作者 | 陈海东
（湛江南海西部石油勘察设计有限公司,广东湛江 524057）
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。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。
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。
（参考文献略）
文章转自《涂层与防护》2020第8期
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