全新先进疏水双涂层体系如何延长海上资产维护间隔并降低其持有成本？
由于海洋环境恶劣，地理位置偏僻，长期以来，海上钢结构难以维护，导致资产所有者的维护成本很高。在石油和天然气行业，传统上一直采用三层防腐涂层系统对海上钢结构进行维护。然而，这些系统经常出现涂层早期失效的迹象，主要是由于涂层系统进水、应力引起的微裂纹和/或机械损伤。因此，维护周期很频繁，大多数资产所有者在积压的维护工作中挣扎，而维护成本--由于海上维护工作的难度已经很高--可能变得不可持续。
涂料制造商Hempel最近推出了Hempatop Repel 800，这是市场上第一款体积型防水涂料。本文分析了该涂料与活性锌环氧底漆Avantguard 770在两层涂料体系中的性能。在大量的测试中，憎水两层体系与标准的三层海上维护体系相比，憎水两层体系的防腐蚀性能得到了显著改善，表明它有可能显著延长海上维护周期，降低海上石油平台业主的维护成本。
影响滑移系数的性质
疏水型聚氨酯面漆性能评估
金属基材直接型盐雾试验
实验基材采用A级除锈（ISO 8501-1）低碳钢板，经喷铁砂处理形成表面糙度（Rz）40μm至55μm。标准聚氨酯涂层与疏水型聚氨酯涂层均以金属基材直接型工艺施涂，干膜厚度控制为120微米。
需特别说明：此类严苛盐雾试验通常不适用于单层涂层体系，常规测试对象为280微米三涂层体系。根据验收标准，三涂层体系经1440小时暴露后，划痕区锈蚀蔓延须小于1毫米。而本试验中，120微米厚的疏水型聚氨酯单涂层仅出现1.5毫米锈蚀蔓延——对单涂层体系而言已属出色表现。
1440小时盐雾试验后的标准聚氨酯涂料。
疏水聚氨酯涂层经 1440 小时盐雾试验后的状态
疏水双涂层体系性能评估
结果表明，疏水双涂层体系在长时间暴露后仍保持防腐蚀性能，适用于海上油气平台等强腐蚀环境。
使用的涂料体系是：
- 活化锌环氧底漆
- 疏水聚氨酯面漆
盐雾、循环老化及起泡箱测试的干膜总厚度为 280 μm（底漆 140 μm，面漆 140 μm）。热循环抗裂及柔韧性试验的干膜厚度提高，以模拟过量施工。
延长型盐雾试验
将疏水双涂层体系涂覆于金属试板，随后进行 6 000 小时盐雾试验，并在 1 000、3 000、5 000 及 6 000 小时时进行测量。该试验周期远超标准 1 440 小时盐雾试验。
结果如下：在不同暴露时间观察试板，评估起泡、开裂、锈蚀及剥落情况，未见可见缺陷。暴露 6 000 小时后，腐蚀线小于 1 mm，在长时间暴露条件下表现突出。附着力保持率为 68%，最终附着力大于 5 MPa，符合可接受标准。
耐老化循环试验
根据ISO 12944:2018第9部分CX腐蚀性的测试方法进行了耐老化循环测试。在既定的4200小时后，样品上没有观察到起泡、开裂、剥落、锈蚀或任何其他可见的缺陷，面板符合该环境的测试要求。还按照所述方法进行了扩展测试。在长达7,200小时和10,080小时的测试中，没有观察到样品起泡、开裂、剥落、生锈或任何其他可见缺陷。
起泡箱测试
热循环抗开裂性
按 NACE 标准 TM0404-2004 第 9 节相同条件实施热循环抗裂试验，唯采用 L 形板替代 C 形试样。试板于 60 °C 后固化一周，随后在两周期内每两小时循环一次 60 °C 至 -30 °C，共三周。试验结束后，显微镜下检查涂层，重点观察通常过厚的边角部位。两组试板均未发现裂纹或其他缺陷。
鉴于施工者易在边角处过量施工，本次体系干膜厚度设定为 500 μm，为推荐厚度的 2.5 倍；结果表明，即使过涂，涂层体系仍表现优异。
柔韧性测试
试验表明，该涂层体系弯曲应变为 7%，显著优于常规聚氨酯涂层（通常 1–3%），显示其在压力或钢结构位移下不易开裂。对于经常承受大幅温差及钢结构位移的海上油气结构，该性能尤为关键。
总结
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注释作者：
David Morton – 首席科学家
Doug Mittlesteadt – 能源全球重点客户经理主管
Oriol Osso – 集团产品管理
