前言：
海上石油能源的開發對于人類未來持續發展具有重要意義，同時針對海洋所特有的水文環境和嚴酷的腐蝕條件，以及海洋平臺高昂的建造和維護成本，我們有理由重視海洋平臺的防腐蝕工作，持續開發具有優異的施工性和防腐能力的產品，從而為安全合理的開發海洋資源提供必要幫助。
一、海洋平臺的腐蝕環境介紹
海水含有自然界中最豐富而且具腐蝕性的電解質。海洋中的金屬設施，尤其是固定式鋼質結構，大多均遭受海水或海洋大氣的腐蝕。其腐蝕和防護問題更為突出。采油平臺結構是海洋環境中固定式的金屬設施之一，總結它的防腐特點，才能有針對性的提供合理配套體系，為開發這一領域提供一些幫助。
目前海上平臺主要分為移動式和固定式兩大類，移動式平臺又分為坐底式平臺、自升式平臺、半潛式平臺、牽索塔式平臺等等，固定式平臺分為導管架式平臺、混凝土重力式平臺、深水順應塔式平臺等等。
以固定式平臺為例，處在不同的海洋環境條件下，腐蝕行為和特點有比較大的差異。因此，必須對采油平臺結構在海洋環境中腐蝕區域界定，才能提出有效保護措施，以解決結構的腐蝕問題，使得結構和設備能安全生產和運行，延長其使用壽命，提高經濟效益。
海洋環境的特殊條件對鉆井設備的影響很大，海上平臺除了必須達到陸上設備的要求外，還有具備適合海上油氣開發特點(能經受風、浪、潮、流、冰、涌等海洋環境因素的沖擊)，以克服在海上作業所產生的困擾。
1、海洋環境下鋼結構和腐蝕情況
海洋環境條件可分為海洋大氣、浪花飛濺、潮差帶、海水全浸和海底土壤五部分。鋼結構在海洋環境中每一部位的腐蝕行為和特點各不相同。根據環境條件，腐蝕特點和平均腐蝕率不同，鋼結構在海洋環境中可分為五大腐蝕區：海洋大氣區、飛濺區、潮差區、全浸區和海泥區。對于連續暴露在海洋環境中各個部位的鋼結構，其腐蝕程度如圖1所示，有很大不同。
海上鋼結構腐蝕示意圖
從圖中可以明顯的看出，鋼樁在海洋環境中腐蝕最嚴重的部位是在平均高潮以上的飛濺區。在這個部位，鋼材表面被海水浸潤，海水與空氣又不斷接觸，含氧量最高，含鹽量充分，而且在這個部位，海水的沖擊強度最大，保護層被不斷破壞，使該部位的腐蝕最為嚴重。不同海水飛濺區的腐蝕主要區別于風浪和溫度，飛濺區金屬表面的溫度更接近于大氣溫度，風浪更大的熱帶海域鋼結構在飛濺區的腐蝕最為嚴重。潮差區以下的腐蝕通常也比較嚴重，這主要是由于氧濃差電池的作用。潮差區由于供氧充分，形成陰極，受到一定程度的保護，腐蝕減輕，平均低潮位以下位置全浸區因供氧相對較少而成為陽極，使腐蝕加速。一般而言，海水土壤區(海泥區)的腐蝕環境相對較弱，但是由于海泥主要有海底沉積物構成，含鹽量高，電阻率低，度金屬的腐蝕也比陸地的土壤要嚴重，而且在近海或港灣中從陸地排入的污染物，以及局部地區厭氧性微生物的腐蝕性代謝產物等因素，海水土壤也存在腐蝕性較高的可能。
1、海上平臺結構環境分析及腐蝕區域界定
平臺的涂裝設計必須依靠大量準確的數據，如平臺所處的海域，水文環境，氣候條件等等，總結得到平均最高潮線、平均高潮線、平均海水面、平均低潮線、平均最低潮線等。以下是一些平臺構造在特定海域的腐蝕區域界定圖。
平臺構造在特定海域的腐蝕區域界定圖
二、海上平臺防腐涂層設計及中遠關西常用推薦配套
1、環境條件與腐蝕類型
選定涂層時，大氣環境腐蝕類型可按照ISO12944—2進行區分，該標準是國際ISO組織制定的環境及防腐標準，在國際上有比較廣泛的認可度。
腐蝕類型 單位面積上質量的損失 溫性氣候下的典型環境（僅作參考） 低碳鋼 鋅 外部 內部 質量損失 /（g/m2） 厚度損失/μm 質量損失 /（g/m2） 厚度損失/μm C1 很低 ≤10 ≤1.3 ≤0.7 ≤0.1 有供熱裝置的建筑物內部，空氣潔凈。如商場、學校、賓館等 C2 低 10~200 1.3~25 0.7~5 0.1~0.7 大氣污染程度較低，一般是鄉村地帶 無供熱裝置的建筑物內部，可能產生結露。如庫房、體育館等 C3 中 200~400 25~50 5~15 0.7~2.1 城市和工業大氣環境，中等二氧化硫污染，低鹽度沿海地區 高濕度和有污染空氣的生產場所，如食品加工廠、洗衣場、酒廠、奶品廠等 C4 高 400~650 50~80 15~30 2.1~4.2 高鹽度的工業區和沿海地區 化工廠、游泳池、造船廠和沿海航行的船舶等 C5-I 很高 (工業) 650~1500 80~200 30~60 4.2~8.4 高鹽度和惡劣大氣環境的工業區域 長期處于高濕度高污染環境的建筑物或其他地方 C5-M 很高 (海洋) 650~1500 80~200 30~60 4.2~8.4 高鹽度環境的沿海設施和海上平臺 長期處于高濕度高污染環境的建筑物或其他地方
在海洋環境下，影響鋼鐵腐蝕速率的因素是多方面的。
由于海洋大氣具有空氣濕度大，含鹽多，紫外線照射強烈的特點，且在海面部位有海冰磨損撞擊，海生物附著等特殊性，所以海洋大氣對金屬結構的腐蝕比內陸大氣或城市大氣，要嚴重的多。而且由于海洋平臺的使用周期長，維護成本高，這就要求對于海洋平臺的防腐保護必須是高規格高性能的，所采用的重防腐涂料業必須具有針對海洋環境的良好防腐性。
2、以遼河油田平臺
以中遠關西為遼河石油船舶制造基地設計的CP-300鉆井平臺防腐方案為例。CP-300平臺是自升式的鉆井平臺，用于深度不大于300英尺（90m）的水中作業及靠自身船體運輸的區域，樁腿完全升起高度為411英尺（125.3m）。
該平臺的海洋環境如下：
•氣溫
累年平均氣溫在8.4～9.7℃之間，其中平均最高氣溫出現在7月份，為24.8℃；平均最低氣溫出現1月份，為-9.4℃。累年極端最高氣溫為35.3℃，出現于7～8月份，極端最低氣溫為-29.3℃，出現于1～2月份。
•水溫
各月平均水溫2月最低，8月最高，年較差近30°C。4～5月升溫較快，10～12月降溫較快，降溫速率大于升溫速率。年平均水溫11～13°C。累年平均水溫為11.5°C。
•降水
累年平均降水量為667.4mm，最多年降水量為889.9mm，最少年降水量為387.2mm。降水量季節變化明顯。夏季（6、7、8月）最多，占全年的60％；冬季（11、12月翌年1、2月）最少，僅占全年的7％。
•日照：累年平均日照數2917.2h，累年平均日照百分率為66％。日照時數的年內分布以4、5、6月份為多，尤以5月份最多，可達298.1h。秋季9、10月份次之。日照百分率的年內分布以1月、9月份（71％）最多，2月、10兩月份（70％）次之。
•霧
累年平均霧日數為10.3d，年最多為21d，年最少為4d。
冰況油田所處的遼東灣位于渤海北半部，遼東灣北部底平、坡小、水淺、熱容量小，受大陸影響最為顯著，成為渤海冰情最為嚴重的海區。一般年份，11月中旬出現初冰，第二年1月上旬進入盛冰期，歷時40天～60天，2月下旬開始消融，3月下旬終冰，冰期一般為4個月左右。常年情況下，遼東灣結冰范圍在120km～160km之間，冰厚為20cm～30cm，并以灰冰、灰白冰和白冰為主。
每年11月－翌年5月該海域水溫較低，無生物附著，只在6-10月份水溫升高期間有生物附著，這在一定程度上使得本海域的生物附著與其他較溫暖的海域相比較不嚴重。
涂裝部位 涂料種類 產品名稱 膜厚 μ/道 主甲板、直升機甲板、樁腿水上部位等 無機富鋅漆 SD ZINC 1500N 65 環氧中間漆 EPOMARINE EX 500 100 聚氨酯面漆 RETAN 6000 50 聚氨酯面漆 RETAN 6000 50 空艙、工作艙等 環氧漆 EPOMARINE EX 500 100 環氧漆 EPOMARINE EX 500 100 環氧漆 EPOMARINE EX 500 100 淡水艙 環氧水艙漆 EPOMARINE FW-100 100 環氧水艙漆 EPOMARINE FW-100 100 環氧水艙漆 EPOMARINE FW-100 100 耐熱部位、管線等 耐熱底漆 THERMO 600 PRIMER 25 耐熱面漆 THERMO 600 SILVER 25 樁腿部位（飛濺區、潮差區） 環氧玻璃鱗片 KANPE GLASS EP 500 環氧玻璃鱗片 KANPE GLASS EP 500
上述配套是結合海洋環境的高鹽、高濕、紫外線強度大等特點所設計的基本型配套，如選擇環氧類產品作為主要防腐底漆，是考慮到環氧涂料優異的施工性、防腐性以及廣泛的耐化學品性能，。選擇聚氨酯類面漆則是為了抵御海平面強烈的紫外線，賦予配套良好的耐候性和耐粉化性，從而保護涂裝配套整體性能的長期穩定。考慮到該地區的海生物附著情況，樁腿外部可不進行高規格的防污處理。該地區屬冬季結冰區，樁腿飛濺區、潮差區的耐海冰磕碰摩擦性能要求較高，因此推薦玻璃鱗片涂料，依靠玻璃鱗片的高強度抵御海冰撞擊，同時玻璃鱗片作為片狀填料密閉搭接，提高漆膜的致密性，對該部位的防腐性能有很大貢獻。
海洋平臺屬于重防腐涂裝，在選擇高性能涂料的基礎上，嚴格的施工管理是必不可少的，對于新造階段的高投入，是保證平臺在未來的使用中，降低腐蝕風險，控制維修成本的必要手段。
第一，是保證良好的底材處理，保證必要的粗糙度和清潔度。從理論上講，涂膜與基材之間可以通過機械結合、物理吸附、涂膜與基體之間形成氫鍵和化學鍵、互相擴散等作用而相互粘結在一起。粗糙的表面能夠成倍的增加接觸面積和取得鑲嵌效果，提高附著強度，同時底材表面的處理過程還可以潔凈底材表面，活化金屬表面的狀態，這些都會增強涂層與底材的附著。
第二、保證涂裝期間的環境和氣候條件符合要求，涂料，尤其是高性能涂料一般會有比較嚴格的施工條件限制，如雙組份涂料的混合比例，熟化時間、活化期，以及固化期間的環境溫度、濕度等要求。如無機富鋅漆，由于其固化反應需要有水參與，因此漆膜固化時，環境濕度過低會延長干燥速率，甚至影響防腐性能。而現在被廣泛推廣使用的高固體或無溶劑型環氧類產品，其混合使用期相對較短，要注意超出活化期的產品不能應用在平臺鋼結構上作為防腐保護。
第三、功能性涂料的施工。如中遠關西提供的，用于高溫部位的耐熱有機硅漆，其特性要求加熱至200攝氏度干燥30分鐘以上，達到完全固化，具有常規物理性能。在施工期間，一般不具備加熱條件，因此漆膜一般達不到較高的強度，在施工中需妥善保護，避免機械損傷。
三、海洋平臺現狀分析和相關產品開發
由于海洋大氣的特點是大氣中含有大量的鹽，主要是NACL顆粒沉降在金屬表面由于它具有吸濕性及增大表面液膜的導電作用，同時CL-離子本身又具有很強的侵蝕性，加重了金屬表面的腐蝕。離海岸越近，造成的腐蝕就越嚴重，其腐蝕速率比內陸的大氣環境要高出許多倍，這是海上涂裝領域的特點。
在海洋環境下，由于腐蝕條件嚴苛，對防腐涂料的要求相對較高，我們主要推薦使用環氧樹脂系列涂料。環氧涂料是被當今世界廣泛承認和應用的綜合性能優異的防腐涂料，同時具有良好的施工性。在此基礎上發展的一系列功能型涂料，如防滑涂料、淡水艙涂料、耐化學品涂料及厚涂型無溶劑涂料等等，不斷使產品系列化。同時其他品種如耐熱涂料、各種耐侯性涂料以及耐磨損涂料(玻璃鱗片等)相繼發展完善，關西向海上平臺涂裝領域發展已經具有相當的產品基礎。但是平臺涂裝仍有其特殊性，針對海上勘探、鉆采作業及原油的復雜成分，要順利進入平臺涂裝領域，也需要拿出自己的特色產品，滿足涂料體系里的空白。
平臺涂裝最主要和困難的部位是潮差區和飛濺區，目前這些部位的防腐技術已經發展到一定階段，不但依靠高性能涂料，如無溶劑厚漿型涂料、彈性涂料、聚酯玻璃鱗片涂料、濕固化涂料等等，適用于目前平臺防腐的特殊要求，同時還在開發并運用如防腐套包覆等技術，在美國、日本等海洋平臺工程占比較大的發達國家有所應用，該技術依靠高強度多層織物外覆以特殊聚酯層，內襯防腐觸變類材料等幾部分構成，達到良好的水密甚至氣密要求，從而實現長效防腐。
結論：
海洋鋼結構平臺的防腐涂裝，需要進行周密的設計和嚴格的施工管理，由于平臺防護周期長，業主對其性能可靠性的期望值相對較高，則審慎的配套制定和恰當的產品選擇顯得尤為重要，但是隨著涂料行業的不斷發展，新型、高性能的產品會不斷產生，因此我們在海洋平臺防腐設計和涂裝施工上既要注重風險防腐，考慮涂裝業績，又要結合不同平臺項目的不同腐蝕特點，收集涂料和涂裝技術等各方面學科不斷改進創新的先進手段，為我國海洋開發提供更有效的技術保障。