海洋石油平臺的保溫層下腐蝕研究
2021-04-19 03:24:05
hualin
引(yin) 言
在海洋石油平臺中，出于(yu)工藝(yi)的需(xu)要，開采出來的石油只(zhi)有(you)在合適的溫(wen)度(du)(du)和(he)壓力下，其流動(dong)性才能(neng)達到(dao)最合適的輸送(song)狀態。因(yin)此大量的管道或設(she)備均需(xu)要覆(fu)蓋(gai)保溫(wen)層(ceng)。保溫(wen)層(ceng)的作用不僅能(neng)夠減少工藝(yi)輸送(song)的熱(re)量損失、保持整(zheng)個系統的操(cao)作溫(wen)度(du)(du)，同時也可以作為阻隔(ge)外界(jie)有(you)害物質(zhi)的屏障。
然而，管道(dao)(dao)或(huo)設備(bei)的保(bao)溫層(ceng)(ceng)往往在(zai)(zai)安裝、使用(yong)過程中，由于各種因素造成(cheng)破損，在(zai)(zai)保(bao)溫材料和基體金屬間(jian)局部(bu)區(qu)域形成(cheng)半密閉(bi)的腐(fu)蝕(shi)環(huan)境，這種環(huan)境比海(hai)洋大(da)氣(qi)環(huan)境還惡劣(lie)，將(jiang)造成(cheng)保(bao)溫層(ceng)(ceng)下管道(dao)(dao)或(huo)設備(bei)發(fa)(fa)生(sheng)嚴重的腐(fu)蝕(shi)。這類發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)(zai)保(bao)溫層(ceng)(ceng)下的腐(fu)蝕(shi)現象，學術界統稱為保(bao)溫層(ceng)(ceng)下腐(fu)蝕(shi)（corrosion under insulation，CUI）。研(yan)究表明，設備(bei)或(huo)管道(dao)(dao)的保(bao)溫層(ceng)(ceng)結構，在(zai)(zai)運行5~10 a后，60%均含有腐(fu)蝕(shi)性的冷凝水，將(jiang)難(nan)以避免(mian)CUI發(fa)(fa)生(sheng)。
由于(yu)外層鋁箔等包覆材料(liao)和保溫材料(liao)的(de)存在，使CUI具(ju)有極強(qiang)的(de)隱蔽性。當發現CUI時(shi)，腐蝕已經相當嚴(yan)重了，甚(shen)至可引起突發性的(de)泄(xie)漏事故。在石油(you)化工領域，CUI導致了超過(guo)60%的(de)泄(xie)露故障(zhang)。全球因CUI引起的(de)設備(bei)損(sun)壞(huai)，停產(chan)損(sun)失、人員傷(shang)亡等損(sun)失高達每年數十(shi)億美(mei)元。
不僅在(zai)石油(you)石化(hua)領(ling)域被發(fa)現和研究(jiu)，同樣在(zai)發(fa)電廠、核電站、無機化(hua)工(gong)、有(you)機化(hua)工(gong)、煉化(hua)工(gong)廠等(deng)各種(zhong)存在(zai)保溫的(de)(de)領(ling)域均有(you)發(fa)現。目前學(xue)(xue)術界就CUI開展了針對(dui)性(xing)的(de)(de)研究(jiu)，從傳統的(de)(de)石油(you)天然氣工(gong)業領(ling)域，擴(kuo)展到建(jian)筑科(ke)學(xue)(xue)工(gong)程(cheng)，化(hua)學(xue)(xue)工(gong)程(cheng)，核科(ke)學(xue)(xue)工(gong)程(cheng)，燃料，電力(li)，無機，金(jin)屬工(gong)藝等(deng)各個(ge)方面。CUI受到越(yue)來越(yue)多學(xue)(xue)者們的(de)(de)重(zhong)視，這對(dui)我(wo)們認(ren)識CUI、保護被保溫設(she)備設(she)施的(de)(de)安全有(you)著積極的(de)(de)作用(yong)。
CUI常用的(de)檢測技術
由于保(bao)溫層的阻隔，需(xu)要將保(bao)溫層剝離才能準確檢測。維修(xiu)完涂層或者設備基體后，必須(xu)重新制作(zuo)保(bao)溫層。常(chang)用的檢測方法(fa)(fa)有目視檢測，超聲檢測，射線檢測和渦流檢測等(deng)，這些方法(fa)(fa)均無(wu)法(fa)(fa)在腐蝕發生(sheng)的第一時間確認CUI。
1 目視檢測(ce)
目(mu)視檢查是確(que)定(ding)碳鋼(gang)和(he)低(di)合(he)金鋼(gang)上是否存在(zai)(zai)CUI的(de)最基(ji)礎(chu)的(de)方(fang)法，但是需要(yao)拆除保溫層系統。目(mu)視檢查可用于確(que)定(ding)奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)上CUI是否存在(zai)(zai)。通常情況下，鋼(gang)材表面的(de)腐蝕垢體(ti)(ti)積會(hui)不(bu)斷增加，通常比原始損(sun)失金屬(shu)的(de)體(ti)(ti)積大10倍(bei)。然而，并非所(suo)有(you)保溫層下腐蝕都(dou)能用目(mu)視判定(ding)，有(you)些需通過(guo)金屬(shu)損(sun)失量(liang)的(de)測量(liang)確(que)定(ding)，甚(shen)至(zhi)需要(yao)使用更(geng)精(jing)細的(de)無損(sun)檢測技術。
2 超(chao)聲檢測
通常采用(yong)(yong)手動(dong)操作方法(fa)，可以安裝(zhuang)固定(ding)的(de)(de)監測點監測碳(tan)鋼(gang)(gang)和(he)低合金鋼(gang)(gang)設備的(de)(de)內部腐蝕動(dong)態，定(ding)期(qi)進(jin)行多(duo)點厚度測量(liang)，相關(guan)數據也可用(yong)(yong)于確(que)定(ding)CUI的(de)(de)發(fa)生(sheng)。若在(zai)保(bao)溫層(ceng)外使(shi)(shi)用(yong)(yong)超聲檢(jian)測，則(ze)需在(zai)保(bao)溫層(ceng)外制(zhi)作探(tan)測孔，用(yong)(yong)蓋子遮(zhe)蔽該(gai)孔防水，這樣的(de)(de)測試僅限于在(zai)不易受CUI影響的(de)(de)適合區域使(shi)(shi)用(yong)(yong)，要獲得可靠的(de)(de)結(jie)果(guo)則(ze)需要測量(liang)多(duo)處。由于保(bao)溫層(ceng)上切下(xia)的(de)(de)檢(jian)查(cha)孔將(jiang)損害(hai)保(bao)溫層(ceng)的(de)(de)完(wan)整(zheng)性，如(ru)果(guo)修補不良(liang)，反而會增加CUI發(fa)生(sheng)的(de)(de)概(gai)率。超聲檢(jian)測在(zai)任何(he)情況下(xia)都不能確(que)定(ding)奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)中的(de)(de)CI-ESCC。
3 射線檢測
對(dui)小部分管道(dao)(dao)進行射(she)線(xian)(xian)曝光，通(tong)過和原始數(shu)據比較從而計算管道(dao)(dao)的(de)剩余壁厚。曝光源(yuan)通(tong)常為銥192（可檢(jian)測(ce)材料厚度12~63 mm）和鈷(gu)60（可檢(jian)測(ce)材料厚度50~150 mm）。鈷(gu)60一(yi)般無法(fa)用于海上。射(she)線(xian)(xian)檢(jian)測(ce)是一(yi)種有效的(de)評估方(fang)法(fa)，但(dan)當(dang)管道(dao)(dao)的(de)公稱直(zhi)徑﹥250 mm（10 in）時，采用射(she)線(xian)(xian)檢(jian)測(ce)有一(yi)定局限(xian)，通(tong)常只能提(ti)供相對(dui)較小區域的(de)驗證性檢(jian)測(ce)。有研(yan)究(jiu)報道(dao)(dao)，在某些(xie)射(she)線(xian)(xian)檢(jian)測(ce)條件下，可以(yi)檢(jian)測(ce)到(dao)裂紋(wen)，如應力腐蝕開裂等(deng)。
4 渦流檢測
脈沖渦流(liu)(liu)技術(shu)可以(yi)“在(zai)線”使(shi)用(yong)，它可以(yi)隔著保溫層測(ce)(ce)量(liang)(liang)鐵磁性(xing)材料(liao)的(de)平均(jun)剩余壁厚(hou)。脈沖渦流(liu)(liu)技術(shu)的(de)測(ce)(ce)量(liang)(liang)主要(yao)基于一種在(zai)導電材料(liao)中，受到可變磁場的(de)作用(yong)，會(hui)產生(sheng)(sheng)渦流(liu)(liu)的(de)現象進行測(ce)(ce)量(liang)(liang)。主要(yao)原理(li)為：感(gan)(gan)應磁性(xing)的(de)強(qiang)(qiang)度(du)通(tong)常大(da)于給(gei)定(ding)(ding)材料(liao)的(de)本征磁性(xing)，通(tong)過感(gan)(gan)應線圈(quan)系(xi)統產生(sheng)(sheng)磁場，線圈(quan)放(fang)置(zhi)在(zai)待測(ce)(ce)位(wei)置(zhi)的(de)保溫板表面上，在(zai)規(gui)定(ding)(ding)的(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)內(nei)，直流(liu)(liu)電通(tong)過線圈(quan)，在(zai)管(guan)(guan)道(dao)或容器(qi)壁上形(xing)成穩定(ding)(ding)磁場，切斷電流(liu)(liu)后，磁場迅速(su)降至零，這會(hui)在(zai)受檢材料(liao)內(nei)產生(sheng)(sheng)渦流(liu)(liu)。封閉磁場中渦流(liu)(liu)的(de)持續時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)與材料(liao)厚(hou)度(du)直接相關，渦流(liu)(liu)的(de)強(qiang)(qiang)度(du)和可測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)持續時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)取決于磁場的(de)強(qiang)(qiang)度(du)以(yi)及材料(liao)的(de)導電性(xing)和磁導率(lv)。如果測(ce)(ce)量(liang)(liang)強(qiang)(qiang)度(du)和持續時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)確(que)定(ding)(ding)，則可以(yi)計算(suan)出(chu)平均(jun)壁厚(hou)。脈沖渦流(liu)(liu)可用(yong)于幾何規(gui)整(zheng)的(de)管(guan)(guan)道(dao)或設備的(de)表面，對(dui)于管(guan)(guan)嘴、焊(han)縫等，由于幾何限制，無法使(shi)用(yong)渦流(liu)(liu)監測(ce)(ce)技術(shu)。
其他檢測技術還有紅外射線、數字成(cheng)像(xiang)、中子掃描等，不(bu)逐一展開介(jie)紹。
預(yu)防CUI措施(shi)
1 選(xuan)擇合適的外防護(hu)層
保(bao)溫層的外(wai)防(fang)護(hu)(hu)(hu)層是防(fang)護(hu)(hu)(hu)CUI的首要屏障，一般認為外(wai)防(fang)護(hu)(hu)(hu)層可以保(bao)護(hu)(hu)(hu)設(she)備(bei)或(huo)管(guan)道免受機(ji)械損(sun)傷(shang)，同時能夠阻(zu)擋惡(e)劣環境(jing)中水等(deng)腐(fu)蝕介(jie)質。通(tong)常外(wai)防(fang)護(hu)(hu)(hu)層的選取只考慮經濟性(xing)、實用性(xing)、易于安裝和被保(bao)溫設(she)備(bei)或(huo)管(guan)道的工況溫度等(deng)條(tiao)件。
外防護(hu)層一般(ban)分為金屬(shu)和非金屬(shu)材料(liao)。金屬(shu)防護(hu)層具有(you)一定的厚度(du)，可以抵抗沖擊，抗腐蝕(shi)性(xing)能優異(yi)。常用的材料(liao)有(you)鍍鋁鋼、鋁箔和不銹(xiu)鋼板等。
非金屬(shu)防護(hu)層通常包括固化(hua)玻璃纖(xian)維增強塑料、熱(re)塑性(xing)塑料和相關材料的(de)聚合物等，相比(bi)金屬(shu)防護(hu)層，非金屬(shu)防護(hu)的(de)可(ke)塑性(xing)使(shi)得其具(ju)有更(geng)好(hao)的(de)密封性(xing)能，然而在面對更(geng)惡劣的(de)工況時，非金屬(shu)的(de)低熔點和較差的(de)耐沖(chong)擊性(xing)使(shi)其應用受到(dao)不少限制(zhi)。
外防(fang)護(hu)層(ceng)很容易受到氣(qi)候變化(hua)、機械損傷、環境腐(fu)蝕等(deng)影(ying)響，因此(ci)，經常性(xing)地維護(hu)防(fang)護(hu)層(ceng)是(shi)必不可少(shao)的(de)。根據管道和設備(bei)實際情況(kuang)，選(xuan)擇(ze)可靠的(de)外防(fang)護(hu)層(ceng)，是(shi)保(bao)溫系(xi)統抵抗CUI能力不可或缺的(de)條件之一(yi)。
2 選擇優異的保溫材(cai)料
保(bao)溫材料是(shi)(shi)包裹在(zai)管道(dao)或設(she)備外的第二道(dao)屏障，是(shi)(shi)保(bao)溫系(xi)統必不可少的部分。設(she)計合理(li)的保(bao)溫材料，在(zai)正確安裝并(bing)提供充分的維護(hu)(hu)的情(qing)況下，能有效提高對CUI的防護(hu)(hu)效率。
根(gen)據對水(shui)(shui)分(fen)的(de)(de)保持程度(du)，分(fen)為(wei)疏(shu)(shu)水(shui)(shui)保溫(wen)材(cai)料(liao)和(he)親(qin)水(shui)(shui)保溫(wen)材(cai)料(liao)。疏(shu)(shu)水(shui)(shui)性保溫(wen)材(cai)料(liao)的(de)(de)原(yuan)理通常分(fen)為(wei)自(zi)身疏(shu)(shu)水(shui)(shui)和(he)加(jia)入化學添加(jia)劑疏(shu)(shu)水(shui)(shui)。通常使用的(de)(de)巖棉、硅酸鈣等(deng)均(jun)屬于(yu)親(qin)水(shui)(shui)性保溫(wen)材(cai)料(liao)。
研究發現，能有效抵抗(kang)CUI的(de)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)材(cai)料(liao)(liao)貯存(cun)水(shui)分(fen)最少并且干燥速率最快。在CUI容易(yi)發生的(de)溫(wen)(wen)度范圍內 （-4~175℃），保(bao)(bao)溫(wen)(wen)材(cai)料(liao)(liao)越吸水(shui)，越會加速CUI；相反，當保(bao)(bao)溫(wen)(wen)材(cai)料(liao)(liao)不易(yi)吸水(shui)即疏(shu)水(shui)性材(cai)料(liao)(liao)時(shi)，能夠抑制CUI。針對疏(shu)水(shui)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)材(cai)料(liao)(liao)的(de)研究較少，同(tong)時(shi)疏(shu)水(shui)性材(cai)料(liao)(liao)價格(ge)較高，使得(de)高效的(de)疏(shu)水(shui)性保(bao)(bao)溫(wen)(wen)材(cai)料(liao)(liao)難以推廣，導致疏(shu)水(shui)性材(cai)料(liao)(liao)的(de)應用并不廣泛。
目前(qian)已知的(de)(de)(de)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)材料(liao)均無法規避(bi)CUI的(de)(de)(de)出現(xian)。究其原因，保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)材料(liao)的(de)(de)(de)安裝均會(hui)與基(ji)體(ti)間(jian)形(xing)成環形(xing)空(kong)隙，加(jia)(jia)上(shang)設備和管道本(ben)身(shen)(shen)存(cun)在缺陷(xian)，導致(zhi)腐(fu)蝕性(xing)介質容易存(cun)留，為(wei)水(shui)(shui)分的(de)(de)(de)聚集提(ti)供(gong)場(chang)所，是引起(qi)CUI的(de)(de)(de)關鍵。大量的(de)(de)(de)工程案例表明，經過長期運行后，保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)材料(liao)內部(bu)和外(wai)界的(de)(de)(de)污染物(wu) （例如(ru)氯化物(wu)、硅酸鹽等）會(hui)不斷隨著水(shui)(shui)分的(de)(de)(de)滲透而溶(rong)解，加(jia)(jia)上(shang)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)材料(liao)本(ben)身(shen)(shen)逐漸老化，加(jia)(jia)劇(ju)了腐(fu)蝕的(de)(de)(de)發生。基(ji)于此情(qing)況，應要求保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)材料(liao)中Cl-含量＜10 mg/kg（可浸出值(zhi)），或者在保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)材料(liao)的(de)(de)(de)制造過程中采取添加(jia)(jia)抑(yi)制劑、疏水(shui)(shui)劑等措施(shi)。通常添加(jia)(jia)的(de)(de)(de)疏水(shui)(shui)材料(liao)對(dui)水(shui)(shui)分的(de)(de)(de)貯存(cun)越低(di)，干燥(zao)時間(jian)越短，發生CUI的(de)(de)(de)風險也更低(di)。
將(jiang)保(bao)溫材(cai)料(liao)(liao)包(bao)裹在裸露碳鋼管(guan)外進行實驗(yan)室條(tiao)件下的(de)(de)(de)(de)(de)環境模(mo)擬(ni)，Williams等(deng)利用(yong)該模(mo)擬(ni)方法研究不同保(bao)溫材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)性能。結果表明，常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)玻璃棉(mian)(mian)保(bao)溫材(cai)料(liao)(liao)導致碳鋼發生CUI最(zui)嚴重(zhong)，大量(liang)由(you)(you)(you)管(guan)壁、玻璃棉(mian)(mian)保(bao)溫層形成的(de)(de)(de)(de)(de)楔(xie)形空間留(liu)存(cun)有積水(shui)(shui)。玻璃棉(mian)(mian)材(cai)料(liao)(liao)本身具(ju)備的(de)(de)(de)(de)(de)疏水(shui)(shui)性，反而(er)使水(shui)(shui)分氣相(xiang)和液相(xiang)難以自然(ran)遷移，從(cong)而(er)留(liu)存(cun)在易于(yu)存(cun)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)空間中。礦物(wu)棉(mian)(mian)保(bao)溫材(cai)料(liao)(liao)則在管(guan)線(xian)頂部發現了部分腐(fu)蝕，且(qie)其腐(fu)蝕表面(mian)風化嚴重(zhong)，觸感潮濕，礦物(wu)棉(mian)(mian)纖維(wei)自身的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)水(shui)(shui)性能良好(hao)，頂部易于(yu)保(bao)存(cun)積水(shui)(shui)。與之相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)硅酸鈣保(bao)溫材(cai)料(liao)(liao)，大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)CUI腐(fu)蝕集(ji)中在管(guan)道底(di)(di)部，最(zui)終整(zheng)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)水(shui)(shui)量(liang)為保(bao)溫材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)157%，這(zhe)是由(you)(you)(you)于(yu)過高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)水(shui)(shui)性，水(shui)(shui)分由(you)(you)(you)于(yu)重(zhong)力自發聚(ju)集(ji)在管(guan)線(xian)底(di)(di)部引起的(de)(de)(de)(de)(de)。
由上述(shu)分析可知，慎重選用(yong)能(neng)(neng)有(you)效(xiao)阻止(zhi)水分滲入(ru)的保溫材料抵抗CUI能(neng)(neng)力最佳。
3 選(xuan)擇高性能的防護涂(tu)層
高(gao)(gao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)涂(tu)層(ceng)和熱(re)噴鋁涂(tu)層(ceng)已廣泛用(yong)(yong)于(yu)CUI的(de)(de)(de)防護(hu)(hu)中(zhong)。與(yu)通常的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)環(huan)境(jing)不(bu)同，CUI的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)環(huan)境(jing)更加惡(e)(e)劣，在抵(di)(di)抗(kang)CUI中(zhong)使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)防護(hu)(hu)涂(tu)層(ceng)應具(ju)備(bei)的(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)(xing)有(you)(you)：優異(yi)的(de)(de)(de)耐高(gao)(gao)溫降(jiang)解性(xing)(xing)(xing)能(neng)、優秀的(de)(de)(de)抵(di)(di)抗(kang)熱(re)膨(peng)脹(zhang)和收(shou)縮應力(li)(li)性(xing)(xing)(xing)能(neng)；良(liang)好的(de)(de)(de)耐熱(re)性(xing)(xing)(xing)能(neng)、充足的(de)(de)(de)防腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)、優良(liang)的(de)(de)(de)抗(kang)氧化(hua)性(xing)(xing)(xing)和抗(kang)熱(re)循環(huan)性(xing)(xing)(xing)能(neng)；對于(yu)低表(biao)面處理的(de)(de)(de)容忍性(xing)(xing)(xing)高(gao)(gao)，施工快(kuai)捷、高(gao)(gao)效且與(yu)基(ji)體結合性(xing)(xing)(xing)能(neng)良(liang)好；能(neng)夠提(ti)供可靠的(de)(de)(de)屏障用(yong)(yong)以抵(di)(di)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)污染物或者水(shui)(shui)汽的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)。以上性(xing)(xing)(xing)能(neng)同時具(ju)備(bei)的(de)(de)(de)防腐(fu)涂(tu)料(liao)很少，若使用(yong)(yong)不(bu)合適的(de)(de)(de)涂(tu)層(ceng)，則會在保(bao)溫層(ceng)下這類惡(e)(e)劣腐(fu)蝕(shi)環(huan)境(jing)中(zhong)長(chang)時間后發生涂(tu)層(ceng)降(jiang)解，導致抵(di)(di)抗(kang)水(shui)(shui)分(fen)滲透能(neng)力(li)(li)降(jiang)低，進(jin)而引發CUI。因此，選擇高(gao)(gao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)防護(hu)(hu)涂(tu)層(ceng)是預防CUI的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)環(huan)節。
有機(ji)涂層防護
有機涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)的(de)(de)(de)防(fang)護(hu)機理(li)是將涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)作為阻擋侵(qin)蝕性離(li)(li)子擴散(san)的(de)(de)(de)阻擋層(ceng)，涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)防(fang)腐性能(neng)的(de)(de)(de)關(guan)鍵是涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)與(yu)金(jin)屬基(ji)體(ti)間的(de)(de)(de)粘結(jie)強度(du)和涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)對侵(qin)蝕性離(li)(li)子溶(rong)液的(de)(de)(de)抗滲透能(neng)力。然而，在涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)施工安裝過(guo)程中，不可(ke)避免地產生破損和劃傷，有機涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)自身的(de)(de)(de)滲透性也是難以隔絕CUI的(de)(de)(de)因素。
環(huan)(huan)(huan)氧(yang)(yang)涂(tu)層(ceng)是有(you)(you)機涂(tu)層(ceng)中一種重要(yao)(yao)的(de)(de)類型，環(huan)(huan)(huan)氧(yang)(yang)樹(shu)脂是其中主要(yao)(yao)的(de)(de)成(cheng)膜物，具有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)延展性(xing)，固化(hua)速度(du)快且(qie)粘(zhan)附(fu)性(xing)能高(gao)。環(huan)(huan)(huan)氧(yang)(yang)樹(shu)脂不僅(jin)耐化(hua)學(xue)(xue)(xue)腐蝕(shi)性(xing)優(you)良，耐磨性(xing)能良好(hao)也(ye)是其應(ying)用廣泛的(de)(de)重要(yao)(yao)原因。其缺點也(ye)很(hen)明顯，在溫度(du)波動嚴重時，環(huan)(huan)(huan)氧(yang)(yang)樹(shu)脂容易出(chu)現脆性(xing)轉(zhuan)變(bian)，在應(ying)力作用下形成(cheng)細小(xiao)裂(lie)紋。其有(you)(you)機的(de)(de)化(hua)學(xue)(xue)(xue)成(cheng)分使(shi)環(huan)(huan)(huan)氧(yang)(yang)涂(tu)層(ceng)只適用＜120 ℃的(de)(de)環(huan)(huan)(huan)境(jing)中，過(guo)高(gao)的(de)(de)溫度(du)將(jiang)使(shi)涂(tu)料內(nei)部的(de)(de)聚合物碳化(hua)，化(hua)學(xue)(xue)(xue)鍵斷裂(lie)，進而導(dao)致涂(tu)層(ceng)失效。即(ji)使(shi)嚴格把控(kong)涂(tu)層(ceng)施工質量(liang)，加強常規檢查及(ji)維護，環(huan)(huan)(huan)氧(yang)(yang)涂(tu)層(ceng)在保溫層(ceng)下也(ye)只能使(shi)用9~13a。
與之相似(si)的(de)另外一種有機涂(tu)(tu)(tu)層是酚醛環(huan)氧(yang)(yang)，其維修性(xing)(xing)能(neng)良好，防腐蝕性(xing)(xing)能(neng)優(you)(you)異，耐(nai)酸性(xing)(xing)、耐(nai)水(shui)性(xing)(xing)和抗(kang)(kang)滲透性(xing)(xing)均(jun)表(biao)現優(you)(you)良，常用于＜230 ℃的(de)工況。相比其他環(huan)氧(yang)(yang)涂(tu)(tu)(tu)層，酚醛型環(huan)氧(yang)(yang)涂(tu)(tu)(tu)料對(dui)噴涂(tu)(tu)(tu)厚度、噴涂(tu)(tu)(tu)工藝等要求更為嚴苛，對(dui)熱(re)(re)循環(huan)和熱(re)(re)沖擊下的(de)抵抗(kang)(kang)力較差(cha)。
熱噴鋁涂(tu)層
熱(re)噴(pen)鋁(lv)是制備金屬涂層的(de)(de)一種(zhong)優良(liang)的(de)(de)工藝方法(fa)，是金屬表面防護(hu)的(de)(de)新技術之(zhi)一，其(qi)可靠性已(yi)經被大量工程(cheng)項目(mu)證(zheng)實，在惡劣環境下(xia)均可對(dui)基(ji)體表面形(xing)成(cheng)良(liang)好保護(hu)。大量實驗結果表明，經過熱(re)噴(pen)鋁(lv)涂層處理后的(de)(de)材料，其(qi)防護(hu)壽命可達20~30a。然而，單位造價昂(ang)貴是制約(yue)熱(re)噴(pen)鋁(lv)廣泛使用的(de)(de)因素。
在海洋石(shi)油中，相對于傳(chuan)統有機(ji)涂層，熱噴鋁涂層的主(zhu)要優點有：
① 壽命更(geng)長，維護和檢查要求最低；
② 抗機械損傷；
③ 比有(you)機涂層(ceng)具有(you)更(geng)大的耐(nai)溫范(fan)圍（-100~500℃）；
④ 為浸泡(pao)環境中的鋼材提供陰極保(bao)護(hu)。
熱噴鋁涂層相比傳統有機涂層的主要缺點有：
① 應用成本更高；
② 現(xian)場施工的難度大(da)；
③ 運營和維護修復的費用(yong)較高。
總結(jie)以上，如果綜合考慮到海洋(yang)平臺的全壽命(ming)周(zhou)期成本，熱噴鋁涂層作為一種防腐保護(hu)涂層，在CUI的防護(hu)應(ying)用(yong)中比使用(yong)有(you)(you)機涂層更加有(you)(you)效，其可靠性使海洋(yang)平臺的保溫層維(wei)護(hu)和檢(jian)修(xiu)費(fei)用(yong)極大降低，具(ju)有(you)(you)很高的應(ying)用(yong)前景。
結 語
CUI具有隱蔽性，常規的(de)(de)檢測手(shou)段難(nan)以在(zai)(zai)第一時間發(fa)現CUI，往往引發(fa)嚴(yan)重的(de)(de)腐蝕(shi)失效后(hou)才被察覺，從而造成(cheng)巨大的(de)(de)財(cai)產損失。在(zai)(zai)海(hai)(hai)洋平臺工程中，CUI受到越來越多重視，如何(he)減輕甚至避免CUI，是(shi)未(wei)來海(hai)(hai)洋油氣發(fa)展(zhan)的(de)(de)重要(yao)方向(xiang)。
未(wei)來(lai)主要研究方向(xiang)有：
（1）研究更加優良的防(fang)腐涂料(liao)，能長(chang)效(xiao)抵抗嚴苛的CUI環境。無溶劑、高固含(han)量(liang)的防(fang)腐涂料(liao)是未(wei)來研究方(fang)向之一；
（2）研究(jiu)憎水性、耐老(lao)化性保(bao)溫材料，集保(bao)溫和防腐于一體(ti)性的(de)復合保(bao)溫材料是未來研究(jiu)方(fang)向(xiang)之一；
（3）研究更有效可靠的便捷檢測，監測技(ji)術(shu)，第一(yi)(yi)時間(jian)發(fa)現(xian)腐蝕線索，提(ti)前消除腐蝕因子是CUI預防的研究方向之一(yi)(yi)；
（4）研究(jiu)更加高效(xiao)的(de)金屬鍍層，如熱噴(pen)鋁等，降低整(zheng)體綜合成本，是能夠長效(xiao)解決CUI的(de)防護方(fang)法之一。
隨著后(hou)續(xu)海洋油氣田逐步往深(shen)海方(fang)向(xiang)開發(fa)，平臺整體的免維護性要求不(bu)斷提高，CUI的防(fang)護，基于以上或更多研究方(fang)向(xiang)，都有待更多學(xue)者和(he)工程(cheng)師不(bu)斷的深(shen)入研究。