子、栏杆扶手、楼梯踏板和格栅板等镀锌件或镀铝件的表面。,生活楼项目,A.,飞溅区以上钢结构、结构支撑、甲板底部、容器外表面、管汇、管线、泵、其他设备工艺橇和工作间（不保温，操作温度,120,）,Process,程序,Paint type,油漆类型,Dry Film thickness (,m),干膜厚度,Color,颜色,Shop Primer,车间底漆,Sigmaweld165 CN,无机硅酸锌车间底漆,165 CN,25,grey,灰色,Primer,底漆,Sigmazinc102 HS,环氧富锌底漆,102 HS,60,Redbrown,红棕色,Second coating,中漆,Sigmacover430,环氧漆,430,150,Light grey,浅灰色,Finish coating,面漆,Sigmadur188,聚氨脂面漆,188,60,See Color schedule for finish coating,见面漆颜色表,Total coating thickness,涂膜总厚度,295,B.,结构钢、容器外表面、管汇、管道、泵、法兰、阀门和其他设备工艺橇的外表面,(,保温的，工作温度,120),Process,程序,Paint type,油漆类型,Dry Film thickness(,m),干膜厚度,Color,颜色,Shop Primer,车间底漆,Sigmaweld165 CN,无机硅酸锌车间底漆,165 CN,25,Grey,灰色,Primer,底漆,Sigmacover620,环氧漆,620,150,Dark grey,暗灰色,Finish,面漆,Sigmacover620,环氧漆,620,150,Light grey,浅灰色,Total coating thickness,涂膜总厚度,325,C.,结构钢、容器外表面、管汇、管道、泵、法兰、阀门和其他设备工艺橇的外表面,(,保温的,工作温度,120 540),Process,程序,Paint type,油漆类型,Dry Film thickness(,m),干膜厚度,Color,颜色,Primer,底漆,Sigma zinc,158,无机硅酸锌底漆,158,50,Greenish grey,绿灰色,Second coating,中漆,Sigmatherm 540,耐高温漆,540,25,Aluminum,铝色,Finish coating,面漆,Sigmatherm 540,耐高温漆,540,25,Aluminum,铝色,Total coating thickness,涂膜总厚度,100,D.,结构钢、容器外表面、管汇、管道、泵、法兰、阀门和其他设备工艺橇的外表面,(,工作温度高达,540),Process,程序,Paint type,油漆类型,Dry Film thickness(,m),干膜厚度,Color,颜色,Primer,底漆,Sigmatherm540,耐高温漆,540,25,Aluminum,铝色,Second coating,中漆,Sigmatherm540,耐高温漆,540,25,Aluminum,铝色,Finish coating,面漆,Sigmatherm540,耐高温漆,540,25,Aluminum,铝色,Total coating thickness,涂膜总厚度,75,E.,甲板面包括飞机平台甲板,Process,程序,Paint type,油漆类型,Dry Film thickness(,m),干膜厚度,Color,颜色,Shop Primer,车间底漆,Sigmaweld165 CN,无机硅酸锌车间底漆,165 CN,25,Grey,灰色,Second coating,中漆,Sigmacover620,环氧漆,620,200,Light grey,浅灰色,Finish coating,面漆,Sigmacover620,环氧漆,620,150,See Color schedule for finish coating,见面漆颜色表,Total coating thickness,涂膜总厚度,375,F.,房间墙体的内表面和生活楼房间的外表面（裸露部分）,Process,程序,Paint type,油漆类型,Dry Film thickness(,m),干膜厚度,Color,颜色,Shop Primer,车间底漆,Sigmaweld165 CN,无机硅酸锌车间底漆,165 CN,25,Grey,灰色,Primer,底漆,Sigmazinc102 HS,环氧富锌底漆,102 HS,60,Redbrown,红棕色,Second coating,中漆,Sigmacover 430,环氧漆,430,150,Light grey,浅灰色,Finish coating,面漆,Sigmadur188,聚氨脂面漆,188,60,White,白色,Total coating thickness,涂膜总厚度,295,G.,房间的墙体的内、外表面（非裸露部分）,Process,程序,Paint type,油漆类型,Dry Film thickness(,m),干膜厚度,Color,颜色,Shop Primer,车间底漆,Sigmaweld165 CN,无机硅酸锌车间底漆,165 CN,25,Grey,灰色,Primer,底漆,Sigmazinc102 HS,环氧富锌底漆,102 HS,60,Redbrown,红棕色,Finish,面漆,Sigmacover430,环氧漆,430,150,Light grey,浅灰色,Total coating thickness,涂膜总厚度,235,H.,镀锌件如栏杆扶手、梯子等,Process,程序,Paint type,油漆类型,Dry Film thickness(,m),干膜厚度,Color,颜色,Primer,底漆,Sigmacover280,通用环氧底漆,280,100,Yellow green,黄绿色,Finish,面漆,Sigmadur188,聚氨酯面漆,188,60,See Color schedule for finish coating,见面漆颜色表,Total coating thickness,涂膜总厚度,160,I.,油罐、生产用水罐、污水罐、海水罐、柴油罐的内表面,(,工作压力,30 Bar,，工作温度,130),。,Process,程序,Paint type,油漆类型,Dry Film thickness(,m),干膜厚度,Color,颜色,Primer,底漆,Sigma phenguard930,酚醛环氧底漆,930,100,Offwhite,灰白,Second coating,中漆,Sigma phenguard935,酚醛环氧中漆,935,100,Pink,粉红色,Finish coating,面漆,Sigma phenguard940,酚醛环氧面漆,940,100,Light grey,浅灰色,Total coating thickness,涂膜总厚度,300,J.,生活饮用水罐内表面,Process,程序,Paint type,油漆类型,Dry Film thickness(,m),干膜厚度,Color,颜色,Primer,底漆,Sigmaguard720,高固态环氧漆,720,100,Light green,浅绿色,Second coating,中漆,Sigmaguard720,高固态环氧漆,720,100,Light grey,浅灰色,Finish coating,面漆,Sigmaguard720,高固态环氧漆,720,100,Light green,浅绿色,Total coating thickness,涂膜总厚度,300,2.8,常见油漆漆病,油漆的夹砂,油漆的流挂,油漆的过厚,喷涂技巧不良导致的针孔,无机富锌漆表面多孔导致的针孔,油污形成的鱼眼,粗糙焊缝表面漏涂,加强材端头漏涂,扁钢上面的漏涂,粉化,起泡,剥落,3,热浸镀锌,将待镀金属放入酸性或碱性溶液中脱去表面油脂，然后用清水冲洗；,将待镀金属放入废酸溶液中除去铁锈和氧化皮；,进一步冲洗，浸入,65-80,的氯化锌铵溶液中；,放入温度高达,450,，锌含量大于,98.5%,的定影液中镀锌，大约耗时为,5,分钟；,要求的标准为,900g/m,2,（平均值），最少不得低于,845g/m,2,；,4,热喷铝,近白级喷砂清理,Sa2.5,粗糙度,50-85,微米；,环境条件，表面温度高于露点温度以上,3,，相对湿度不大于,85%,，喷涂期间的钢基体表面温度至少保证,10,，完全除去表面湿气。,TSA,的最低干膜厚度一般要求,200,微米；,25-50,微米的环氧封闭漆,，外加完整的涂装系统,(,可省略,),；,5,阴极保护,阴极保护：对被保护金属施加阴极极化，使电位移动到阴极区，消除金属表面电化学不均匀性，降低阴极溶解速度而得到保护。,外加电流阴极保护：使用直流电源对被保护金属进行阴极极化；,牺牲阳极阴极保护：使用电位更负的活性阳极金属与被保护金属连接构成电偶，对被保护金属进行阴极极化。,5.1,牺牲阳极法的阴极保护,应用环境：必须具有导电介质；,应用对象：所有的水下设备，例如导管架；,两个重要参数：保护电位和保护电流密度；,影响因素：海水电导率、氧气浓度、水温、流速和厌氧菌等；,阳极材料和阳极形状（锌、铝、镁）；,钙镁沉积层形成对阴极保护的影响,-,保护电流密度；,阴极保护系统设计,-,多方面因素综合考虑；,阴极保护系统设计的新思路,-,物理模型和数学模型；,常用设计标准：,DNV,、,NACE,、,ISO,；,牺牲阳极的形状,1.Slender Stand Off,条形,2.Flush Mounted,板状,3.Bracelet,手镯型,Al-3eAl,3+,O,2,+2H,2,O+4e4OH,-,2H,2,O+2e2OH,-,+H,2,OH,-,+HCO,3,-,CO,3,2-,+H,2,O,CO,3,2-,+Ca,2+,CaCO,3,Mg,2+,+,2OH,-,Mg(OH),2,5.2,外加电流的阴极保护,5.3,牺牲阳极法和外加电流法比较,分类,牺牲阳极法,外加电流法,优点,适用于无电源的地方。,对小规模分散个体和涂装物体以及用小电流防蚀的设施，此方法比较经济。,不必维修也不必担心对其它设施造成电流干扰或设计施工不当而发生事故。,不需要附加电源，也不需要高质量电缆。,外加电压、电流可调可适用于各种环境。,对腐蚀较强的介质和需要较大电流的设施比较经济。,使用不溶性阳极时寿命较长。,阳极较小可适用于容积狭小的设备。,缺点,电压、电流不易调节。,电压有限对电阻高的介质需要很多分散阳极。,阳极需要定期更换，更换往往有些不便。,必须设有电源装置，并经常耗电。,需要对设备进行检查和维修。,必须注意对其它设施电流干扰。,需要绝缘、防水电缆和密封结构材料。,5.4,阴极保护监测系统,(CPMS,Cathodic Protection Monitoring System),CPMS Layout,Reference Electrode,Monitoring Anode,Thank You!,