海洋防腐蝕是海洋工程的關(guān)鍵技術(shù)之一，金屬在海洋中腐蝕導(dǎo)致的應(yīng)力腐蝕斷裂（SCC）、氫脆（HE）、腐蝕疲勞（CF）、晶間腐蝕（IC）等會(huì)使海工鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生突然斷裂，導(dǎo)致海洋環(huán)境生態(tài)災(zāi)難，造成巨大損失。此外，海工產(chǎn)品防腐涂層的提前失效和涂層維修帶來(lái)的停工損失也相當(dāng)大。因此，必須采取合適的防腐蝕技術(shù)予以解決。

    近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)海洋腐蝕與防護(hù)日趨重視，雖然各種耐海水腐蝕材料不斷推出，各種防腐蝕施工技術(shù)也大有發(fā)展，但仍遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需求。我國(guó)對(duì)海洋工程結(jié)構(gòu)設(shè)施的防腐蝕研究與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家有明顯的差距，一些關(guān)鍵技術(shù)尚未解決，沒(méi)有形成具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，而且缺少相應(yīng)的防腐規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，這些都嚴(yán)重影響了海洋工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、建造和安全運(yùn)行。因此，針對(duì)我國(guó)重點(diǎn)海域和重大海洋工程所面臨的共性和關(guān)鍵防腐蝕問(wèn)題，開(kāi)展海洋工程結(jié)構(gòu)設(shè)施的長(zhǎng)效防腐蝕關(guān)鍵技術(shù)研究，不但可以防止腐蝕發(fā)生，避免或減少后期服役的維修、維護(hù)費(fèi)用和因維修造成的經(jīng)濟(jì)損失，減少重大惡性事故的發(fā)生，而且能夠使海工設(shè)施的安全性大大提高，具有重大意義。

    1.海洋防腐涂料的要求

    海洋防腐涂料是指在海洋環(huán)境中使用的防腐蝕涂料。由于海洋環(huán)境非常嚴(yán)酷且具有強(qiáng)腐蝕性，因此，海洋防腐蝕是我國(guó)海洋工程發(fā)展中急需認(rèn)真研究的課題。

    按防腐對(duì)象材質(zhì)和腐蝕機(jī)理，海洋防腐涂料可分為海洋鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料和非鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料。海洋鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料主要指運(yùn)輸船舶、集裝箱、海上橋梁、港口機(jī)械、輸油管線、海上采油平臺(tái)等大型設(shè)施的防腐涂料，非鋼結(jié)構(gòu)海洋防腐涂料主要指海洋混凝土構(gòu)造物防腐涂料。海洋防腐涂料主要有無(wú)機(jī)富鋅、有機(jī)富鋅、有機(jī)硅、環(huán)氧、丙烯酸、聚氨酯、氟碳、聚硅氧烷類涂料，可根據(jù)不同海洋環(huán)境腐蝕特點(diǎn)和防腐年限選用不同的涂料和涂層體系。

    海洋防腐涂料一般要求具有如下性能：①具有良好的物理性能。對(duì)腐蝕介質(zhì)抗?jié)B性好，對(duì)鋼材表面附著力好；②具有良好的力學(xué)性能。耐海水沖刷、耐海冰碰撞、耐船舶停靠的磨損；③具有優(yōu)異的化學(xué)性能。耐海水、耐鹽霧、耐油、耐化學(xué)品、耐紫外線等的侵蝕；④與電化學(xué)保護(hù)系統(tǒng)相容性好。飛濺區(qū)和全浸區(qū)涂料要具有耐陰極剝離性；⑤具有良好施工性能。可在各種環(huán)境條件下對(duì)不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行高質(zhì)量涂裝施工；⑥符合健康、環(huán)保、安全的要求。要求涂料固含量高，揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）含量符合國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求；⑦其他特殊要求。如：淡水艙涂料要求無(wú)毒性并符合國(guó)家衛(wèi)生認(rèn)證要求；用于不銹鋼表面的涂層中可濾去氯含量不能超過(guò)200mg/kg，涂層中不含鋅；船舶壓載艙涂料要符合國(guó)際海事局（IMO）《船舶壓載艙保護(hù)涂層性能標(biāo)準(zhǔn)》的要求；船舶水線以下部位涂料要求防止海生物附著等。

    常用的海洋重防腐涂料主要相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有：①ISO12944防護(hù)涂料體系對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)；②NORSOKM501表面處理和保護(hù)涂料；③ISO20340近海及相關(guān)結(jié)構(gòu)防護(hù)涂層體系的性能要求；④NACESPO108防護(hù)涂層對(duì)近海結(jié)構(gòu)的腐蝕控制；⑤IMO船舶壓載艙保護(hù)涂層性能標(biāo)準(zhǔn)（PSPC）。

    海洋防腐涂料及其涂層配套通常要滿足ISO12944、NORSOKM501、NACESPO108和ISO20340相關(guān)防腐標(biāo)準(zhǔn)的要求。一般都要預(yù)先通過(guò)嚴(yán)格的腐蝕試驗(yàn)和認(rèn)證，試驗(yàn)項(xiàng)目主要有：①耐鹽霧（鹽水）試驗(yàn)4000h;②耐陰極剝離試驗(yàn)；③耐濕熱試驗(yàn)4000h;④循環(huán)腐蝕試驗(yàn)4200h[1-4]。

    2.海洋防腐涂料研發(fā)重點(diǎn)

    海洋防腐涂料的研發(fā)具有科技含量高、研制周期長(zhǎng)、投資大、技術(shù)難度高且風(fēng)險(xiǎn)大，國(guó)外海洋防腐涂料研發(fā)主要集中在實(shí)力雄厚的大公司或靠政府支持的部門。例如英國(guó)的IP、美國(guó)的PPG、丹麥的Hemple、挪威的Jotun及日本的關(guān)西涂料等幾家大公司均有上百年的相關(guān)涂料開(kāi)發(fā)歷史，在涂料生產(chǎn)供應(yīng)、質(zhì)量監(jiān)督、涂裝規(guī)范及涂裝現(xiàn)場(chǎng)管理等方面形成了一整套十分嚴(yán)格和嚴(yán)密的體系，目前這些公司的產(chǎn)品占據(jù)了我國(guó)海洋防腐涂料的主要市場(chǎng)[5]。

    我國(guó)海洋防腐涂料的生產(chǎn)主要集中在青島、上海、大連、天津、常州、廣州及廈門等幾家涂料企業(yè)，研究工作主要集中在中科院海洋研究所、中科院金屬腐蝕研究所、海洋化工研究院、中海油常州涂料研究院、中船725所等研究機(jī)構(gòu)。近年來(lái)，雖然建立了“中國(guó)船舶工業(yè)船舶涂料廈門檢測(cè)站”、“海洋涂料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督中心”等質(zhì)量管理監(jiān)督機(jī)構(gòu)，但整體技術(shù)水平仍落后于先進(jìn)國(guó)家。

    目前，國(guó)外海洋重防腐涂料的研發(fā)主要側(cè)重以下幾個(gè)方面。

    2.1長(zhǎng)壽命

    由于越來(lái)越多的超大型鋼結(jié)構(gòu)及所處海域特點(diǎn)不具備直接重涂或返岸施工的條件，因此要求開(kāi)發(fā)具有超長(zhǎng)使用壽命的海洋防腐涂料，最理想的是涂層使用壽命包括現(xiàn)場(chǎng)直接涂裝維修后的延續(xù)使用壽命等同于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備的使用壽命，即涂層與設(shè)備同壽命設(shè)計(jì)，使用中只需進(jìn)行少量維修，免重涂。比利時(shí)的涂膜鍍鋅屬于有機(jī)類高富鋅涂料，干膜中的金屬鋅含量達(dá)96%，在挪威奧斯陸的沿海海洋大氣環(huán)境中，涂覆在鋼橋上120μm膜厚的單一鋅加涂層15a后實(shí)測(cè)每年的涂層平均損耗僅為1μm[6]。

    無(wú)機(jī)富鋅涂料應(yīng)用最為典型的成功案例是澳大利亞Morganwyalla長(zhǎng)達(dá)250km的油管工程，其防腐采用了單層水性無(wú)機(jī)富鋅涂層，涂層歷經(jīng)50余年仍保持著良好狀態(tài)，無(wú)腐蝕發(fā)生。美國(guó)埃克森（EXXON）公司在硫球島建的煉油廠采用單層硅酸鋅防腐涂層，歷經(jīng)15a后僅需小部分涂層修補(bǔ)，補(bǔ)后又經(jīng)4a完好無(wú)銹。

    作為面漆，目前開(kāi)發(fā)的氟碳涂料和聚硅氧烷涂料耐侯性已可達(dá)到15a以上，如日本旭硝子公司生產(chǎn)的三氟氯乙烯FEVE氟碳漆、大金公司生產(chǎn)的四氟乙烯FEVE氟碳漆、國(guó)際油漆公司生產(chǎn)的丙烯酸聚硅氧烷涂料interfine979及美國(guó)亞美隆公司生產(chǎn)的環(huán)氧聚硅氧烷涂料PSX700等等。

    2.2低表面處理

    由于涂裝前處理費(fèi)用會(huì)占到總涂裝成本的60%，因此低表面處理涂料已成為防腐涂料的重要研究方向之一。

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責(zé)任編輯：王元

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