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在颇具挑战的环境中保护资产

来源:荣格 发布时间:2017-06-17 851
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尽管目前许多国家面临贸易方面的困难,全球海运贸易依旧在继续增长。航运业是受到打击最大的行业,薄利润迫使船东寻求提高每一次来回的效率,这就鼓励业主和经营者仔细审查其业务的各个方面。近年来使用创新的船体涂层来节省燃料成本一直是重中之重 ,其结果是,业主和运营商现在会更具战略地看待他们用作提高运营效率的工具——涂料。

尽管目前许多国家面临贸易方面的困难,全球海运贸易依旧在继续增长。航运业是受到打击最大的行业,薄利润迫使船东寻求提高每一次来回的效率,这就鼓励业主和经营者仔细审查其业务的各个方面。近年来使用创新的船体涂层来节省燃料成本一直是重中之重 ,其结果是,业主和运营商现在会更具战略地看待他们用作提高运营效率的工具——涂料。

像航运业一样,由于石油价格持续走低,离岸行业的表现也并不乐观。因此,那些钢结构复杂的海上装置运营商,如石油和天然气装置,必须认真考虑选择防护涂料作为管理运行和维护成本的工具,从而提高盈利能力。

开发高度复杂和技术先进的防护涂料,有助于为这些专业市场领域提供所需的效率,但也为涂料供应商们带来更多技术挑战。

水线以上部分

离岸装置结构永久暴露于高盐度和腐蚀性的环境以及极端的温度和物理应力下,这些因素为涂料行业带来了独特的挑战。传统以来,无机富锌涂层(IOZ)如硅酸锌已成为这些环境的首选底漆,因为它们具有更强的抗腐蚀性能,锌环氧树脂涂层是第二选择。然而,虽然IOZ表现出优异的抗腐蚀性能,但它们具有低的机械强度并且需要特定的应用条件。因此,越来越多的离岸结构安装操作人员倾向于选择锌环氧树脂。但是还有一个问题,锌环氧树脂需要更频繁的重新涂覆,这通常意味着这些装置需要更频繁地停工。因此,每个系统都有其局限性。

在锌硅酸锌和锌环氧树脂中,锌作为牺牲元素代替铁被腐蚀,从而使钢完好无损。这个过程被称为原电池效应——只有当锌底漆能够转移电流时才有效。通常,正常的锌涂层厚度约为60-80微米,但传统的锌环氧树脂涂层仅仅是靠里面的20-30微米传递电镀保护。环氧树脂使锌颗粒绝缘,导致它们失去其电性质。即使在高锌负荷下,大约80%的锌都离腐蚀点太远,因此剩余的是没有任何用途的。

◆ 活化锌

作为涂料专家,我们的挑战是激活更多的锌涂层进行原电池反应,而不是增加实际的锌含量本身。这样做可确保整个薄膜中的锌都用以提供防腐蚀保护。解决方案是将两种新物质引入底漆:中空玻璃球体和专用激活剂。这些新方案的组合以及其与粘合剂、颜料、填料和添加剂的最佳混合可确保整个涂层中的锌都被活化。

一般来说,传统的锌涂层是多孔的,因此对水几乎没有对抗性。但是在我们的新涂层上,除了显着提高的电流效应,我们还发现新型活化锌底漆具有较低的透水性。一旦锌被激活,耐水性就会增加,因为它在表面和膜内形成的不溶性盐层起到了阻隔效应。在海洋环境中一个永久浸在水中的装置有这层阻隔是重要的,它可以在装置的使用寿命期间为装置结构提供额外的保护。

同样重要的是要注意水不是海上装置结构的唯一破坏力量。在特别具有侵略性的盐水环境中,氯离子将穿透保护层,引起点腐蚀。我们的涂层通过在中空玻璃球周围形成含氯盐来有效捕获这些氯离子。这显著地延迟了腐蚀过程,因为氯离子被捕获在涂层内从而被阻止到达钢的表面,这就是抑制剂效应。

◆ 先锋防护技术

这些创新在新一代海虹老人涂料技术中被称为“先锋防护”。在我们看来,由于先锋防护技术可以提供三重保护,我们得以重新定义了防腐涂料。它通过增加锌的活化程度而显示出更大的电流活性;它对水和其他腐蚀性物质会产生无机盐屏障;并通过捕获氯离子作为氯化物的清除剂。

离岸结构经常暴露于严重的机械应力和温度波动下,这可能导致锌底漆随钢的收缩而膨胀。新的先锋防护技术通过其独特的自我修复功能来补偿这一点。底漆中的中空玻璃球体从开裂的过程中吸收大量的能量,以防止初始裂纹扩大和发展。此外锌活化过程形成的副产品将占据微裂纹留下的空间,防止其发展成为更严重的裂缝。这显著减少了生锈蠕变,并确保涂层在更长的时间内保持其防腐蚀性能。

说到应用方面,先锋防护涂层可以在高温和高湿度的条件下应用,不会起泡。并且,在20℃下的再次涂覆间隔为1小时,与相似温度下的大多数富含锌的环氧底漆相比,其干燥速度要快50%。其更大的干膜厚度不易受到破裂的影响,这意味着当应用于焊接或发生过度倾斜的拐角时,操作者不必过分担心。

◆ 效率方面的成果

在侵略性环境中利用这种创新技术其优势是很显著的。离岸设施的拥有者可以提升其资产的使用寿命,并降低维护要求和维护成本。这对于需要关闭才能进行维护且区域很难到达的设备是尤为重要的。对承包商来说,选择有信心的涂层,可以使他们为服务的设备和结构提供更多的保修承诺。先锋防护技术的宽容忍度可以允许它在现场进行润色和涂层修复。而对于制造商来说,先锋防护技术比其他类似的底漆更容易应用,并且具有更短的再涂层间隔,从而可以提高速度和效率。总而言之,这种新技术通过减少锈蚀蠕变,增强耐腐蚀性,提高抗裂性和提高对变化气候条件的耐受性,重新定义了防腐蚀涂层。

水线以下部分

船东渴望自己的船只保持光滑无污渍的船体。结垢会增加船体的阻力,从而增加燃油消耗和相关的有害排放。合适的涂层可以保持船体平滑,从而最小化船只对清洁或过早返回船坞的需要。

防污市场主要以依靠除菌剂控制船体结垢的传统防污涂料为主导。传统上通过加入氧化亚铜作为颜料,与有机除菌剂一起加入,以提供所需的除菌剂活性,抵消整个海洋生物污染生物体的侵蚀。相反,污垢释放系统通常不含杀菌剂。它们基于PDMS或硅氧烷的聚二甲基硅氧烷,可以最小化污垢生物体的粘附强度,允许在船舶运行期间释放。但这里的问题是PDMS涂层在低运行速度下的作用有限。这在当今的市场中是尤其重要,因为目前的市场状态就是,船舶可能会闲置较长时间或者运行更慢以节约燃料成本。

◆ 防结垢

针对上述提出的方案,将PDMS涂层与水凝胶结合,令其在船只较慢的运行速度下或当船只闲置时提供改进的防污性。水凝胶是一层被捕获在亲水聚合物网络中或周围的水。要附着在水凝胶覆盖的船体上的生物体首先需要识别表面是否适合沉降。由于船体被结合水覆盖,大多数生物将根本无法将其识别为合适的表面,就会在其他地方找沉降点。水结合过的表面需要有机体在直接粘合到船体表面之前就除掉水层,大多数生物体都没有能力去做这些。

◆ 活性防护技术

在这个概念的基础上向前发展,我们现在将水凝胶层与除菌剂结合形成具有除菌活性的水凝胶层——一种称为活性防护®的技术。这里,水凝胶在其扩散出膜的过程中捕获除菌剂,这增加了除菌剂的表面浓度,从而延长了除菌剂在表面上的保留,使得活性防护能够以较低量的除菌剂就保持高效率。因此,活性防护涂层能够在船只静止或是以较慢的速度行驶时就能释放出超过0.1knot的除菌剂。这对船东来说意义重大,因为即使船只处于空闲状态或缓慢运行状态,船体仍然处于保护下。从环境的角度来看,无论速度如何,杀菌剂的稳定释放意味着在高速行驶时,依然只有较少的除菌剂被释放到海洋中。

此外,有效使用除菌剂可以降低颜料和填料的体积浓度,这也为低VOC排放做出贡献。

低除菌剂含量还可确保涂层的光滑度,这对于最大限度提高其燃油效率并因此降低运行成本十分重要。即使船体受到刮擦,活性防护技术提供的防御和测试窗口表明活性防护涂层也将在至少22个月内保证其防护等级。

◆ 性能的一致性

在目前的航运市场上性能的一致性对效率来说至关重要,活性防护技术的测试显示,其防污性能对于从慢速转换为快速运行的船只能保持有效,并可以保持闲置时间长达120天。对于大型集装箱船和油罐船来说,这是特别有益的。例如,同样的船只可以在运行一条路线时增加速度以满足时间表,运行另一条线路时减慢速度,从而实现额外的燃料节省。这也意味着船长可以将船舶连续使用长达四个月,而不必进行船体清洁。此外,在整个进船坞期间,平均节省了6%的燃料,这远远高于传统的自抛光技术。另外,延长的再涂覆间隔,可以进一步提高效率,从而缩短了船舶在干坞中的停留时间。

◆ 激励性的变化

艰难的市场环境和具有挑战性的物质条件,鼓励那些在严苛环境中运营的人士从涂料供应商那里获得更多的支持。这为涂料商提供了一个机会,更加努力地开发更复杂的涂料解决方案,以便为客户及其运营环境带来好处。当代涂料必须提供最高水平的保护,以及提高效率和控制成本。反过来,作为涂料供应商,我们可以在帮助客户提高其运营能力方面发挥重要作用。

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