Page 151 - 2025年7月防腐蚀专辑

思成等：环氧涂层在深海环境下的适用性评价

the steel surface，but their impedance and corrosion resistance significantly decreased. Finally，

considering the practical application of anti-corrosion systems in deep-sea environments，his
t
article highlighted the inadequacy of conventional cathodic protection design standards for
deep-sea conditions and suggested that deep-sea cathodic protection should take into account

the actual resistance of the coatings used on steel structures.
Key words：poxy coating；deep-sea；mpedance；athodic protection
e
c
i
随着我国深水能源开采技术的进步，海洋能源 自聚乙烯底材剥落用于不同条件的吸水率测试。涂
开发逐步向深海发展，深水环境下的生产设施安装 料及所制备涂层的基本信息如表 1所示。
和应用不断增加。由于深水条件的设施安装成本
表1 涂料 涂层的基本特性
高、维修难度大，水下设施的安全平稳运行对深水项 Table 1 Basic properties of coatings
目整体而言至关重要。然而，深水环境腐蚀条件
项目 涂料A 涂料B 涂料C 涂料D
刻，水深每增加 100 m，海水压力增加 1 MPa，这将显
著增加海水对涂层的渗透速率，致使涂层的防腐蚀 双酚A 改性 酚醛 酚醛
树脂类型 环氧 环氧 环氧 环氧
效果减弱甚至失效。研究表明，与浅海条件相比，低 树脂 树脂 树脂 树脂
碳钢在深海环境下的腐蚀速率更快，常规的浅海条
固化剂类型 聚胺类 胺类 聚胺类 胺类
件下应用的防腐系统（包含涂层和 阳极）一般不
体积固体含量/% 85 85 68 66
适用于深水条件，且用于深水条件下阴极保护的
质量固体含量/% 90 90 84 85
阳极消耗速率也较快 [1-2] 。
环氧涂料在常规使用条件下具有优异的防腐和 灰分/% 55 51 59 61
力学性能，广泛应用于海洋环境中；其在深水环境下 干膜厚度/μm 450±50 425±25 325±25 350±50
的研究和应用也受到许多关注，包括不同改性方式
1. 2 水 模
的环氧涂料在不同深海模拟工况下的涂层性能变化
采用高压 模拟深海环境是研究防腐涂层在深
及失效行为的研究 [3-5] 。
海环境下性能变化的较为高效和经济的手段 [3-5] 。深
本文针对南海某深水开发项目使用环境
水环境模拟实验参数参照我国南海某深水开发项目
（1 500 m 水深，生产介质温度 64 ℃），选取了 4种水下
的水下生产系统操作工况选取，采用盐度为 3. 5% 的
应用的环氧涂料作为研究对象，通过初始性能表征、
海水作为实验介质，实验开始前调节海水的 pH 至
深海环境模拟实验以及电化学阻抗谱（EIS）、显微图
8. 2，实验海水温度为（64±2） ℃，压力为 15 MPa。将
片等分析手段研究了 4种涂层在深水条件的适用性。
涂层试样 放于塑料材质的试样架后进行深水压
1 实验方 实验。

参考 ISO 21809-3：2016 关于 地和水下管道系
1. 1 样品制备 统用液体环氧补口涂层（Type 18 A 和 Type 18C）的

选取 4 种液体环氧涂料体系作为研究对象（分别 28 d 耐热水浸泡试验要求 ，实验进行至 28 d 时取出
[6]
标注为 A、B、C、D）；采用 Q235 钢板作为金属底材，经 试样进行性能检测。
过 底除油，表面处理前对钢表面加热除去表面湿 1. 3 性能检测
气，保证底材表面干燥直至完成涂装；表面处理等级 按照 ISO 62：2008 进行吸水率测试 ，采用式（1）
[7]
为 Sa3，灰尘度优于 2 级 ，表面盐分含量为 18~
计算不同浸泡条件下的吸水率，采用式（2）计算 28 d
20 mg/m ；采用无气喷涂方式制备样品，所有涂层体 深水压浸泡后的吸水率，采用式（3）计算 28 d 深水压
2
系均采用 2 道喷涂，且均未添加稀释剂；样品制备后 浸泡后的溶出率（m 相对于m 的变化率）。
3 1
在常温存放 30 d 后进入实验。以表面光滑的聚乙烯
m 2 - m 1
吸水率 = × 100% 式（1）
板为底材，采用相同的无气喷涂和固化工艺，将涂层 m 1
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