海洋平台供应船

海洋平台供应船（精选7篇）

海洋平台供应船 篇1

引言

随着海洋石油开采技术的不断发展, 对船舶功能也有了新的要求, 由此就出现了许多多功能的船舶, 9000HP海洋平台供应船 (Platform Supply Vessel) 就是其中的一种船型, 该船的特点是货舱甲板面积大、舱室较多、线型特殊、主推进装置功率大, 机舱容积小, 操作自动化程度高, 是一种新型的高新技术船舶。它的主要功能是为海上平台等海上设施运送生产物料 (如钻杆、套管、设备、散料、泥浆、燃油、基油、钻井水、淡水、盐水、甲醇等) 及生活物资、提供救助、守护、对外消防等服务。

1 总体概述

9000HP海洋平台供应船, 其设计航速为15.8节;推进系统为电力推进;配备肖特尔360度全回转舵桨;载重吨位约为4900吨 (夏季载重线吃水) ;空船重量约为3250吨;船体结构重量约为1900t;甲板载货2900吨;甲板面积约为1000平方米;配备无人机舱;动力定位系统为DP2;其主尺度见表1[1]:

该9000hp绿色环保型PSV入籍CCS;挂五星红旗;其船籍符号如下所示[2]:

CSA:Offshore Supply Vessel;Stand-by Ship;Fire Figh

该船的特点之一是在尾部有两个甲醇舱, 甲醇舱位于尾部FR22+100-FR29+100位置, 两个舱为独立的舱室, 布置在左右舷两侧, 每个舱可乘装甲醇89.04m3。甲醇舱采用316L材质不锈钢板焊接而成, 内壁长约4m、宽约4.5m、高约5.7m, 板厚为8.5mm。该建造工艺主要围绕不锈钢板的特殊性能和特点, 并根据施工原则合理的进行防护、下料、坡口加工、零件装配及焊接等方面进行说明, 该分段在建造时, 先以甲醇舱的6个内壁为胎进行中组立建造, 大组建造时以甲板面为胎反造。甲醇舱分段立体效果图见图1。

2 不锈钢的防护

不锈钢是指耐空气、水、酸、碱、盐及其溶液和其他腐蚀介质腐蚀的, 具有高度化学稳定性的钢。不锈钢板表面光洁, 有较高的塑性、韧性和机械强度, 不锈钢具有良好的耐腐蚀性, 它能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。不锈钢表面有一层及薄而坚固细密稳定的富铬氧化膜, 该氧化膜能防止氧原子的渗入和氧化, 从而具有高耐锈蚀的能力。但其表面不允许被碳钢和钢砂等其他金属材质污染, 原因是不锈钢表面遇到积存着含有其他金属元素的粉尘或异类金属颗粒的附着物, 在潮湿的空气中, 附着物与不锈钢间的冷凝水, 将二者连成一个微电池, 产生电化学反应, 使不锈钢外表面的保护膜受到破坏, 造成电化学腐蚀。因此, 不锈钢板的防护至关重要。

2.1 不锈钢的存储及运输

不锈钢板在存储过程中应放置在防潮湿、防灰尘、低盐分等可能引起其腐蚀的有害物质区域外, 如放置厂房内, 地面上尽可能使用布或是木方进行垫设。如放置施工场地必须用布或三防布进行垫设, 其表面也要进行防护, 避免水、油污等碳钢粉尘与不锈钢表面进行接触。不锈钢板在吊装时, 尽可能使用吸盘或电磁设备进行吊装, 吊绳尽可能使用尼龙绳。如果使用普通吊索具, 不锈钢表面需用胶皮或布等进行垫设, 避免碳钢吊索具直接与不锈钢板接触, 防止吊索具可能因为吊装碳钢留下铁削等杂质接触不锈钢表面, 避免夹紧时与不锈钢表面产生夹痕, 破坏不锈钢表面的氧化膜。如使用叉车插运时, 必须使用布或橡胶进行垫设。不锈钢板在运输过程中, 钢板的四周必须进行防护, 防止在运输过程中金属化合物等杂质与不锈钢板表面接触。

2.2 施工场地的防护

不锈钢施工场地尽可能为独立的施工场地, 尽量避免与碳钢场地相容作业。当无法避免与碳钢施工场地分隔, 不锈钢施工现场必须用布或三防布等围起来, 防止粉尘等其他杂质与不锈钢表面接触, 并安排人员定期对不锈钢表面进行清扫。在此区域外围用醒目的文字说明此区域的施工内容, 并要求无关人员不得进入, 同时在相应的位置用文字详细的列出不锈钢施工要求及注意事项, 并指派专人进行监护。

3 不锈钢的施工原则及要求

3.1 不锈钢胎架的布置

在船舶分段建造过程中, 胎架是装配和焊接船舶分段的工作台, 它的工作面与分段的表面相吻合, 其作用是保证分段的线型和精度。除应保证其工作面的线型正确外, 胎架还要有足够的刚性, 故好的胎架对分段的建造质量至关重要[3]。因不锈钢材质的特殊性, 不锈钢在建造时, 其内表面不能与碳钢接触, 施工时必须选用不锈钢胎架进行支撑。由于不锈钢焊接变形较大, 要求在设计时采用简易压力胎架。现场施工时可以以普通分段角钢胎架为基础, 在角钢胎架上焊接碳钢套管, 并根据套管的规格制作不锈钢顶针, 然后将不锈钢顶针放入碳钢套管中, 在满足不锈钢胎架要求的同时, 大大节省了不锈钢材料。不锈钢顶针在制作时必须打磨光顺圆滑, 避免不锈钢顶针与不锈钢表面接触产生划痕。不锈钢胎架图见图2。

3.2 不锈钢板的加工

3.2.1 切割机的选用

因不锈钢板的特殊性, 不锈钢板在切割时不能用数控切割机进行切割。不锈钢板切割时可选用激光切割机和数控等离子切割机, 激光切割机价格高, 精度高, 但是目前只限切割薄板。等离子切割机的精度接近激光切割机, 切割面光滑无挂渣, 价格相对激光切割机却有很大的优势, 目前是大多数船厂切割方式的首选。

3.2.2 焊接收缩量值的确定

为保证各构件焊接后尺寸符合设计值, 各构件间的定位尺寸与设计要求的尺寸有一定的差别, 这个差别值是为了弥补焊接收缩值的, 各构件间的定位尺寸和设计尺寸的差值就是所谓的焊接收缩余量。构件间焊接收缩是不可避免的, 不同的焊接工艺及不同的焊接形式收缩量也是不同的, 相同厚度的不同材质、不同厚度的相同材质, 它们的焊接收缩量或收缩系数也是不同的。焊接收缩量需要多次的试验才能确定。该项目通过大量的试验确定焊接收缩量值为:SHR:1mm/1200mm (每1200mm增加1mm的加放量) 。

3.2.3 不锈钢板坡口的切割

坡口的切割需根据焊接的形式来确定, 该项目的不锈钢板采用CO2的焊接方式, 坡口角度为45°, 现场在切割坡口时可采用机械切割或是手工等离子进行切割, 严禁使用碳弧气刨开设坡口, 以保证不锈钢板的精度, 坡口开设后应及时清理坡口两端的杂质, 坡口正反两面50mm处需用丙酮进行擦洗, 防止不锈钢钝化, 切除完毕后用布料等进行防护。

3.3 不锈钢板的装配

3.3.1 不锈钢板的矫平

不锈钢板在装配前必须进行机械矫平, 因为钢板的矫平不仅是为了去除钢板表面凸凹不平的缺陷, 提高板材的精度[5], 也是为了消除板材中的应力, 减少在焊接过程中所产生的变形。所谓钢板的矫平是通过矫平机来校正板材缺陷的精密机械, 它的实现是使材料在通过矫平机床时以较小的曲率半径作循环往复的上下弯曲, 使较短的材料“纤维”拉长, 当板料朝矫平机床出口方向运动时, 上下弯曲的幅度逐渐减小, 以消除在机床矫平入口处因剧烈的弯曲所引起的材料变形, 当材料上所有的“纤维”长度几乎一样时, 板材就平直了, 也是我们常说的“矫正”。

3.3.2 拼板反变形的增加

反变形是船舶建造中控制变形的最常用的方法之一, 适用于控制零件的弯曲变形, 反变形通常根据焊接后可能产生变形的方向和大小, 在焊接前应使被焊件发生大小相同、方向相反的变形, 以抵消或补偿焊后发生的变形, 以达到防止焊后变形的目的。不锈钢板对接焊时, 主要发生的变形是中垂变形, 在不锈钢板拼板时需对不锈钢板增加2mm的反变形量, 即将对接处的两个板缝处向上抬高2mm, 这样在焊接过程中随着中垂弯曲的变形量就会抵消。

3.3.3 背梁及马板的增加

因不锈钢板较薄, 且不锈钢板变形后不能用火工矫正的方法进行调形, 对接缝焊接时, 要在焊接面增加背梁。在装配过程中除了利用反变形法控制焊接变形, 还可利用刚性固定的方法来控制变形, 刚性固定法就是采用适当的办法来增加焊件的刚度或拘束度。马板和背梁就是采用刚性的固定方法来减少变形, 背梁大多采用角钢或平铁, 一般采用间断焊或增加背板的方式进行固定。当马板采用不锈钢材质时, 需用等离子切割机进行切割。为了节省材料, 马板可做成双面进行重复使用。在成型面增加马板, 目的是防止在焊接时阻碍焊枪的连续性, 减少焊接时收弧起弧, 保证焊接质量。马板间距约为300mm。不锈钢马板见图3。

3.4 不锈钢板的焊接

在焊接过程中, 如何减少焊接变形是焊接过程中控制的重点。焊接时, 由于局部高温加热而造成焊件上温度分布不均匀, 最终导致在结构内部产生了焊接应力与变形。其次是由于焊缝金属的收缩、晶相组织的变化及焊件的刚性不同所致, 另外焊缝在焊接结构中的位置、装配焊接顺序、焊接方法、焊接电流及焊接方向等对焊接应力也与变形有一定的影响。焊接应力是引起脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂和失稳破环的主要原因。另外, 焊接变形也使结构的形状和尺寸精度难以达到技术要求, 直接影响结构的制造质量和使用性能。不锈钢板在焊接前, 经过多次试验, 最终确定焊接方法采用CO2气体保护焊[6], 对接逢的间隙确定为4mm。合理的焊缝间隙能有效的控制焊接变形, 如果焊接间隙过大, 则会造成邻近效应减小, 涡流热量不足, 焊缝晶间接合不良而产生未熔合或开裂。如间隙过小则造成邻近效应增大, 焊接热量过大, 造成焊缝烧损或者焊缝经挤压、滚压后形成深坑, 铁水不能完全融透, 成形不好。对于此类不锈钢, 焊接时要采用多道焊进行焊接, 第一次为打底焊, 第二次进行填充, 第三次进行盖面处理。对于多道焊焊接时, 层间的温度不宜过高, 保证层间温度, 第一次焊接结束后待温度达到60℃以下时, 用风铲锤击焊缝表面, 清除焊缝表面缺陷的同时还可以松弛残余应力, 然后在清理焊渣和飞溅物。待上述工序完成后在进行第二次焊接, 每完成一次焊接后做上述处理。当焊接过程中进行收弧、起弧时, 焊缝的接头要错开, 避免因层间温度不均产生冷裂纹。风铲锤击焊缝表面见图4。

4 不锈钢焊缝的酸洗和钝化处理

不锈钢焊接后, 焊缝必须进行酸洗、钝化处理。酸洗的目的是去除焊缝及热影响区表面的氧化皮, 钝化的目的是使酸洗的表面重新形成一层无色的致密的氧化膜, 起耐腐蚀的作用。酸洗前须进行表面清理及修补, 包括修补表面损伤、彻底清除焊缝表面残渣及焊缝附近表面的飞溅物。钝化在酸洗后进行, 将钝化液在部件表面喷涂, 然后用冷水冲, 再用拖布仔细擦洗, 最后用温水冲洗干净并干燥。经钝化处理后的不锈钢表面呈银白色, 具有较好的耐蚀性。

5 结束语

随着海洋对特种船的需求, 特种船的种类已经供不应求, 各船厂之间对订单的竞争愈为强烈。9000HP海洋平台供应船因其舱室较多以及线型的特殊性, 很多船厂不具备这种资质, 尤其是在对甲醇舱分段的建造上, 因本身材质的特殊性以及船东、船检对建造质量要求的严格, 更加大了船东对船厂的选择性。船厂的施工环境离不开粉尘和铁屑, 故在对甲醇舱的防护上, 各船厂要根据自身状况因地制宜, 选择合适的施工场地, 详细地进行策划, 重点在过程控制, 并指派专人进行管控。

摘要：文章简要叙述了在建造9000HP海洋平台供应船时, 在建造不锈钢甲醇舱分段过程中由于不锈钢材质的特殊性, 在建造时如何进行有效的防护, 克服各种不利条件及因素来完成整个分段的建造。文章通过建造过程中遇到的各种问题进行论述, 以求得到最为合理的施工方案, 达到缩短分段建造周期, 降低建造成本, 保障甲醇舱建造质量和舱室的完整性。

关键词：海洋平台供应船,完整性,腐蚀,焊接变形

参考文献

[1]Building Specification VS 485 mk.III PSV-9000 PSV[Z].2013.

[2]中国船级社-钢质海船入级规范[S].北京:人民交通出版社, 2012.

[3]魏莉洁, 何志标.船体建造工艺[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社, 2010.

[4]王鸿斌.船舶焊接工艺[M].北京:人民交通出版社, 2006.

[5]国际船级社协会-船舶建造及修理质量标准[S].2008.

[6]李莉.船用材料与焊接工艺[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社, 2013.

海洋平台腐蚀机理分析 篇2

1大气腐蚀及保温层下腐蚀

1.1 腐蚀机理

1.1.1 大气腐蚀。

大气环境下的腐蚀主要表现为锈蚀。影响锈蚀速度的因素有:环境的温度、湿度、大气中的酸性污染物浓度、电解质微粒漂浮物等。当金属置于大气环境中时, 潮湿的大气使得金属表面形成一层极薄的不易看见的湿气膜 (水膜) 。当这层水膜达到20-30个分子厚度时, 它就变成电化学腐蚀所需要的电解液膜。铁锈是一种疏松的物质, 浮在钢铁表面, 它没有保护作用, 金属的阳极化反应可继续进行。对于碳钢, 发生腐蚀后, 形成的氧化铁是针状和柱状的疏松型腐蚀产物, 其向上或向下生长将会增加整个锈层的内应力, 使得层面间的间距增大, 随着锈层间裂纹和缝隙增大, 腐蚀介质更容易侵入, 导致锈蚀层内部和基体腐蚀加速。

1.1.2 保温层下腐蚀。

保温层下腐蚀是由于水进入保温或耐火材料后导致的管道、压力容器和结构部件的腐蚀。保温层下腐蚀主要由于保温层与母材表面的蒸汽空间中的积水造成。积水可能来源于雨水、漏水、蒸汽凝结等。通常, 位于年降雨量大的区域或较暖和的海上区域的装置容易受到保温层下腐蚀。

1.2 对策分析

良好保温和保冷设计、安装、保养, 施工时注意防潮层, 以及正确的腐蚀检验或通过正确选择、使用和保养保护涂层, 是减少或消除大气腐蚀和保温层下腐蚀的有效手段。因此, 确保保温层和涂层的完好是今后维护保养设备的关键。应对平台设备、管道的保温层和涂层进行巡查, 对有破损的涂层及时进行维护。对已发现锈蚀部位进行扩大面积检验, 并对锈蚀部位进行打磨处理, 重新涂漆。

2细菌腐蚀

2.1 腐蚀原理

水可能含有硫酸盐还原菌和腐生菌, 这都是导致金属腐蚀的主要原因。细菌腐蚀通常表现为局部的垢下腐蚀或有机物遮盖的瘤, 腐蚀类型通常为碳钢的杯状点蚀坑。

硫酸盐还原菌, 广泛存在地下管道等缺氧环境中, 它是一种厌氧的微生物, 硫酸盐还原菌在无氧或极少氧的情况下, 能利用金属表面附着的有机物作为碳源, 并利用细菌生物膜内产生的氢, 将硫酸盐还原成硫化氢[1]。去磺孤菌属是油田存在最多的硫酸盐还原菌, 它可以成群或成菌落附着在金属管壁上, 它对金属的主要危害是对金属表面的去极化作用。由于其氢化酶的作用, 硫酸盐还原菌将硫酸盐还原, 生成初生态氧[O]和硫化物, 而[H]与[O]去极化生成H2O。去极化作用使设备和管道的腐蚀加速, 同时腐蚀产物FeS大量聚集可以堵塞井口、管道等。

腐生菌又称粘液形成菌, 是“异氧”型的细菌。在一定条件下, 腐生菌从有机物中得到能量, 产生粘性物质, 附着在管线和设备上, 并与某些代谢产物累积沉淀, 造成生物垢堵塞井口或过滤器等。同时, 生物垢也会产生氧浓差电池而引起设备和管道的腐蚀, 并给硫酸盐还原菌提供生存、繁殖的环境等。其中最重要的腐生菌—铁细菌是分布很广的多目多科细菌, 它主要是将亚铁氧化成高价铁, 利用铁氧化释放的能量满足其生存的需要, 它的危害非常大。

细菌腐蚀通常发生在换热器、静止或低流速的管线、与土壤接触的管线, 放置在外边没有保护的设备、接触未经处理的水的设备和管道、以及消防水系统等。

2.2 对策分析

根据海洋平台设备、管道现状分析经数据分析, 判断平台所有接触液相水的设备和管道均有可能发生细菌腐蚀。在没有实施有效的抗菌处理时, 细菌腐蚀敏感性为高。采用抗菌处理后, 细菌腐蚀明显较少。因此采用抗菌处理, 是降低和预防细菌腐蚀发生的关键。

3 CO2腐蚀

3.1 腐蚀机理

CO2和H2O共存条件下, 易对钢铁材料发生腐蚀。CO2对碳钢的腐蚀一般表现为局部减薄和/或点蚀, 通常发生在湍流和冲击区, 有时在管线焊缝的根部。在湍流区域, 碳钢会遭受深的点蚀和沟槽。

当CO2溶于水形成碳酸 (H2CO3) 时会发生CO2腐蚀。酸会降低PH, 足够的量会促进碳钢的均匀腐蚀或点蚀。影响CO2腐蚀的因素包括CO2的分压、PH和温度。CO2分压的增加会导致较低的PH凝结物和较高的腐蚀速度, 而升高的温度会增加腐蚀速度直到CO2汽化的点。

3.2 对策分析

应定期对可能发生CO2腐蚀的设备进行检验, 确定是否已经发生CO2腐蚀。对于CO2腐蚀, 可以靠添加缓蚀剂加以解决, 对于油管和高温立管, 通常采用油溶性水分散性缓蚀剂 (常用长链脂肪胺) , 而对于输油管部分则采用水溶性的缓蚀剂[2]。为有效防止管道内腐蚀, 可采用含有内涂层的管道。

4海水腐蚀

4.1 腐蚀机理

海水是一种含有多种盐类, 近中性的电解质溶液, 并溶有一定量的氧气, 海水PH值在7.2～8.6, 金属及合金浸入海水中, 电极电位分布在海水和金属界面上形成微观不均匀性, 这就形成了无数腐蚀微电池, 导致金属的腐蚀。金属在海水中的腐蚀大多数以这种方式进行。海水中由于氯离子的存在, 使钝化膜易遭破坏, 易产生孔蚀, 即使是不锈钢也容易发生局部腐蚀;海水导电率很大, 是良好的导电介质, 电阻性阻滞很小, 在金属表面形成的微电池和宏观电池活性较大, 因此在海水中异种金属的接触也能造成显著的电偶腐蚀, 且作用强烈, 影响范围较远。同时海浪、飞溅, 流速等这些利于供氧的环境条件, 都会促进氧的阴极去极化反应, 促进金属的腐蚀。

4.2 对策分析

在管道、设备内涂覆内防腐涂层是提高设备、管道对海水的耐蚀性的有效措施。对进入管道、设备内的海水进行除氧处理也可防止海水腐蚀。

摘要：笔者对海洋平台设备、管道腐蚀产生原因和腐蚀机理及类型进行阐述, 针对损伤机理, 提出了解决腐蚀的对策, 对于提高海洋平台设备、管道的寿命具有重要意义。

关键词：腐蚀,损伤机理

参考文献

[1]王志伟, 王峰, 安慧.油区腐蚀及防护技术研究进展[J], 价值工程.2012. (03) .

平台供应船PSV风险识别及控制 篇3

平台供应船, 简称PSV (Platform Supply Vesse) l, 是指专为石油平台服务设计的具有供应、拖拽、抛起锚、救助和守护、对外消防灭火以及军事用途等功能的船舶。

随着全球经济的不断复苏和发展, 产生了对能源需求急剧的快速上升, 特别是石油和天然气等资源的需求, 同时也带动了对海洋工程船舶的要求, 国内外造船厂或船东企业越来越多地加入船舶建造和营运的市场竞争中去。平台供应船的发展是随着世界开采油气资源的活动而产生和发展的, 所以平台供应船的需求是受各国对海底能源资源的需求、国际油气资源价格、经济发展状况等一系列传导因素作用的结果。海上钻井平台作为海上独立的水工建筑物, 需要外界的补给和供应, 最初拖拽钻井平台的船舶和为海上钻井平台供应的渔船发展成现在独立的集多种功能为一体的专用海洋平台供应船, 提高了其经济性和适用性。

二、平台供应船PSV的发展现状分析

根据克拉克森航运咨询机构的统计数据, 目前主要营运的PSV船舶船东有Tidewater、Hornbeck、Bourbon集团, Tidewater是一家世界上拥有最大的OSV船队且提供全面服务的美国企业, 包括PSV、AHTS、专用船、近海拖船、快速人员供给船、多用途船舶等;Hornbeck主要提供OSV (近海供应船) 、MPSV (多用途海工支援船) 两种类型的船舶 (一般OSV包括PSV和AHTS) 。根据IHS数据显示AHTS和PSV船队共计3900艘, 其中886艘在亚太运营、537艘在欧洲运营、477艘在西非平台供应船运营、452艘在中东运营、395艘在非洲中部和南部运营、368艘在美国墨西哥湾运营、134艘在墨西哥运营。PSV船舶主要在美国墨西哥湾、墨西哥、巴西、中东、西非和东南亚等区域部署营运。PSV具有以下特点:

(一) 资金密集型

PSV船舶企业的建立和营运需要大量的资本, 由于PSV船舶大型化、专业化和现代化的发展, PSV的船企投资额也不断上涨, 船东的经营压力日益增长, 特别是现金短缺, 资金密集型的特点使得PSV船东需要垫付大量流动资金用于保证生产进度, 造成PSV企业投资期越来越长, 加深了PSV企业的融资难度, 面临的偿债风险越大, 这就要求PSV企业加大风险管理。

(二) 高风险性

PSV在全球各个油气作业区域特别是深海作业区域面临复杂海上环境的多变性和复杂性;另外PSV企业运营中国际油价的不断变动、船舶供给增加降低日租金率、日常的维修保养以及进船坞、船舶合同的中止、受政府预算开支的下降而致使与政府的PSV船舶合同预期收益下降、全球金融市场的不确定造成客户融资困难进而造成PSV企业收益下降以及更高的应收账款和较高的固定成本等。

(三) 船舶技术水平高

PSV船舶融合了海洋平台供应船设备制造涉及多门工程专业技术, 如船舶工程、结构力学、流体力学、钢结构、工程计算技术、机械工艺设备知识。随着钻井平台对深水作业的不断需求, 带动了对具有动态定位、无抛锚位置保持的能力、多功能用途的高技术、价值量高的PSV船舶需求。

从上述PSV特点可以看出平台供应船在营运过程中存在不少风险, 自然条件的复杂和近海海工船舶市场的波动等多种因素, 所以PSV船东企业亟待解决风险管理问题。

三、平台供应船的风险识别

风险识别是确定可能会影响PSV企业的风险因素, 对其进行识别和归类, 并在此基础上对每个风险因素的诱因、不同风险之间的相互影响、相互作用以及风险后果、对PSV企业的总体影响等进行分析研究, 从而使风险控制有根源可寻。根据PSV企业所处的内、外部环境可以将PSV企业风险分为内部风险和外部风险。

(一) PSV企业内部风险识别

1. PSV船舶投资风险

PSV船舶投资是一个风险比较高的决策行为。因为造船需要大量的资本投入, 如果遭遇PSV市场或租船行情不佳, 市场供给大于需求, PSV船舶利用率下降, PSV船舶在低租金水平下营运, 那么企业将会面临很大的营运压力和风险。则企业领导者的战略视角和对市场行情的把握对企业发展有着重要的影响。

2. PSV船舶租赁风险

PSV企业也是资本密集型企业, 建造需要大量的资金, 所以租赁船舶也是一个选择。但是也存在巨大的风险, 由于受到市场利率、PSV船舶供应量、突发事件 (石油泄漏、海洋权益争议等) 等综合因素的影响显现出不规律性。从图1中可以看出反映PSV市场租金率的北海日租金率从2013年9月的25627.75英磅/天跌落至2013年11月的8206.40英镑/天, 之后狂涨至2014年2月的20409英镑/天, 市场经历了大起大落, 之后处在波动徘徊状态。若不能正确地决策和判断市场走势, 那么也会遭受风险。

3. 船舶管理风险

在运营过程中, 特别是PSV的大型化及自动化程度越来越高, 对船员的操纵驾驶技能以及对应急处置能力要求也越来越高。如PSV船在停靠钻井平台周围和等待期间, 容易与平台发生碰撞事故, 进而导致石油泄漏等风险。船龄偏大也给PSV企业带来一些困难, 老旧PSV船舶载货能力有限且市场竞争能力弱, 其次PSV船舶定期要到干船坞进行维修保养, 以获得船舶审核证书, 增加了运营成本和安全管理的难度。

4. 燃油价格波动风险

燃油费用是PSV企业的重要经营成本之一, 降低燃油成本是改善PSV企业经营管理目标之一。从图2中可以看出, 世界原油价格自从2014年年底的将近70美元/桶跌落至2015年一月份的40~50美元/桶, 之后始终处于低位徘徊的阶段。这对PSV企业的营运成本的下降有好处, 但是对于PSV市场行情来说并不有利, 这会挫伤石油开采公司的积极性, 受传导机制的影响, 进而影响客户对PSV船的需求。

资料来源:http://www.opec.org

5. 人力资源风险

高技术、符合条件的船员招聘、人员流动、员工工作积极性都是构成PSV企业的人力资源风险。保持PSV企业更加有效和企业的持续盈利部分是依靠雇佣和留住有技术的员工, 除此之外企业的业务范围的扩张也依靠有提高技术水平的劳动力数量的能力。但是随着油气行业的不稳定以及苛刻的工作环境, 潜在的员工会选择比竞争者薪酬更高、工作环境更理想的工作, 则PSV企业必须提高工资水平以吸引和留住员工。

(二) PSV企业的外部风险识别

1. 自然风险

船舶的外界营运环境复杂, 不确定因素较多, 风险大。船舶经常要在深海、远海上航行作业, 经过不同的地理区域和自然气候带, 比如会出现飓风、台风、风浪、暴雨、雷电、浮冰等不可抗力的自然灾害的袭击, 供应船所处的海洋自然环境和条件是非常恶劣和复杂多变的, 季节性因素影响比较大。一般规律是在温暖月份时, PSV船队的船舶利用率达到最高水平, 主要是天气条件有利于近海勘探、油田开发和建造工程。

2. 航运政策变动风险

航运政策是处于统治或控制地位的某种实体, 为了实现某种发展目标, 在其所能控制或影响的范围内, 以某种适宜的表现形态, 对国际航运业及其活动所制定的行动指南和行为规则。主要是受美国的严格的海事法律法规限制, 逐渐严格的员工健康和安全要求以及船舶设备规定、包括联邦、各州、国内或国外的法律都将影响PSV企业的运营, 主要影响的机构为美国的海岸警卫队、美国国家运输安全委员会、美国环保署、美国海关局和一些国外的私人行业组织, 如美国船级社等。

3. 政治风险

政治因素是不同利益集团之间相互影响和作用博弈的因素, PSV企业基本不能控制。近期由于美俄关系紧张氛围加剧, 美国及欧洲加大了对俄罗斯的经济制裁, 受国际地缘政治因素的影响, 致使国际原油价格一定程度下降, 导致石油开采活动相应减少, 因为传导机制的作用进而影响PSV船的供给, 容易造成运力过剩的局面。但是政治风险对船舶供给关系影响是间断特征且不持久的, 影响程度相对较小。

4. 经济风险

未来全球经济的不确定性对预测营运和作出投资决策的结果更加具有挑战性, 供应船行业直接或间接地与全球金融和信贷市场状况有关, 而且不受船东控制。2015-2016年的全球增长率预计将为3.5%和3.7%, 相比2014年10月期OPEC《世界经济展望》的预测下调了0.3个百分点, 是因为OECD组织对2016年中国、俄罗斯、欧元区和日本经济前景做出了重新评估, 经济增长分别调至6.3%、-1.0%、1.4%、0.8%, 以及一些主要石油出口国的经济活动因油价大幅下跌而减弱, 全球经济的不确定性也加剧了PSV市场的波动和风险。

5. PSV市场竞争风险

船舶供应船是一个竞争非常激烈的行业, 常会压低日租金率和利用率而且对财务绩效有负面影响。行业之间的竞争主要是以价格、服务质量的信誉、船舶质量 (可适性、技术能力) 、安全效率、移动船舶成本、船舶国籍优先权为基础的, 此外国际市场上也受规则、当地PSV船舶建造、悬挂本国国旗、拥有PSV船舶控制权、合同分配给当地承包商、雇佣当地公民和物料本地采购等因素的影响。

四、防范和控制措施

由前面的风险分析可以看出, PSV企业风险的表现形式和变化规律是多样的, 对于不同种类的风险应该采取不同的措施。PSV企业风险控制的方法主要包括风险消除、风险减缓、风险转移、风险规避和风险接受。

(一) 风险消除

是指PSV企业在营运过程中存在可以基本消除的风险。比如PSV船舶安全管理的风险, 针对这样的风险需要找到风险来源, 从源头上找出消除风险的方法。PSV企业可以采用国际标准化组织所制定的ISO9001标准和实施全面质量管理的理论和方法 (TQM) , 减少不合格的老旧PSV船, 另一方面加强船员培训和指导, 提高操纵船舶技能, 避免不必要的事故, 这样既可以获得客户的信任又能获得市场份额;PSV企业也可以通过内部重组的方式, 重新进行调配, 以期充分发挥现有资产的部分和整体效益, 从而为经营者或所有者带来最大的经济效益, 上市公司主要通过收购资产、出售资产、租赁或托管资产、受赠资产, 和对企业负债的重组, 保持适度的规模, 增强PSV企业的综合实力。

(二) 风险减缓

是指对于某些不可避免的风险采取积极的预防措施, 以尽可能地降低风险发生的可能性, 或者将风险损失降至可接受的水平。例如PSV企业船员的流动, 企业可以通过建立激励机制, 在企业文化和价值观方面给予人性关怀和物质方面给予奖励和保障;80%海上事故的发生都是由于人为因素造成的, 所以PSV船员的专业技能、知识水平、心理素质直接关系到能否安全、高效地完成运输任务, 所以要提高船员的理论水平和实际工作经验。

(三) 风险转移

是指通过合同或协议的形式, 在发生风险时将损失部分或全部转移到其他人或组织中去, 通过风险转移的过程可以大大降低经济主体的风险程度, 转移的两种形式是合同和保险, 例如可以通过保险合约或投保行业协会将风险转移到承保人身上, 投保所需要的保险费用分摊至各期租金当中;对于运价或租金的波动, PSV企业可以通过与金融企业, 设计和选择适合PSV的海工金融衍生品来对冲可能发生的风险。

(四) 风险规避

是指考虑到影响预定目标实现的诸多因素, 结合决策者自身的风险偏好性和风险承受能力, 从而做出的可能放弃或终止的决定。风险规避是一种事前控制的方法, 能够在风险发生之前完全消除某一特定风险可能造成的各种损失。例如船东通过宏观经济和微观事项分析预测PSV市场行情不好, 则会减少投资造船, 规避新造船的风险。针对海上自然条件的风险, PSV企业应不断完善防台风、防大雾等一系列措施, 更新配备先进的导航和通讯设备, 建立船舶动态管理系统、加强海洋气象监测等, 增强PSV船舶抗恶劣气候风险的能力, 规避可能发生的风险。

(四) 风险接受

是指无法规避或也不可能转移的风险, PSV企业有足够的实力来承担的风险。一般情况下为自然风险或意外事故 (尤其是外来船舶的碰撞) , PSV船舶在航行过程中, 海上气象环境变幻莫测, 遭受海难沉船事故、搁浅、机械失灵等风险。

摘要：科学合理地防范营运平台供应船过程的各种风险, 对于船企持续改善经营效益和提高供应船竞争力具有重要的意义, 也是加强船企企业风险管理意识和水平的重要举措。文章首先介绍平台供应船的概况, 在此基础之上从内外部环境两个角度总结平台供应船存在的风险, 并在最后从四个方面提出控制平台供应船风险的对策。

关键词：供应船,风险,控制

参考文献

[1]徐甜田.世界海洋供应船发展简介[J].船舶工业技术经济信息, 2000, (05) :38-46.

[3]郑永炳, 唐海波.深水近海供应船的发展趋势[J].大连海事大学学报, 2010, (36) :202-204.

[4]伍凤萍.海洋平台供应船建造项目采购进度管理研究[D].华南理工大学硕士学位论文, 2010.

[5]http://www.tdw.com (Tidewater 2015 annual report) (EB/OL) .

平台供应船龙骨冷却器的腐蚀分析 篇4

NO.110号海工程船在运营过程中发现龙骨冷却器有泄漏现象, 在紧急进坞检修的时候, 发现整个水线以下的外板腐蚀情况比较严重, 安装的龙骨冷却器有严重的腐蚀穿透现象, 且龙骨冷却器上的保护锌块也已经不见, 龙骨冷却器安装的螺栓均已腐蚀殆尽。体水线以下部位腐蚀情况严重。根据以往的经验, 这些腐蚀, 可能是由于焊接电流, 阴极保护系统电流或者船舶电气设备接地产生的电流引起的腐蚀。我们需要对已建造和正在建造的多艘平台供应船进行全面的检查。 (见图1-图3)

2 腐蚀原因检查

2.1 对码头舾装的船舶的全面检查

对于正在进行码头舾装的船舶, 我们使用数字万用表和参比电极退与码头舾装船舶的电位进行测量。采用夹具将连接参比电极的电缆固定到船体结构上, 并保证连接良好。左右舷各选取一定数量的位置用以安装参比电极。因此, 数据显示, 船体结构只有部分在阴极保护下。但因为船体铝锌合金牺牲阳极要求在海水 (通常盐度为0.5%) 中才能发挥作用, 所以船舶一旦进入海洋环境, 船体的电位就会达到标准要求。 (见表1)

2.2 对于进坞船舶的检查

在船舶进坞其间对船舶水下部分的龙骨冷却器和船体阴极保护系统, 进行检查。检查期间, 利用万用表对龙骨冷却器和船体之间的绝缘进行了测量。首部的所有龙骨冷却器测量下来, 所有的绝缘值均大于4MΩ, 满足设计要求。但是, 尾部的龙骨冷却器和船体有短路现象, 电阻在0.3Ω到0.7Ω之间, 右舷冷却器经过检查, 也发现一些不锈钢螺母过去收紧, 导致尼龙绝缘垫圈被压坏。

3 讨论

3.1 一般来说铜镍合金的龙骨冷却器有优异的耐腐蚀和防止海生物附着的性能, 在海水中不需要阴极保护。

但龙骨冷却器设计为和船体结构之间应该是绝缘的。而安装在龙骨冷却器上的锌块仅仅是为了保证在安装的过程中如果冷却器和船体之间没有很好的绝缘也不至于损坏。但如果龙骨冷却器和船体结构没有保证绝缘, 那么安装的锌阳极可以在很短的时间内消耗殆尽。一旦冷却器锌阳极已经消耗了, 那么相邻的钢制部件, 例如连接法兰及其他组件可能发生腐蚀。

3.2 船体阴极保护

设计的电流密度:船体阴极保护系统是按照所需的最低阳极寿命为5年来设计的, 设计的电流密度为主船体18 m A/m2, 推进器和海水箱为100 m A/m2。不同的国际标准对于船舶的阴极保护的保护电流密度有不同的建议。例如目前的德国VG 81256-1标准对于典型船舶的电流密度有如表2的建议。然而, 美国海军对于全球航行的船舶的建议是, 航速小于5节, 有涂装区域的保护电流密度为2m A/ft2 (22 m A/m2) , 航速大于5节, 有涂装区域的保护电流密度为4m A/ft2 (44 m A/m2) (即分别约22 m A/m2和43 m A/m2) 。

目前法国AFNOR的标准附录B.3, 提供了以下全球电流密度的基础上所需的对接间隔: (见表3) 这些值也是欧洲标准草案的建议值。因此, 本系列船设计的电流密度和其他国际标准相比是有点偏低的。

4 结论与措施

4.1 基于现有的信息, NO.

110船右舷龙骨的冷却剂损失是由于连接法兰的的螺母腐蚀导致法兰泄漏。根据现有的数据判断NO.110的螺栓腐蚀是由以下原因造成的。龙骨冷却器和船体之间的短接。船体阳极失效。使用标准紧固件 (即非316螺母) 。

4.2 NO.

110船龙骨冷却器的腐蚀, 船体是典型的电流腐蚀。腐蚀电流源应该是焊接电流 (在安装阶段) 或电气设备接地问题 (船舶营运期间) 。

4.3 为了防止今后在其他船上发生类似的腐蚀问题, 我们从后续船开始采取以下的改进措施。

4.3.1安装龙骨冷却器应当使用冷却器厂家提供的SUS316L材质的螺栓螺母。4.3.2当装安装龙骨冷却器时, 应当确保绝缘用的尼龙垫圈不被损坏, 保证冷却器和船体之间不会短接。所有的龙骨冷却器在安装结束以后都需要测量和船体结构之间的电阻。当干燥连接时冷却器和船体之间的电阻应大于10MΩ。当冷却器充满冷却液时, 稍低的电阻是可以接受的 (>1MΩ) 。在任何情况下, 电阻小于1MΩ是不可接受的。4.3.3在船舶安装调试期间, 直流焊机和船体之间应保持高质量、低电阻的连接。并且焊机也需要有一套良好的接地系统。4.3.4另外船体阳极设计也可以考虑以下几点。

a.在淡水中制造、设计进坞间隔5年的船舶采用铝阳极并不是一个很好的选择。应该优先考虑锌阳极。b.在阳极上船安装以前, 需要确认成分满足标准要求。所有的质量问题都可能导致牺牲阳极的钝化和性能损失。c.固定的方法, 采用螺栓连接, 有可能便于安装和更换, 但可能会导致牺牲阳极和船体结构之间连接不好, 建议改为焊接式的牺牲阳极。d.在龙骨冷却器附近安装额外的牺牲阳极用以防止龙骨冷却器在意外连接船体后能够得到很好的保护。

5 效果追踪

根据分析结论, 我们在NO.115号船以后都进行了施工工艺和产品的改进。2012年1月份, 该船在交船3年后进行进坞。经过仔细检查, 并没有发现龙骨冷却器的腐蚀现象。水下结构的油漆和其他设备的情况也均在设计状态下。

摘要：清洁、环保、绿色将成为现代造船的重要指标, 腐蚀对于营运船舶的影响已经越来越受到各国政府, 国际海事组织, 船东和船厂的关注。

海洋平台UPS系统的研究 篇5

随着人类的科技进步及能源需求的不断增长, 海洋石油已逐渐成为人类未来能源的主要来源, 而海洋钻井平台是海洋石油勘探开发的最重要载体, 平台自身重要设备的供电安全对海洋平台安全运行意义重大。当平台在海上作业而出现发电机停车断电故障时, 海洋平台不间断电源 (Uninterrupted Power Supply简称UPS) 系统可以及时介入成为平台重要设备的保障电源, 并可为平台其他设备进行再启动提供重要支持, 进而可以保证平台设备和人员的安全。

1 UPS系统的组成

UPS系统即不间断电源系统, 其可以有效保证平台重要设备获得有限时长的不间断电源供电。其主要由以下三部分组成:

1) UPS主机。该主机主要包括将交流电整流为直流电的整流模块 (即充电器单元) , 还有将直流电逆变为较高质量交流电的逆变模块, 以及其它转换开关和监测仪表等控制单元。

2) 蓄电池组。该蓄电池组主要是为UPS系统提供电能的存储。蓄电池组的容量应该与负载的实际需求相匹配。目前海洋平台所配蓄电池多为镍镉型或铅酸型蓄电池。

3) UPS分配电板。该分配电板主要为平台各种重要负载进行分配电, 并且该分配电板还具有一定的开关保护功能。

2 一般UPS系统的类型

根据UPS系统与负载设备联接方的不同, 其一般可以分为以下三种类型:

1) 后备式UPS系统。该类型UPS系统主要指当系统正常运行时, 负载由旁路 (即未经处理的主电源) 供电, 当旁路供电故障或者输入电源超出预计限值时, 负载转移至逆变器供电。但该装置供电转换将导致负载出现短时断电的现象, 其一般断电时间为2~10 ms。后备式UPS系统示意如图1所示。

2) 互动式UPS系统。该类型UPS系统主要指当系统正常运行时, UPS逆变器或电源接口向负载供电。当输入电源超出预先设定的电压和频率限值时, 负载转由储能装置供电。互动式UPS系统示意如图2所示。

3) 在线式UPS系统。该类型UPS系统主要指当系统正常运行时, 负载由逆变器供电, 当主电源故障时, 负载转由蓄电池经逆变器供电, 因此主电源故障或超出预先设定的电压和频率限定值时系统可实现不间断的持续工作。在线式UPS系统示意如图3所示。

3 典型双转换线性UPS系统的研究

对于海洋平台而言, 无论是后备式、互动式、在线式UPS系统都可以作为其UPS系统的配置类型。但对于主流先进平台而言, 平台重要负载一般要求其UPS系统能够提供高质量、高稳定性以及低失真的电源保障。本文介绍一种典型双转换线性UPS系统, 该系统属于一种改进型在线性UPS系统, 其可以满足海洋平台重要负载的此种需求。双转换线性UPS系统示意如图4所示。

其具体的工作原理如下:

1) 正常供电运行。即UPS系统外部主交流电源供电正常且在UPS容量限定范围内时, 系统双转换线路 (整流器/充电器、逆变器) 向负载供电。其具体过程为:海洋平台主交流电源输入到UPS系统整流器, 之后系统整流出直流电并输入到逆变器, 同时该直流电还输入到电池进行浮充模式充电, 最后逆变器再为相关负载提供高质量、高稳定、低失真的不间断电源。

2) 电池供电运行。当UPS系统外部主交流电源供电故障或者电源参数超出限定范围时, 逆变器将自动与整流器断开, 并通过并行连接的电池为逆变器提供直流输入, 逆变器再为相关负载提供高质量、高稳定、低失真的不间断电源。同时, 电池与充电器也断开连接。

3) 电池再充电。当UPS系统外部交流主电源由故障状态重新恢复到正常状态时, 整流器重新得电, 并向逆变器供电, 同时充电器也向蓄电池组重新充电蓄能。该状态下逆变器输出与正常状态逆变器输出相同。

4) 自动旁路。自动旁路也叫静态旁路, 当UPS系统出现过载现象或者停机故障时, 静态转换开关将不间断地将负载转移至旁路, 即应急交流输入供电。当UPS系统恢复正常状态后, 负载自动转换回逆变器供电。

5) 手动旁路。手动旁路也叫维修旁路, 当UPS系统逆变器出现故障需要检修而UPS负载又不能断电时, 合上手动旁路开关, 系统将隔离逆变器以及静态转换开关直接由应急交流输入供电, 此时维护人员将可以在负载不间断供电的情况下对UPS进行测试和维修操作。

4 结语

本文通过对海洋平台UPS系统的描述, 介绍了UPS系统的组成与类型, 并进一步阐述了一种典型双转换线性UPS系统的组成及工作原理。该系统可以有效保证平台重要设备获得有限时长的高质量、高稳定性以及低失真的不间断电源保障, 进而可以保证整个平台重要设备和人员的安全。本文通过对海洋平台UPS系统进行分析和研究, 为相关工程技术人员提供有益参考。

参考文献

[1]王锦松.浅谈目前海洋钻井平台技术与未来发展趋势[J].百科论坛, 2012 (7) :363-364.

[2]CCS海上移动平台入级规范[S].

[3]王忆.UPS不间断电源的原理与维护[J].电源技术应用, 2014 (3) :8.

[4]CCS钢制海船入级规范[S].

海洋平台设施腐蚀分析与对策 篇6

通过腐蚀造成的损害危及着海上平台设施和设备的正常、安全使用, 因为这些造成的经济损失和事故隐患后果非常严重, 海上设施的操作者和管理者都在努力寻找一种能够科学并且合理解决海上设施与设备的腐蚀问题的方法和依据。

2 对海上平台各项设施的腐蚀情况的分析及对策

通过对海上平台设施、海上平台设备的现场勘查, 发现存在很多腐蚀问题。本文将调查研究所接触到的事例分析归纳为三个方面:

(1) 人为因素。工程设计、设备选型、材料选购、维护管理; (2) 环境因素。海雾积盐、局部湿热、高温高压、冲击磨蚀、细菌作用, 设备承受压力; (3) 腐蚀类型。均匀腐蚀、点蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、焊接与应力腐蚀、细菌腐蚀。综合分析发现的各种腐蚀问题, 可以得到如下结论:

2.1 人为因素

海水主管、生产水主管、重要设备等一切容易发生腐蚀而不宜停机检修补漏的关键部分, 均需增设旁路和支管等备用管线, 以供抢修时临时应急之用, 从设计开始就统一考虑腐蚀问题[2];在设备的选型上应从设备及设施的全寿命周期考虑其价值, 而不是一味的追求价低者得;海上设施很多防腐、清洗等工作都是不定期的外委实施, 加强对施工队伍和人员的控制, 严格把关施工质量;加强设备和设施的维护管理, 针对设备腐蚀的维护管理需要明确分工和专工负责制。

2.2 环境因素

加强日常的腐蚀巡检, 发现问题及时解决, 同时注意沉积盐以及海洋生物的腐蚀影响[3];现实情况下对于高压高温环境中的防蚀对策, 首先应从选材入手, 注意材料和性能的配合, 特别注意垫圈、密封材料和填料函的选择, 其次是严把施工质量关, 杜绝跑、冒、滴、漏现象, 另外采取有效的防腐蚀措施;防止和减轻冲击磨蚀的措施主要是设计与施工中尽量避免导致湍流的因素, 减少流路中的障碍和突变;控制液体中的颗粒物和气泡含量, 采用抗冲击侵害性能较好的材料和衬层;增加液压或充气缓解;涂覆缓冲防护衬里。

2.3 腐蚀类型

2.3.1 均匀腐蚀

腐蚀反应在金属表面上并且呈普遍发生状态的称为均匀腐蚀, 腐蚀速度可以用重量减小、壁厚变薄来客观度量的一种常见腐蚀形态。均匀腐蚀的产物和已经破损了的涂层产生的残积覆盖更加容易诱发局部腐蚀, 局部腐蚀虽然从材料的重量来看微不足道, 但其危害性要比均匀腐蚀大的多。除锈刷漆是防止和减轻均匀腐蚀以及局部腐蚀的有效措施, 并且具有美化装饰作用。

2.3.2 点 (坑) 蚀

点蚀业被称为小孔腐蚀, 是典型的局部腐蚀情况之一。金属材料被暴露在海洋大气中, 虽然表面上的积盐、落尘和污染物质是诱发点 (坑) 蚀的外因, 但是金属材料内部组织和表面状态的不均匀性则是产生点 (坑) 蚀的内因。为了有效防止和减轻点蚀, 首先应当选用适当的耐蚀材料和保护膜层, 而且注意合理的表面设计与壁厚裕量。钢铁表面喷、浸铝或锌等阳极性涂层, 保持金属表面平滑干净, 排除产生电化学腐蚀的各种因素, 都是控制点蚀的有效措施。使用缓蚀剂时除非它能完全抑制腐蚀, 否则反而会加剧点蚀。

2.3.3 缝隙腐蚀

缝隙腐蚀指的是腐蚀介质中的金属材料的隐蔽部位以及缝隙等部位产生的局部腐蚀。当金属物质与非金属物质之间存在缝隙时, 周围的氧浓度及电解质溶液组成存在一定的差别, 并且还有一定的自催化作用。由此形成活化-钝化电池或氧浓差电池后更加加速缝隙内部的腐蚀。为了解决缝隙腐蚀的问题, 合理的设计方案与正确施工过程是非常重要的, 采用无缝焊接和使用疏水材料制作衬垫可以预防这种情况的发生。缝隙对接面预先衬胶或涂漆, 缝隙处用绝缘防水涂料或胶泥、油脂密封。此外, 与海水或地层水接触的设备和容器也可使用涂料或阴极保护。

2.3.4 接触腐蚀与电偶腐蚀的情况分析及对策

接触腐蚀指金属材料和非金属材料之间相接触并处于电解质溶液中所发生的电化学腐蚀, 其中不同性质的金属之间相接触产生的腐蚀以及相同金属在不同状态之间的接触腐蚀称为电偶腐蚀。电偶腐蚀是典型的电化学腐蚀, 在设计和施工中尽量避免形成原电池的因素, 比如在制作整体结构时选用相同材料或自然电势相近的材料;避免自然电势相差较大的材料相互接触, 在必要的时候使两者之间保持很好的绝缘状态;尽量减少阴极区的相对面积;设计阳极性部件时可考虑便于更换和加大裕量;适当施加阴极保护等是控制和减少电偶腐蚀的有效措施。同时, 也要考虑到金属与非金属间的接触腐蚀, 在设计时应该尽量避免出现。

2.3.5 焊接腐蚀情况分析及对策

焊接金属制件在腐蚀环境中, 特别是在距离焊缝几毫米处会容易发生一种晶间腐蚀。采用的对策一般是选用恰当的适配焊条、对焊接质量进行改善和提高、对焊接工艺进行改进、对焊缝表面在修整处理之后施加严格的防腐涂装。

2.3.6 应力腐蚀情况分析及对策

金属材料在持续性应力和腐蚀性介质的协同作用下发生的腐蚀, 统称为应力腐蚀。减轻或消灭应力腐蚀破裂的普遍措施:

(1) 首先应该对设计方案进行合理的规划, 应力集中的情况应该尽量减少或者避免; (2) 其次应该尽量采用退火、加厚和减轻负荷等手段, 将应力集中位置的总拉伸应力降低到材料屈服的强度以下; (3) 用物化等方法尽量抑制或者完全除去腐蚀介质中危害性大的组分; (4) 尽量选用一些对应力腐蚀破裂不是非常敏感的材料; (5) 最后, 在适当的条件下应该加入充足份量的缓蚀剂或者施加阴极保护。

3 结语

作者长期在海上作业, 在对设备设施的各种腐蚀情况进行了大量的调研工作后, 总结出一些处理腐蚀情况的经验, 同时结合一些相关的理论知识, 从对人为因素、环境因素、腐蚀类型等三个方面入手, 详尽的分析了腐蚀产生的原因, 并且有针对性的对预防腐蚀进行了对策分析。因此, 本文对于控制海上设施和设备的腐蚀有非常重要的借鉴及参考意义。

摘要：本文通过作者多年的海上设施防腐经验, 针对海上设施的腐蚀状况, 从整体上归纳分析总结了海洋腐蚀的主要原因, 并针对每种原因作出相应解决对策。

关键词：海洋腐蚀,人为因素,环境因素

参考文献

[1]朱相荣, 王相润.金属材料的海洋腐蚀与防护[M].国防工业出版社, 1998.

海洋石油平台压力仪表应用初探 篇7

在海洋石油油气生产中,随着生产要求的不断提高,各种类型的压力仪表应用越来越为广泛。本文主要对压力仪表在海上石油平台相关应用,进行初步研究,并结合实际生产中积累的经验,分析在海上油气生产的实际工况下,此类型仪表应用的效果,并对后续工程设计和使用提供参考意见。

1 海洋油气田生产的特点

海洋油气田的生产就是将海底油(气)藏中的原油或天然气开采出来,经过采集、油、气、水初步分离与加工,短期的储存后装船运输或经海管外输的过程。由于海洋油气的生产是在海洋平台上或其它海洋生产设施上进行,因而海洋油气的生产与集输,有其自身的特点,即海洋生产设施应适应恶劣的海况和海洋环境的要求。海洋平台要经受各种恶劣气候和风浪的袭击,经受海水的腐蚀和地震危害等。为了确保海洋平台的安全和可靠地工作,对海洋生产设施的设计和建造提出了严格的要求。

2 压力测量元件概述和适用范围

每个压力仪表的核心是测量装置或称一次元件即压力传感器,压力测量传感器的基本设计类型包括弹性变形型、液柱型和载重活塞型等。海洋设施中使用的载重活塞型压力传感元件,通常限用于测量低压和低真空度的压力表,而液柱型压力传感元件通常限用于管道和容器流体静压试验的净重压力校正仪器上。在海洋油气生产作业中常用的压力传感元件为弹性变形型,该类元件包括波登管、波纹管、共振线、应变仪、膜片型、电容式、弹簧/活塞式和弹簧/圆盘式,其中又以波登管、波纹管、膜片型和电容式最为常用。

2.1 波登管

波登管是海洋油气设施中使用最为广泛的一类压力测量元件,主要作为就地指示用的压力表使用在海洋平台上的容器、管道和设备上。其优点是元件通用,容易获得,使用范围广,具有极大的可靠性和可重复性。缺点是对于很低的压力、低真空或复合测量范围均不适用。另外由于海洋环境恶劣,很多设施具有振动大的特点,波登管对于振动较敏感,不适合作为压力开关使用[1]。

2.2 波纹管

波纹管也是海洋油气工程中常用的压力传感元件,可分为两大类:移动平衡式和力平衡式。每类又包含三种元件,即绝对压力型、表压力型和差压型。不同类别和形式的元件其作用原理和应用范围也各不相同。波纹管型压力传感器的优点是能够精确测量比波登管低得多的压力,其绝对压力范围可低至0 mm Hg~100 mm Hg,而表压可低至0 Pa~1 245Pa。缺点是易受加工硬化影响,对环境温度的变化较敏感。

2.3 膜片型

膜片元件是海洋常用的压力传感器,可分为两种类型即金属膜片和松弛膜片型,金属膜片又分为单膜片和膜盒型。松驰膜片由于本身对施加的压力并不产生反作用,在海洋被广泛用于压力开关,使开关机构与工艺隔离。其优点是能够测量更加精确的压力,其测量的绝对压力和表压通常可低至0 Pa~49.78 Pa。膜片元件还可设计成具有高压超量程保护的功能,可以使用在诸如泵的出口等可能出现瞬时高压的地方。

2.4 电容式

在海洋油气设施中,电容式压力传感器被广泛用在压力变送器中。其精确度为±0.1%~±0.2%,反应速度快,对温度的敏感和磁滞现象都很低;缺点是价格比较贵,主要应用在海洋油气开采和处理的过程自动控制系统中。

2.5 弹簧/活塞式和弹簧/圆盘式

在海洋生产装置的关断系统中,弹簧/活塞式压力传感器通常被用作压力先导阀,也称作杆式先导阀。其优点是具有接受高压能力,并具有截断和排放作用以及设定范围大。其结构坚固可靠,一般在海洋被推荐用于关断装置,特别是像井口等恶劣的环境。弹簧/圆盘式压力传感器通常用于海洋生产设施的报警、启动/停止和关断操作的压力开关,其优点是具有接受高压能力,电气速动,设定范围宽,可重复性强;缺点是仅限用于速动电子开关机构。

3 压力传感器的保护

海洋的工作条件相当恶劣,一般的压力传感器无法在如此恶劣的环境中工作,因此,常用一些压力传感器保护装置来保护传感器,这在海洋仪表设计中必须认真对待。保护装置设计和选择的恰当与否,直接会影响压力仪表的使用寿命和精度,选择不恰当甚至会造成安全事故。下面详细介绍这些保护装置和在海洋油气设施中的应用范围。

3.1 膜片密封

膜片密封件常用来隔离工艺介质与压力传感器。在以下情况下使用隔离:当介质有毒、有腐蚀性、不纯净(即夹带有可能阻塞仪表的固体和泥沙)或可能极冷以致会冻坏仪表。用作隔离工艺介质和压力传感器的膜片密封件是很薄的柔软膜片,在膜片传感器一边的连通空间内充满非压缩性液体。当工艺压力施加在膜片上时,膜片产生位移,足以在压力传感器上建立等同的压力[1]。

3.2 虹吸管

虹吸管通常用来隔离热工艺介质与压力传感器。根据其结构特征,还可作为脉动阻尼。虹吸管是1个环形的金属管状装置(管内有1个的凹处)。它既能加注高沸点的液体,也可加注工艺冷凝液体,作为在热气体或蒸汽中的热阻挡层。热蒸汽至压力传感器之间的通道比较长而窄,促进热传导的表面积大。在大多数的海洋热蒸汽设施和热气体工艺设施中,部分压力传感器的温度限制为82℃,在这种情况下采用虹吸管。

3.3 压力表保护器

压力表保护器即压力限制阀,其作用是通过在预先设定的极限点上阻塞工艺介质,防止压力传感器超压。几种压力表保护器基本结构是介质从入口进入,通过阀塞进入压力传感器。对应工艺压力的反向力来自于膜片后面的弹簧,当工艺压力增加时,它就在膜片上施加较大的力使膜片偏移,把阀塞移向关闭的位置。按设定的压力,膜片产生足够的偏移,关闭阀塞。可通过压缩或放松弹簧来调整设定点,从而改变所需关阀的力。

在海洋油气设施中,使用低测量范围的压力传感器来检测泵周围的密封泄漏,在压力传感器下部装1个压力保护器是很有用的。如果由于密封故障而导致慢性泄漏时,压力传感器将指示压力增长。密封故障严重时,压力保护器将保护传感器并可能消除压力传感器破裂的潜在危险。

3.4 海洋环境对仪表材质的要求

由于海洋的气候条件恶劣,空气中含有很高的盐分,且工艺介质大多含有腐蚀性,对仪表外壳与工艺介质接触的连接部分的材质,有着高于陆地的要求。一般压力表外壳要求使用至少316不锈钢,电子变送器一般可以使用铸铝外壳,但要在外表面喷涂海洋专用漆。

4 设计参数

压力仪表的设计选型需要下列资料、参数:

a)最大、正常及最小系统设计压力;

b)如不同于正常压力则预定工艺压力设定点;

c)确定最大和最小的需经校准调节测量的操作压力;

d)工艺和环境温度;

e)工艺介质状态,气体还是液体;

f)影响材料选择的工艺介质组分,如腐蚀性、侵蚀性或含有杂质的流体;

g)应用要求,如就地安装、远距离安装、指示、调节、传输等;

h)回路中下1个调节装置的信号输入要求;

i)是否需要远传,仪表是气动还是电动;

j)测量和调节所要求的精度。

5 结语

随着近年来海洋石油事业的快速发展,越来越多的海洋油气田将被开发,这意味着在中国将会有很多海洋的油气生产设施即将被应用,这就要求行业设计人员不断的摸索和总结适合于海洋石油工程的产品,同时也要求国内的仪表生产厂家能够根据海洋石油工程的发展,设计和制造出相应的设备设施,加快国产化进程。

参考文献