海洋石油944钻井平台桩腿及桩靴防腐方案设计.pdf

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1、第46卷船海工程Vo1．462017年11月SHIP&0CEANENGINEERINGNOV．20l7DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2017．s2．062海洋石油944钻井平台桩腿及桩靴防腐方案设计吴锋锋，孔国照(招商局重工(江苏)有限公司，江苏海门226116)摘要：根据DNV规范和中海油“海洋石油944”自升式钻井平台建造规格书的要求，选择重量轻、防腐面积大的Al—zn—In系列合金牺牲阳极确定桩腿、桩靴防腐的设计方案。由于平台桩腿、桩靴外部一般工作在海底及海底泥土中，布置在桩腿上及桩靴外部的牺牲阳

2、极主要保护其外表面免受海水腐蚀，对于桩靴内部，牺牲阳极主要保护其内壁免受海水腐蚀。关键词：自升式钻井平台；防腐；牺牲阳极；阴极保护中图分类号：P755．3文献标志码：A文章编号：1671-7953(2017)$2-0245-04深度，可将其划分为5个受保护区域，并对每个区1方案研究域进行单独的阴极保护计算。1．1平台防腐分析1)桩腿从MSL至水深30m处。平台在海上作业时，主要是通过桩腿桩靴在2)桩腿从水深30m至水深100m处。海上支撑，其船身仅在拖行时漂浮在海上，船身使3)桩腿从水深100m至300m处。用防腐漆。平台作业时，

3、部分桩腿及全部桩靴一4)桩靴外部(假定75％的桩靴外表面埋人海直存在海水中，除了防腐漆外，需要安装牺牲阳极底泥土中)。来实现其防腐功能。5)桩靴内部(海水可自由进出)。1．2防腐设计标准上述5个区域在MSL为121．9m和75m工该自升式平台的防腐设计根据DNVRP．况下的受保护面积可根据桩腿、桩靴的3D模型B401：2010，RecommendedPracticeforCathodic计算得出。ProtectionDesign，牺牲阳极的选取依据国标GB／T2．2电流需求计算4948-2002。为了在设计寿命期间提供充分极化能力

4、并维1．3作业工况选取持阴极保护，须计算每个阴极保护单元的单元表设定平均海面高(meansealevel，MSL)为海面积A，然后乘以相应的电流密度i和涂层击穿底至海面的平均高度，平台的最大设计作业水深系数．。为121．9m。平台桩腿、桩靴的防腐设计主要考，。=A·i·虑MSL为121．9m工况。另外，考虑该平台可能式中：为电流密度；．为涂层击穿系数。移位到浅水区域作业，假定浅水区域的平均作业电流密度是指单位面积的阴极保护电流。初水深为75m，此工况下的桩腿、桩靴的防腐设计期电流密度ii和后期电流密度。给出了无涂层作为补充。金属表

5、面在一个合理的短时间内位达到阴极保护所预期的阴极电流密度需求，平均电流密度是2参数设计阴极保护系统一旦达到它的稳态保护电位后的预2．1桩腿、桩靴受保护区域划分期阴极电流密度的一个量值。阴极保护设计按照桩腿、桩靴埋人海水里的涂层击穿系数．描述应用电绝缘涂层的阴极电流密度的预期减小。当=0时，涂层是100％电绝缘的，因此，将阴极电流密度减小至零。收稿日期：2017—03—01=1意味着覆盖层没有电流减小特性。涂层击修回日期：2017—04—25．穿系数是由涂层特性、运行参数和时间等决定，用第一作者：吴锋锋(1980一)，男，学士研究方

6、向：海洋工程平台结构与铁舾工程技术公式表示为．=a+。其中，参数t指涂层寿命；2452017月吴锋锋，等：海洋石油944钻井平台桩腿及桩靴防腐方案设计船海工程l1第46卷a和b是依赖于涂层特性和环境的常数，当船东格计算工具对不同型号的牺牲阳极进行试算，以未指定这2个数据时，采用DNVRP—B401¨中给满足该自升式钻井平台的防腐设计要求。牺牲阳定的数据。极的型号参考《Al—zn—In合金牺牲阳极标准》对于无涂层金属表面，须分别计算初期极化(GB／T4948-2002)。和设计寿命结束阶段极化的阴极保护电流需求，具体计算步骤如下。即

7、，和，以及在整个设计寿命维持阴极保护的1)计算桩腿、桩靴在不同受保护Ⅸ域的表面平均电流需求，即，。对于涂层表面为主的保护积，主要计算桩腿在MSL为121．9m和75m两对象的电流需求，设计计算时可以省去对初期电个工况下的受保护面积。流需求的计算。2)根据平台设计要求及DNVRP—B401选取2．3牺牲阳极用量计算阴极保护设计常数，如防腐设计年限为6年，不同在整个设计寿命期维持阴极保护所需的总净受保护区域的设计电流密度i阳极质量由每个单元的，c计算而来：3)根据桩腿、桩靴的油漆规格，计算涂层击M=lc‘tf‘8760／(~’)穿系数

8、．。式中：，为在整个设计寿命期维持阴极保护的平4)根据步骤2)和3)，可得出不同受保护区均电流需求，参照本文2．2；t为阴极保护设计年域的电流需求。限；8760为年小时数；参数为设计电化学容量，5)若选取的牺牲阳极型号为A11E-7，根据标跟牺牲阳