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海洋平臺(tái)根據(jù)用途分為兩類:勘探鉆井船和石油生產(chǎn)平臺(tái)。前者主要是移動(dòng)的，后者主要是固定的。但這兩種類型的腐蝕環(huán)境基本相同。如果導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)平臺(tái)為固定平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)從上到下可分為5個(gè)部分：吊桿、橋面及橋面構(gòu)件、橋面腿、導(dǎo)管架和鋼樁。
1、甲板腿以上的構(gòu)件主要是在海洋大氣中工作，長期遭受風(fēng)吹、雨淋、日曬、海水煙霧的作用。構(gòu)建直接在海洋大氣中的腐蝕要比濱海陸地海洋大氣腐蝕強(qiáng)烈得多。尤其是甲板下部，由于長期處于潮濕狀態(tài)，氧氣供應(yīng)充分，是該地區(qū)腐蝕最嚴(yán)重的部位。
2、甲板腿下部和導(dǎo)管架上部在海水飛濺區(qū)和海水干濕交替的潮差區(qū)工作。而在高潮線以上的飛濺區(qū)，由于結(jié)構(gòu)表面長期遭受飛濺海水的不斷沖擊，表面始終被海水周期性潤濕，氧氣供應(yīng)充分，鹽分不斷濃縮,缺少完全可靠的保護(hù)方法，有時(shí)還受狂風(fēng)巨浪和浮冰的沖擊，因此，該部位是平臺(tái)遭受腐蝕最嚴(yán)重的部位。由于各海區(qū)的海況不同，飛濺區(qū)的范圍和腐蝕的嚴(yán)重程度也各不相同。如墨西哥灣腐蝕最嚴(yán)重區(qū)約在高潮線以上2m ；阿拉斯加灣可達(dá)高潮線以上9m;我國南海的北海港腐蝕最嚴(yán)重區(qū)在高潮線以上1.5m處。
3、導(dǎo)管架中下部常年浸泡在海水里。海水中影響腐蝕的因素主要是海水溫度、含氧量、含鹽量、pH值、電阻率、流動(dòng)速度。隨著地理位置、季節(jié)、深度等不同，有些因素會(huì)發(fā)生很大變化。由于各個(gè)海區(qū)環(huán)境因素的差異，鋼結(jié)構(gòu)腐蝕行為和保護(hù)參數(shù)也有很大差異。因此從某一海區(qū)所得到的腐蝕實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和平臺(tái)防蝕經(jīng)驗(yàn)，不能盲目地搬用到另一海區(qū)平臺(tái)上。
4、鋼樁結(jié)構(gòu)埋設(shè)于海泥中。在海泥區(qū)，由于缺氧，腐蝕速度通常是很低的；但在海底沉積物層，由于硫酸鹽還原菌的作用而產(chǎn)生的硫化氫可能引起加速腐蝕。
海洋平臺(tái)腐蝕程度因所使用的鋼種和海況不同而有很大差異。腐蝕最嚴(yán)重的部位在平均高潮線的上方。
海洋平臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之一是廣泛采用大型圓筒構(gòu)件焊接而成的。圓筒相交形成節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)是平臺(tái)上的高應(yīng)力區(qū)，除了應(yīng)力集中外，很可能還同時(shí)存在焊接殘余應(yīng)力、焊接缺陷等促進(jìn)斷裂的因素。另外，焊接節(jié)點(diǎn)形狀復(fù)雜，不易得到保護(hù)，此結(jié)構(gòu)的其他部分更容易產(chǎn)生點(diǎn)蝕和焊接熱影響區(qū)腐蝕。
焊接節(jié)點(diǎn)處的點(diǎn)蝕和熱影響區(qū)腐蝕具有不容忽視的危險(xiǎn)性。當(dāng)節(jié)點(diǎn)處發(fā)生點(diǎn)蝕時(shí)，在已經(jīng)存在的應(yīng)力集中區(qū)域內(nèi)會(huì)發(fā)生更高的應(yīng)力集中，如果應(yīng)力集中程度足夠高，點(diǎn)蝕尖端的應(yīng)力水平超過許可范圍，則會(huì)促進(jìn)使該焊縫開始疲勞斷裂。在海水中，當(dāng)焊縫沒有消除應(yīng)力，有沒有足夠的陰極保護(hù)時(shí)，焊縫熱影響區(qū)優(yōu)先發(fā)生電化學(xué)腐蝕，引起焊縫最大應(yīng)力點(diǎn)處的應(yīng)力集中并產(chǎn)生尖銳的裂紋。平臺(tái)的焊接節(jié)點(diǎn)在腐蝕和疲勞應(yīng)力作用下，會(huì)在比較少的次數(shù)和比較低的應(yīng)力下發(fā)生破壞，這就是腐蝕的疲勞破壞。
經(jīng)驗(yàn)表明，海洋平臺(tái)的嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象大多是在沒有保護(hù)或者保護(hù)失效及不足的情況下發(fā)生的。 |
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