應國際鎳協(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施上的一些能夠充分利用不銹鋼防火性能、強度和耐腐蝕性能優(yōu)勢的應用部位和區(qū)域,分析了采用不銹鋼而不是碳鋼或鋁所獲得的經(jīng)濟效益。它是對前述防火試驗項目的補充。
被選出進行詳細評估的結(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行成本估算的用途有直升機甲板和火炬臂。
考慮的三種材料為 BS 4360 43C 或相當牌號的低碳鋼,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)上進行估算。根據(jù)負責海上石油平臺設施日常運行的人員提供的數(shù)據(jù)對維護計劃和成本進行假設。
考慮到以下的情況:對于海上設施的加工,其標準規(guī)范十分嚴格,對焊縫檢驗和焊接修補的要求比陸上設施的要求高;海上設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。
在估計維護的頻率和維護費用時,關(guān)鍵因素是結(jié)構(gòu)材料在海上設施嚴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,腐蝕繼續(xù)進展,材料很快就會出現(xiàn)嚴重的減薄。例如,一個 6 毫米厚的工字梁僅僅 10 年就會損失一半的負載量。因此低碳鋼的保護涂層必須在整個設施壽命期內(nèi)保持完好。而負責海上設施維護的各個承包商的維護計劃有所不同,本研究較保守地假定保護涂層每隔 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,其壽命預計可以和整個設施相仿,不需要更換。而鍍鋅鋼根據(jù)環(huán)境嚴酷程度,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 個月進行一次沖刷以減小腐蝕率。對鋁合金的擔心主要是電偶腐蝕,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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