應(yīng)國際鎳協(xié)會、國際鉻協(xié)會和三家不銹鋼生產(chǎn)商(前阿維斯塔公司、英國不銹鋼公司和法國優(yōu)勁公司)的要求,英國鋼結(jié)構(gòu)研究所進(jìn)行了一項關(guān)于不銹鋼用于海上結(jié)構(gòu)的獨立研究。該研究確定了海上平臺設(shè)施上的一些能夠充分利用不銹鋼防火性能、強(qiáng)度和耐腐蝕性能優(yōu)勢的應(yīng)用部位和區(qū)域,分析了采用不銹鋼而不是碳鋼或鋁所獲得的經(jīng)濟(jì)效益。它是對前述防火試驗項目的補(bǔ)充。
被選出進(jìn)行詳細(xì)評估的結(jié)構(gòu)包括樓梯、梯子、走道、欄桿、格柵、地板、防火墻、防爆墻以及各個模塊組件和走廊的包覆層。電纜梯架未被包括,因為不銹鋼已成為該用途的既定材料。
其它提出建議但未進(jìn)行成本估算的用途有直升機(jī)甲板和火炬臂。
考慮的三種材料為 BS 4360 43C 或相當(dāng)牌號的低碳鋼,6082TF 鋁和 316L 不銹鋼。利用來自海上石油平臺行業(yè)的供貨商和加工商的信息,在全壽命成本的基礎(chǔ)上進(jìn)行估算。根據(jù)負(fù)責(zé)海上石油平臺設(shè)施日常運行的人員提供的數(shù)據(jù)對維護(hù)計劃和成本進(jìn)行假設(shè)。
考慮到以下的情況:對于海上設(shè)施的加工,其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范十分嚴(yán)格,對焊縫檢驗和焊接修補(bǔ)的要求比陸上設(shè)施的要求高;海上設(shè)施的勞動力價格也比陸上要高得多,主要是由于運輸及提供海上平臺生活區(qū)的成本高。
在估計維護(hù)的頻率和維護(hù)費用時,關(guān)鍵因素是結(jié)構(gòu)材料在海上設(shè)施嚴(yán)酷的運行條件下的腐蝕行為。幸運的是,這方面有大量的長期經(jīng)驗可供利用。
低碳鋼:已知無保護(hù)層的低碳鋼在含氯化物的海洋環(huán)境中的腐蝕率為單位面積每年 0.15 毫米,如果不加防護(hù),腐蝕繼續(xù)進(jìn)展,材料很快就會出現(xiàn)嚴(yán)重的減薄。例如,一個 6 毫米厚的工字梁僅僅 10 年就會損失一半的負(fù)載量。因此低碳鋼的保護(hù)涂層必須在整個設(shè)施壽命期內(nèi)保持完好。而負(fù)責(zé)海上設(shè)施維護(hù)的各個承包商的維護(hù)計劃有所不同,本研究較保守地假定保護(hù)涂層每隔 5 年就要全部重新噴涂。如果低碳鋼能經(jīng)常性地重新噴涂,其壽命預(yù)計可以和整個設(shè)施相仿,不需要更換。而鍍鋅鋼根據(jù)環(huán)境嚴(yán)酷程度,可使用 10-15 年,然后需要徹底更換。本研究給出了 10 年和 15 年壽命的更換費用。
鋁:鋁的腐蝕率低,且一般局限于表面點蝕。本研究假定每 6 個月進(jìn)行一次沖刷以減小腐蝕率。對鋁合金的擔(dān)心主要是電偶腐蝕,鋁相對于低碳鋼和不銹鋼而言為陽極。鋁如果和低碳鋼模塊和不銹鋼管道系統(tǒng)相連接,則必須使兩種金屬電絕緣,否則鋁將發(fā)生腐蝕。如果鋁與鍍鋅鋼相連接,則鋁會先造成鋅鍍層發(fā)生腐蝕,然后自己發(fā)生腐蝕。
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