海洋平臺(tái)艙室內(nèi)裝防腐舾裝材料選用

郭 靜 崔成揚(yáng) 劉寶祎 高 山 張連杰 宋慶章 暢 斌

海洋石油工程股份有限公司

海洋平臺(tái)艙室內(nèi)裝防腐舾裝材料選用

郭 靜 崔成揚(yáng) 劉寶祎 高 山 張連杰 宋慶章 暢 斌

海洋石油工程股份有限公司

海洋平臺(tái)艙室內(nèi)裝不僅需要滿足鋼結(jié)構(gòu)對(duì)防腐方面的需求，因?qū)儆谌藛T活動(dòng)頻繁區(qū)域，還需滿足防火絕熱的要求，綜合考慮使用舒適性和裝飾美觀性。從設(shè)計(jì)背景上分析海洋平臺(tái)的使用環(huán)境以及特點(diǎn)，介紹了常規(guī)選用的防腐保護(hù)層、防火絕緣內(nèi)裝保護(hù)層使用的材料類型、組成成分以及特性等。

海洋平臺(tái)；艙室內(nèi)裝；材料選用

1 引言

海洋平臺(tái)是鉆采石油的海上結(jié)構(gòu)物，作為一個(gè)生產(chǎn)生活綜合性強(qiáng)的鋼結(jié)構(gòu)物，海洋平臺(tái)不僅處于惡劣的海洋環(huán)境中，還時(shí)時(shí)處于烴類火災(zāi)等高危火險(xiǎn)威脅下。因此，海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)物首先要滿足鋼結(jié)構(gòu)防火、防腐蝕的需求，同時(shí)還需要選用適當(dāng)?shù)膬?nèi)裝材料以滿足人員使用舒適性及美觀性的需求。一般采用防腐蝕涂料和防火分隔組合使用的保護(hù)形式。

2 設(shè)計(jì)背景

在各種天然環(huán)境中，海洋是最嚴(yán)重的腐蝕環(huán)境，大氣暴露區(qū)長(zhǎng)年處于含鹽的海洋大氣中，受到陽(yáng)光暴曬，還受到海浪的沖擊，因此要求涂料有優(yōu)秀的防銹性、耐候性、抗沖擊與摩擦性能。同時(shí)由于外觀的需要，還應(yīng)有良好的保色性保光性。房艙內(nèi)的涂料，要求裝飾性能良好，不易燃燒，而一旦燃燒亦不至產(chǎn)生過(guò)量的煙，需獲得船檢部門的許可。

海洋平臺(tái)艙室結(jié)構(gòu)一般為鋼質(zhì)，吸熱量大、傳熱快，外部熱源主要是太陽(yáng)，輻射通過(guò)暴露甲板和圍壁傳入艙室，這是形成艙室熱環(huán)境的主要因素；內(nèi)部最大熱源來(lái)自各類機(jī)艙，艙內(nèi)溫度往往高達(dá)35℃～40℃，其中一部分熱量通過(guò)大氣和海水散失，另一部分則通過(guò)甲板和艙壁傳入居住辦公區(qū)，對(duì)艙室熱環(huán)境影響極大。而在夜間及低溫季節(jié)，外界空氣等又成吸取艙室內(nèi)熱量的負(fù)熱源。

3 材料選用

3.1 防腐保護(hù)層材料選用

3.1.1 涂料組成

涂料一般由不揮發(fā)組分與揮發(fā)組分兩大部分組成。不揮發(fā)組分是涂料的成膜物質(zhì)，也稱涂料的固體組分。而成膜物質(zhì)又分為主要成膜物質(zhì)、次要成膜物質(zhì)與輔助成膜物質(zhì)。揮發(fā)組分只存在于涂料中，而在涂料的成膜過(guò)程中揮發(fā)掉，不再存在于涂膜之中。

3.1.2 平臺(tái)艙室選用材料

平臺(tái)艙室作為人員活動(dòng)頻繁區(qū)域，除防腐性能外還需兼顧美觀性，因此一般選用環(huán)氧富鋅底漆和環(huán)氧云鐵中漆作為防銹漆，配套選用脂肪族聚氨酯面漆作為裝飾面漆。

環(huán)氧富鋅底漆作為防銹漆的底漆，是以環(huán)氧樹脂、鋅粉、硅酸乙酯為主要原料，再加上增稠劑、填料、助劑、溶劑等組成的，漆膜堅(jiān)韌耐磨、耐水、耐油、耐化學(xué)藥品性良好，屬于高性能防腐涂料，對(duì)底材表面處理要求較高。

環(huán)氧云鐵中漆由固性丙烯酸樹脂、脂肪族固化劑、顏料、助劑、溶劑等組成，作為一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的片狀物理防銹涂料，由于片狀疊復(fù)，具有很好的防水防氣滲透作用和耐候性。

聚氨酯面漆以合成樹脂為基料，著色顏料，加上固化劑組成雙組份防腐面漆。作為面漆具有快干特性，色澤亮麗，漆膜堅(jiān)韌、光澤好，耐熱，以及良好的耐化學(xué)品性和耐水、耐油性。

3.2 防火絕熱保護(hù)層材料選用

3.2.1 防火絕熱材料

防火絕熱材料一般是依靠其松軟組織中的氣泡產(chǎn)生隔熱作用，所以密度小以及氣泡小而密的材料，其導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較低。最理想的絕熱材料是密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸濕率低，又具有一定強(qiáng)度、無(wú)腐蝕性、吸聲、耐振、不燃或難燃材料。

3.2.2 平臺(tái)艙室選用材料

通常的平臺(tái)艙室的防火等級(jí)主要分為A-0、A-15、A-30、A60以及H60級(jí)等。A級(jí)分隔的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是由鋼板或其他等效材料以及適當(dāng)?shù)姆罁霞訌?qiáng)材構(gòu)成，通常使用鋼板厚度不小于5mm。A級(jí)分隔的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可直接作為A-0級(jí)分隔。A15/30/60級(jí)分隔是在A級(jí)分隔的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上加設(shè)絕熱材料或內(nèi)裝材料構(gòu)成。

A-0級(jí)防火分隔主要選用巖棉作為保溫絕熱材料。巖棉的原材料是火山巖、玄武巖、輝綠巖等天然巖石，用沖天爐法或電弧爐法將其熔融，然后采取噴吹法或盤式離心法等工藝制成纖維，制成密度100kg/m3～140kg/m3的半硬質(zhì)板，再根據(jù)尺寸的不同要求，做成不同厚度、寬度和長(zhǎng)度的巖棉板，外面包覆玻璃絲布或鋁箔。

A-15級(jí)以上主要選用陶瓷棉（硅酸鋁纖維），主要原料是高嶺土、耐火粘土等天然礦物煅燒，其后的熔融工藝與巖棉類似，最后再采用濕法/干法生產(chǎn)，將硅酸鋁纖維加工成陶棉制品。

需關(guān)注，絕熱材料中含有石棉成分的產(chǎn)品，目前已經(jīng)明令禁止在在建的海洋平臺(tái)各生產(chǎn)項(xiàng)目中使用。

3.3 裝飾層材料選用

復(fù)合巖棉板的構(gòu)造是在兩層厚度0.6/0.7mm的鍍鋅薄鋼板之間，填塞巖棉，巖棉容重根據(jù)項(xiàng)目技術(shù)要求執(zhí)行，通常為100kg/m3～140kg/m3，鋼板外皮貼PVC薄膜（對(duì)于潮濕區(qū)域，可以使用0.6～0.7mm厚度的不銹鋼板替代鍍鋅薄鋼板，以獲得更良好的防腐性能）。一般使用的復(fù)合巖棉圍壁板厚度為30mm；當(dāng)作為獨(dú)立圍壁板（沒(méi)有鋼結(jié)構(gòu)支撐）使用時(shí)，板材厚度增加到50mm，且在板材內(nèi)部可預(yù)設(shè)電纜槽（有特殊承重需求時(shí)，可在板材內(nèi)部埋設(shè)加強(qiáng)材）。復(fù)合巖棉天花板一般有長(zhǎng)條形和方形兩種，長(zhǎng)條形規(guī)格為30x550xL（通常板材固定模數(shù)為50mm，寬度可以為其整數(shù)倍），方形規(guī)格為30x600x60mm。

鍍鋅鐵皮/不銹鋼板保護(hù)系統(tǒng)，通常用在人員活動(dòng)相對(duì)少等對(duì)內(nèi)裝需求較低的區(qū)域。選用材質(zhì)為Q235A，規(guī)格為L(zhǎng)40x40x5mm的角鋼，作為吊掛支撐件；選用規(guī)格為U20x50x2mm的鍍鋅龍骨作為網(wǎng)格；用鋁質(zhì)/不銹鋼拉鉚釘將厚度為1mm的鍍鋅鐵皮或0.75mm不銹鋼板固定至網(wǎng)格上，以形成完整的保護(hù)系統(tǒng)。

4 總結(jié)

不論選用防腐保護(hù)或者防火絕熱內(nèi)裝保護(hù)，使用的材料均應(yīng)為環(huán)境友好型，需滿足IMO、《公約SOLAS》、相關(guān)相關(guān)國(guó)家法規(guī)以及船級(jí)社的規(guī)范規(guī)定要求。在滿足相關(guān)法規(guī)規(guī)范的基礎(chǔ)上，根據(jù)項(xiàng)目技術(shù)要求選用合適的材料，達(dá)到保護(hù)目的。

[1]龐啟財(cái),防腐蝕涂料涂裝和質(zhì)量控制,化學(xué)工業(yè)出版社,2003.

[2]中國(guó)船舶工業(yè)總公司,船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)-舾裝分冊(cè),國(guó)防工業(yè)出版社,2002.