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雙涂層系統既有面子又有里子 全面保護海上資產

雙涂層系統既有面子又有里子 全面保護海上資產

Hemptop Repel 800面漆與Avantguard 770底漆組成的雙涂層系統,可延長維護周期,降低海上資產擁有者的維護成本。

編譯丨TOM

由于惡劣的海洋環境與偏僻的位置,海上鋼結構長期難以妥善維護,導致資產所有者的維護成本居高不下。在油氣行業中,三層防腐涂層系統通常用于海上鋼結構的維護。然而,這種系統經常會出現涂層過早失效的跡象。主要誘因是水穿透了涂層,應力造成了微裂紋與/或機械損傷。因此,維護變得更為頻繁,大多數資產擁有者都在為積壓的維護工作而束手無措。

涂料制造商Hempel公司最近推出了Hemptop Repel 800,這是市面上第一款體積防水涂料。本文分析了該涂料與活性環氧鋅底漆Avantguard 770組成的雙層涂層的性能。在大量測試中,與標準的海上三涂層系統相比,該防水雙涂層系統的防腐性能有了顯著提高,這表明它有潛力延長海上維護周期,降低海上資產擁有者的維護成本。

防水防腐蝕系統的優點

防水涂料長久以來一直是涂料工業的研究目標。通過主動將水從涂層表面排出,該防水涂層可顯著改善防腐蝕性,從而延長維護周期,降低海上資產擁有者的運營成本。此外,本文分析的防水聚氨酯面漆作為雙涂層系統的一部分,可確保對海上資產的長期保護,無需特殊應用設備即可輕松涂敷。與傳統的三層涂層系統相比,涂敷該涂層系統所需的工時更短,可顯著節省資產擁有者在維護作業期間的時間與費用。

接觸角分析

接觸角分析通常用于評估固體表面的拒水性。高接觸角表示表面濕潤性較低(即水滴不會在表面上擴散太多)。低接觸角表示表面濕潤性較高(即水滴會在表面擴散)。

將標準聚氨酯涂料與防水聚氨酯涂料應用于紙卡上,并進行接觸角分析,以評價涂料的疏水效果。此外,為了評估涂層的體積疏水效果,用240目砂紙對涂層進行了研磨,再進行接觸角分析。后者對于海上資產擁有者來說至關重要,因為它表明,即使涂層表面受損,涂層仍將保持高水平的防水性,油氣行業中使用的鋼結構經常會遇到這種情況。

標準聚氨酯涂層在磨損之前表面接觸角為61.8°,研磨之后表面接觸角為100°。相反,防水聚氨酯的表面接觸角在研磨前為125.4°,研磨后顯著增加至150°以上。這表明,與標準聚氨酯涂層相比,防水聚氨酯具有更疏水的表面以及更好的體積防水性。

鹽霧試驗

為了評價該防水聚氨酯涂層的耐腐蝕性,根據ASTM B117-16標準,對其進行了鹽霧試驗。為了形成對比,還測試了標準聚氨酯涂層。

將標準聚氨酯涂料與防水聚氨酯涂料直接涂于金屬表面,干膜厚度為120微米。結果如下圖所示。768小時后,標準聚氨酯涂層顯示出高度起泡。雖然沒有觀察到剝落或開裂,但涂層上也有微小的銹斑。防水聚氨酯涂層沒有生銹、起泡、剝落或開裂的跡象。在防水聚氨酯涂層上,涂膜區域周圍的蠕變線要小得多。然而,在1440小時后,兩種涂層下都觀察到微小的銹斑,這表明在長時間的暴露后,水分能夠滲透到涂層中。

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然后將該板暴露于鹽霧試驗6000小時,并在1000、3000、5000與6000小時后進行了測量。這項試驗遠遠超出了1440小時的標準鹽霧試驗,這是非常值得的。

經過不同的暴露時間后觀察金屬板,評估起泡、開裂、生銹和/或剝落的程度,未發現可見缺陷。暴露6000小時后,腐蝕線小于1毫米,考慮到暴露時間較長,防腐效果相當突出。附著保持率為68%,最終附著力大于5Mpa,可以接受。

抗老化循環試驗

根據ISO中12944:2018第9部分關于CX腐蝕性的測試方法,進行了抗老化循環試驗。在規定的4200小時后,樣品上沒有發現起泡、開裂、剝落、銹蝕或任何其他可見缺陷。按照上述方法進行了延長測試。在7200小時與10080小時內,樣品上沒有發現起泡、開裂、剝落、銹蝕或任何其他可見缺陷。

起泡試驗箱測試

根據ISO 6270進行起泡試驗箱測試。將防水雙涂層系統暴露于起泡試驗箱測試7200小時,這是正常測試時間的十倍。在此期間,試驗板沒有出現起泡、生銹、剝落或開裂的跡象。與基準相比,試驗板的POT值降低約35%,但仍被認為是可以接受的(高于6 MPa)。

熱循環抗裂性

按照NACE標準第9章TM0404- 2004規定的條件,進行熱循環抗裂性測試,但使用的是L形板而不是C形板。在60攝氏度下將試驗板固化一周,然后每兩小時經受60攝氏度至零下30攝氏度的溫度變化,如此循環持續三周。在測試結束后,利用顯微鏡檢查涂層是否開裂,特別是在通常觀察到過度涂敷的拐角處。兩塊板都沒有出現裂紋或其他缺陷。

由于可能具有過度涂覆的傾向,特別是在拐角處,因此本試驗中涂層系統的干膜厚度為500微米。這比推薦的防水涂層干膜厚度高出2.5倍,而且測試結果表明,即使過度涂敷,該涂層系統仍能發揮出非常好的性能。

柔韌性測試

鋼板的兩面各涂上一層,固化兩周。隨后,將試樣在60攝氏度下繼續進行一周的固化,并使用固定半徑的芯棒彎曲機測量相應的撓曲應變。將鋼板彎曲到極限,該涂層系統并未發現裂紋。

試驗表明,該涂層體系的彎曲應變為7%。與通常彎曲應變為1%至3%的標準聚氨酯涂層相比,這是一個巨大的進步,說明該涂層在受壓下或移動后不太可能開裂。

總結

通過鹽霧試驗、循環抗老化試驗、起泡試驗、熱循環抗裂性測試以及柔韌性測試,對防水雙涂層系統的防腐性能進行了評價。結果表明,防水雙涂層系統在較長時間的暴露下,仍能保持良好的防腐性能,適用于海洋油氣平臺等腐蝕性較強的環境。

此外,本文介紹的涂層系統比常規三涂層系統所需的涂層數更少,這使得涂敷作業更為快捷,一天內即可完成涂敷。

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