天津港石化码头

2024-10-02

天津港石化码头（共5篇）

天津港石化码头篇1

1 研究背景与文献综述

天津港石油化工码头有限公司是天津港（集团）有限公司直属最大的专业化从事散液货物装卸的公司。公司目前拥有四个深水石油化工散装液体货物泊位和全国最大的原油、成品油分配站各一座，岸线总长达到1227.5米。随着公司发展规模的不断扩大，并相继通过ISO9000/14000、Ohsas18001、卓越绩效等标准，公司内部对管理与生产作业的流程控制更为缜密严谨。近期完成的输油臂密封泄漏检测系统，更是为公司生产作业提供了可靠的安全保证。

光纤传感器是上世纪80年代后期出现的一种新型传感器，经过20多年的发展，它已应用在社会生活的许多方面，如工业在线检测，有毒有害气体分析等[1]。部分大型化工厂及石化企业已将其用于管道泄漏检测等领域，但将其和输油臂结合用于输油臂的密封部位泄漏检测，则未了解到先例[2]。焦娇娜等人构建了城市燃气管网泄漏检测系统，并设计实验研究如何精确选取系统监测点以及负荷的改变对管网压力的影响[3]。黄悦，王强通过设计实验分析了一种分布式光纤泄漏检测系统分别在空气和水下环境的性能[4]。本系统将光纤检测技术应用于输油臂密封泄漏的检测，其主要关注内容为：(1)输油臂的常规密封结构及密封性能；(2)输油臂密封部位泄漏所导致的安全及环境问题；(3)防止输油臂密封部位泄漏的常规方法及效果；(4)利用光纤气体传感器检测泄漏的原理及具体实施方法。

本系统的预期目标为：(1)为石化码头公司输油臂的密封泄漏检测提供一种技术先进的解决方案；(2)使该解决方案能够在更广泛的区域得到推广普及，促进所有石化类码头的安全生产。

2 系统关键元件选用及试验

本系统使用的是高温型光电输油臂溢油报警传感器LLC210D3-003，如图1所示，采用空气中输出高电平，24VDC供电，N沟道MOS管漏极开路输出的原理制作而成。控制电路部分利用反馈电压启动继电器，继电器常开触点闭合使电路导通，声光报警器开始工作达到报警目的，同时报警信号接入调度自动化系统上传至调度指挥中心。

为检测该传感器对各类油液的灵敏度，在使用前进行了研究试验。试验原理是由于输油臂溢油报警传感器可以反馈输出电压功能，利用反馈电压控制继电器及控制白炽灯与蜂鸣器工作达到报警的目的。试验检测装置如图2所示，实验中涉及到的仪器包括输油臂溢油报警传感器、24V直流电源、24V继电器、24V白炽灯、24V蜂鸣器和相关电路导线。试验中，共设置有四组被测液体，分别为原油、汽油、柴油、锂基酯和水。

具体实验步骤如下：(1)将输油臂溢油报警传感器与24V电源连接（传感器有三条输出导线：红色、蓝色和绿色），红色导线和电源正极连接，蓝色导线和电源负极连接；(2)传感器的红色导线作为公共端与绿色导线连接到继电器的线圈接口；(3)白炽灯和蜂鸣器并联到24V电源上，继电器的常开触点作为白炽灯和蜂鸣器的开关连接到电路中；(4)手持传感器，缓慢地将传感器的感应触点与被测液体接触。

当感应触点与被测液体完全接触，继电器开始工作，闭合常开触点，此时电路导通，白炽灯被点亮，蜂鸣器开始报警。且在电路导通时测量传感器的反馈电压（即红色导线和蓝色导线之间的电压）显示为24V时，则表明与电源电压一致。图3为现场对管道中经常运输的几种油品包括原油、汽油、柴油，并与锂基脂和水进行的对比实验，实验证实本装置对液体以及胶状物体都能精确的检测并反馈出电信号。

3 系统整体设计与实施

本系统设计为天津港石化码头南三泊位输油臂加装漏油检测装置，包括301、302、303、304共4台输油臂。系统选择安装在检漏孔处，若密封圈漏油，有利于第一时间检测到油体并报警。本装置选择安装在原装位置的观察口处，若密封圈漏油，有利于第一时间检测到油体并报警，而锂基脂的不流动性这一特点正好掩盖了漏油检测器的弊端，避免因为检测到锂基脂而误报警，在正常使用和正常保养（加入适量锂基脂）输油臂的情况下，本装置能准确的达到报警的目的，图4为输油臂加装漏油检测装置实际安装现场图片。

4 软件功能实现

登陆石化码头自动化监控系统，可以看出天津港石化码头的总体布局包括南一、南二、南三、南四等多个泊位，并对应分配站的布局，如图5所示。该系统的菜单栏选项包括设备工艺、作业流程、记录查询、历史趋势、报警汇总、系统管理和系统帮助等多个模块功能。以“南三溢油检测”应用为例，描述系统的设置和对应的检测方案与工艺。

点击系统主界面右上方的“南三溢油检测”按钮，即可进入输油臂溢油检测系统界面（图6）。页面布局包括南三泊位各个输油臂的溢油检测按钮区、溢油检测泄露趋势图区、输油臂图号多选框区和说明区。其中输油臂的溢油检测按钮显示为绿色则表示各输油臂溢油现象没有发生，系统正常工作。而按钮显示为红色并闪烁，则表示该输油臂存在溢油现象。在溢油检测泄露趋势图区中的趋势图可以形象查看输油臂泄露的动态的检测变化趋势，其中动态变化可以有15分钟、30分钟、1小时、6小时、12小时和24小时等不同时长的选择。其中漏油检测趋势图可以选择输油臂的不同图号区域，灵活显示不同变化区域的溢油泄露检测。因此，在检测系统画面中，可以进行如下操作：(1)配置Chart对象启始日期和对象，定期查看检测点的状态（正常/报警）；(2)通过图表配置，查看检测点历史趋势图，并能通过系统导出EXCEL格式的监测报告表格，如图7所示。通过图表配置对话框，可以编辑趋势图的数据显示、线图线型、颜色、时间标示、X-轴、Y-轴、网格和图例形式等。

在检测系统投入使用一周后，检测到303臂2#圈发生渗漏。经拆检，发现聚四氟密封圈唇口弹性不足，导致油品作业时渗出到检测孔。因S3输油臂新购置只有两年，经联系厂家，确认该批次密封圈质量有缺陷，厂家派人检查并更换了S3泊位所有臂的密封圈。此次事件证实了该系统能够保证石化码头生产作业安全，效果显著。

5 结论

本文主要论述了天津港石化码头公司输油臂密封泄漏检测系统的应用研究情况，介绍了高温型光电输油臂溢油报警传感器等关键元件的选型，并做了原油、汽油、柴油、锂基脂和水等液体溢出报警对比实验，并为天津港石化码头南三泊位设计了输油臂加装漏油检测装置，包括301、302、303、304共4台输油臂系统。并通过软件开发技术，将输油臂密封泄漏检测系统开发嵌入到了天津港石化码头自动化监控主系统，重点以南三泊位为例描述了系统架构的设置和对应的检测方案与工艺。

参考文献

[1]苏庆菊.输油管道泄漏检测系统的研制[D].浙江大学,2013.

[2]王佳.机场油料供给管网泄漏检测系统研究[D].西安石油大学,2014.

[3]焦娇娜,玉建军,韩克顺,严铭卿.城市燃气管网泄漏检测系统构建与实验设计[J].煤气与热力,2013(07):22-25.

[4]黄悦,王强,杨其华,章仁杰.水下天然气管道分布式光纤泄漏检测系统实验分析[J].激光与光电子学进展,2014(11):85-88.

天津港石化码头篇2

1 天津港自动化集装箱码头信息管理系统设计背景

天津港自动化集装箱码头的信息技术应用主要经历3个发展阶段：第一阶段，采用先进的信息系统提升码头业务管理水平；第二阶段，逐步以计算机操作系统（如电子数据交换系统、全球定位系统等）取代人工操作；第三阶段，通过应用智能化技术（如无线数据终端技术等）提高码头作业效率。这些有益尝试对提高码头作业效率、保证服务质量产生积极影响，并在很大程度上促进港口的现代化进程。

未来，随着全球集装箱运量逐渐增长及集装箱船舶大型化趋势日益明显，集装箱码头发展面临以下局面：一方面，集装箱码头面临通过能力不足以及提高服务水平、降低运营成本、提升环保等级的压力；另一方面，基于先进科技发展成果的集装箱码头自动化作业技术、设备和控制软件得到重视和发展，并逐步得到推广应用。鉴于此，天津港致力于运用最新的装备制造技术和信息技术建设自动化集装箱码头。

2 天津港自动化集装箱码头装卸工艺特点

在岸边装卸和运输环节，天津港自动化集装箱码头采用“跨运车+新型岸桥”工艺。在堆场装卸环节，自动化轨道式集装箱龙门起重机（Automated Rail- Mounted Container Gantry Crane，ARMG）工艺最为成熟，但其存在带箱行走距离长、能耗高等缺点；因此，在此基础上吸收轨道工艺的优点，创新引入梭车接力运输系统，由梭车完成堆场集装箱水平运输，由ARMG完成堆场集装箱装卸。梭车工艺适于长距离运输，与天津港自动化集装箱码头纵深较长的特点相适应，有利于降低堆场装卸整体能耗；不过，该工艺对码头信息系统的控制和处理能力提出更高要求。

3 天津港自动化集装箱码头信息管理系统构建

从天津港自动化集装箱码头实际装卸工艺出发，遵循分工协作、互联互通的原则，构建数据畅通、功能优化、分工明确、标准统一的信息管理系统，使其成为码头物流和信息流的总调度。

3.1 明确系统组成

天津港自动化集装箱码头信息管理系统主要由码头操作系统（Terminal Operation System，TOS）、设备控制系统（Equipment Control System，ECS）和数据交互接口组成（见图1）。

图1 天津港自动化集装箱码头信息管理系统

TOS由资源计划系统、电子数据交换系统、监控及识别软件、作业计划系统和设备控制接口组成，其主要功能是计划和指派任务、管理任务状态以及向ECS发送指令并接收反馈信息。

ECS包括以下模块：（1）机械控制模块，控制特定的自动化设备（如梭车、轨道吊和桥吊等），该模块是ECS的核心组件；（2）支持性服务模块，负责与TOS的数据交互；（3）诊断模块，负责机械状态监控、关键指标分析和作业日志管理；（4）图形化显示模块，提供图形化用户窗口和远程操作台控制功能。ECS的主要功能包括接收作业信息、驱动设备执行指令、监控设备运行状态、向TOS反馈作业信息及设备状态等。

TOS与ECS之间通过数据交互接口实现任务指令传输和处理。为使数据流转更加高效、灵活，设计管理总线架构（见图2），由管理总线连接指令模块与控制模块，并通过发布和订阅机制完成高密度数据交换。采用管理总线架构后，用户可以根据需求定制所需要的模块，实现控制设备的自由组合和灵活添加，以适应未来码头的发展要求。

图2 管理总线架构

3.2 优化系统功能

3.2.1 派位算法优化

派位算法按进口箱、出口箱、中转箱、存储箱和其他类型箱进行分类。算法分组模式包括混港模式、混航线模式、混船模式、双箱模式、进出口箱混放模式、任意箱型混放模式、不混港模式、不混航线模式、不混船模式、进出口箱不混放模式等。堆码模式包括垂直方向（按列）、水平方向（平铺）、区分卸货港、区分船舶、区分质量等级、区分航线、区分进出口箱、区分重箱和轻箱的前后顺序、区分危险货物等级、区分空箱和重箱、区分特殊要求等。

自动化集装箱码头作业指令分配以减少堆场操作、提高空间利用率为目标，只有综合考虑作业时间、作业距离、工作量平衡等因素，依靠标准化作业流程和作业参数实现自动分配，才能提升指令分配和设备调配的可控性和有序性。

3.2.2 派工算法优化

在集装箱移动过程中，跨运车指令、梭车指令和场桥指令组成一个完整的循环，每个环节紧紧相扣、相互控制。派工算法根据全局代价、指令优先级、指令超时等多种因素，合理地生成和排列跨运车、梭车、场桥的作业指令，平衡作业量，使作业指令在作业环节等待的时间最短（如堆场作业等待时间最短、海侧交换区等待时间最短等）。

3.2.3 异常情况下干预手段创新

若自动化集装箱码头在作业过程中发生机械故障、特殊作业等异常情况，则由人工进行干预处理。为更有针对性地完成人工操作，ECS中的诊断模块除负责监控和分析自动化设备的工作状态外，还会在诊断出问题时给出提示或报警，以便人工干预和处理。

3.3 设计数据交互标准

自动化集装箱码头TOS具有与ECS通信的数据交互接口。数据交互接口由TOS链接口、消息队列和ECS链接口等组成。当TOS生成任务（如指令分配、箱信息、设备信息）后，通过TOS链接口的Web Service接口将任务添加到请求消息队列中；ECS链接口接收到任务指令后完成设备控制操作，并将处理结果发送到结果消息队列中；TOS调用Web Service接口获得返回的结果信息。

TOS与ECS的数据交换采用消息机制，通过消息队列和Web Service接口实现以下信息交互：（1）任务指派，即单条或批量任务的生成、更新和取消；（2）设备状态交互，涉及设备实时状态和实际位置反馈以及与设备操作状态相关的信息反馈；（3）堆垛状态交互，涉及区域（冷藏区、海侧交换区、陆侧交换区）状态信息以及设备或人员到达信息；（4）堆场地图更新，初始化时，ECS从TOS获取堆场集装箱位置更新信息，任务进行时，ECS根据任务状态实时更新堆场地图，TOS根据ECS返回的任务状态实时更新堆场地图。

（编辑：谢尘收稿日期：2014-11-26）

天津港石化码头篇3

物流金融作为物流业与金融业协同发展的产物, 在为彼此双方带来的利益的同时极大的促进中小企业的发展, 其优势已被广泛的认同, 在煤炭、钢铁、棉花、橡胶和汽车等行业中得到普遍的应用, 可借鉴的成功案例较多。由于我国石化行业所存在的特殊性, 导致在此领域研究及应用的范例较少, 但鉴于我国市场经济的发展, 特别是党的“十八大”明确提出打破行业垄断, 鼓励民企进入的总体要求, 中小企业涉足石化行业的步伐将明显加快, 加强物流金融的研究与实践将对于石化码头企业的发展带来新的机遇。

2物流金融基本概念及作用

物流金融是指将金融工具运用于生产供应链中, 借助物流公司对动产进行质押监管, 使得资金流、物流、信息流有效和协调运转, 创造更多价值的融资活动。参与物流金融的主体主要有三个分别是银行、物流公司及融资企业。三方主体在合作中各自获益、实现共赢。对银行来说, 通过对流动资产的质押监管, 避免了信用贷款业务中信用违约风险的发生, 使得贷款风险大大降低, 同时增加了客户来源。对物流公司来说, 摆脱了传统物流仓储业务竞争强、利润低的粗放经营怪圈, 通过与银行的合作满足了客户的融资需求, 实际上开辟了新的增值服务业务, 增进了对客户的了解, 稳固了与客户的合作关系, 增加了自身的核心竞争力。对融资企业来说通过暂时将动产质押的方式从银行取得贷款, 补充到流动资金领域, 以此提高企业的资金融通能力和缓解资金压力。

3开展石化产品物流金融的市场需求分析

石化码头行业的发展是伴随着石油化工行业的发展而发展的, 研究石化物流金融必须从石化行业着手。目前就全国总体情况而言, 中石油、中石化等少数大型国有石化企业掌握着原油及成品油进口权, 主导了国内的主要的成品油市场的销售, 他们无需在市场上进行融资。随着我国改革开放的逐步深入, 特别是在加入“WTO”之后, 国家逐年放开了燃料油进口权, 以燃料油为原料的深加工技术日益成熟, 为地方和民营炼油企业的生存和发展提供了保证, 其生产出来的成品油在满足市场需要的同时, 也在改变着国内成品油流通市场的格局, 大批中、小民营成品油批发、零售商在全国范围内活跃起来, 他们对融资方面的需求随着物流方面的不断的扩大而加大。石化产业物流金融的市场将逐渐增大, 其增长速度将是我们无法预计的。

4石化码头企业开展物流金融的模式选择

物流金融的模式多种多样, 主要有:仓单质押、保兑仓、信用证项下质押融资、融通仓、海陆仓和供应链等。通过对比分析, 我们发现仓单质押、保兑仓、信用证下质押融资、融通仓都是建立在对动产进行质押融资基础之上的。相对于前四类业务, 海陆仓只是突破了地域限制, 将其他四类业务开展于更广阔的范围, 另外, 基于海陆仓的自身特点在某些情况下还可以搭配保理模式, 在存货质押融资的基础上扩大物流公司融资业务的范围, 扩展到基于应收账款的债务融资。而融通仓业务中, 物流公司提供服务时充当了更多银行的角色。供应链金融是指给予企业商品交易项下应收应付、预收预付和存货融资而衍生出来的组合融资。是以核心企业为切入点, 通过对信息流、物流、资金流的有效控制或对有实力关联方的责任捆绑, 针对核心企业上、下游长期合作的供应商、经销商提供的融资服务。其目标客户群主要为处于供应链上下游的中小企业。供应链金融主要涉及四个运作主体:物流企业、金融机构、核心企业和上下游企业, 其中核心企业和上下游企业是融资服务的需求者。金融机构为融资服务的最终提供者, 但以不参与实际操作。物流企业作为贷款的提供者的同时为企业提供仓储、配送、监管等服务。从风险控制体系的差别以及解决方案的问题导向维度上看, 供应链金融的运作模式分为存货融资、预付款融资、应收账款融资模式;采取的标准范式为, “1+N”, 即以核心企业“1”带动上、下游的中小企业“N”进行融资活动, “+”则代表两者之间的利益、风险进行的连接。

目前, 从国内地方和民营企业石化产品的物流形式上看, 基本上是以中小销售企业向地方炼油企业购买成品油后再进行跨区域物流, 从物流的表面上看是中小销售企业, 但资金的最终流向为地方炼油企业, 地方炼油企应为核心企业。这种物流与资金流的方式与供应链金方式较为一致, 因此笔者认为应采用供应链金融运作模式项下的存货质押融资最为适宜。

图1中序号表示的步骤的含义为:

1签订购销合同。融资企业与核心企业签订购销合同。

2提出申请。融资企业以与核心企业的购销合同向第三方物流企业提出存货质押申请, 缴纳保证金。

3签订回购合同。第三方物流企业与核心企业签订回购合同。

4发放贷款。第三方物流企业代替融资企业向核心企业支付货款, 将对融资企业的贷款用作向核心企业的货款支付。

5移交货物。核心企业将货物运送至第三方物流企业。

6偿还贷款。融资企业向第三方物流企业偿还贷款。

7发放货物。第三方物流企业根据融资企业的还款情况向其发货。

采用此种供应链金融中存货质押融资较其他物流金融方式的优势在于:

1减少第三方物流企业的风险:由于核心企业的加入, 物流企业的角色发生了转换, 将原有仅与采购商发生关系, 承担相应风险, 转化为与核心企业的分险共担。

2具有示范作用, 提高成功率:供应链金融采用的是“1+N”模式, 就目前石油化工行业而言基本上是多个中小企业为绕一个大型石化企业进行油品贸易的具体情况, 做好一个N的工作, 从一个“N”到“1”, 再从“1”到“N”中的每一个“N”, 工作效率将大大提高。

3全程控制, 扩展异地。供应链金融运作模式项下的存货质押包括部分的动产质押融资和一部分的权力质押融资, 而权利质押与物流企业的结合, 做到全程可控, 打消区域性的束缚。

结语

物流金融理论发展较快, 学派与模式较多, 其主旨在于以动产 (物流商品) 为质押物, 开展对中小企业服务。由于石油石化行业垄断性的存在, 造成了在此行业的发展的局限性与滞后性, 但随着石油化工行业改革的逐步升入, 民资企业不断地涌入, 石化行业的物流金融将呈加速发展的趋势。

摘要：物流金融的作用已被广泛的认同, 但在石化物流领域, 特别是石化码头企业尚无成功案例, 通过对石化物流金融需求分析和物流金融各种方式的比较, 找出最适合石化码头企业开展物流金融的方式。

关键词：物流金融,市场需求分析,模式的选择

参考文献

天津港石化码头篇4

天津港太平洋国际集装箱码头三期工程位于天津港东疆港区。新建码头为钢管桩和预应力混凝土梁板结构, 码头长2300m, 由38个结构段, 由1456根φ1200mm和1708根φ1000mm的钢管桩支承。钢管桩材质为Q345B。

根据码头结构和钢管桩各部位的高程, 该工程的钢管桩处在水位变动区, 海水全浸区和海泥区三个区域。由于码头结构终年处于海水及海洋大气环境中, 长期受到氯化物、硫化物、海洋微生物以及各种阴、阳离子等的腐蚀, 码头结构不可避免地要受一定程度的腐蚀, 直接影响到码头的使用年限和安全。

针对码头钢管桩存在水位变动区、海水全浸区和海泥三个防腐区的实际情况, 通过技术论证和经济比较, 参照国内外有关技术规范和大量成功的实际工程经验, 确定对钢管桩水位变动区和部分海水全浸区采用外加电流阴极保护与长寿命防腐涂层联合保护, 对钢管桩海水全浸区和泥面以下15m部分长度裸露钢管桩采用外加电流阴极保护。[1]

2 阴极保护系统

外加电流阴极保护系统包括辅助阳极、直流电源、参比电极、检测设备和电缆。

2.1 阴极保护主要参数[2]

根据工程整体设计原则, 确定本工程阴极保护最大负电位 (相对于Ag/AgCl参比电极, 下同) 控制在-1.10V以下, 最小负电位确定为-0.80V。各部位保护面积、保护电流密度、保护电流值见表1。

考虑电流余量, 外加电流阴极保护部分实际需要, 总电流为计算电流的1.1倍, 总保护电流为11495A。

2.2 直流电源

本工程采用整流器作为直流电源, 具有技术性能稳定可靠、环境适应性强等特点。根据使用条件、辅助阳极的类型、被保护结构所需电流和保护系统回路电阻, 本工程共安装整流器29台, 每台额定输出电流为450A, 输出电压20V, 能够满足辅助阳极的发出电流需求。

2.3 辅助阳极

本工程的辅助阳极采用复合金属氧化物涂敷钛阳极, 该阳极输出电流密度高, 工作电流密度达500A/m2～1 000 A/m2, 具有良好的电化学性能, 消耗率5×10-6 kg/A·a, 属于不溶型阳极, 设计使用寿命可达50年以上;额定输出电流可达30A以上。

本工程共安装规格为125 mm×1 000mm的阳极464个, 每个阳极额定输出电流25 A以上, 总输出电流11 600A, 大于总保护电流需求。采用区域均匀布置, 并兼顾电场特性, 使保护电流均匀分配到全部被保护钢结构表面。

2.4 参比电极

根据设计原则要求, 每台直流电源需配置3个参比电极, 本工程外加电流阴极保护系统共安装87个永久性银/氯化银参比电极, 可随时对监控数据进行校核, 从而提高监控系统的安全度。

2.5 电连接

钢管桩之间的电连接是实施外加电流阴极保护的重要前提, 是对保护效果有重大影响的隐蔽工程项目, 本工程采用Φ14mm圆钢作为电连接钢筋, 钢筋总长度28500m, 码头各结构段之间的电连接采用U型柔性材料。

3 远程测控系统

远程测控阴极保护系统由测控中心的控制计算机、通讯平台和具备远程测控的阴极保护设备组成。

本工程的整流器可以通过监控系统进行遥控, 通过安装于变压整流器中的信号采集单元, 收集钢管桩保护电位数据以及变压整流器的工作参数, 由控制电缆将收集到的信息传输到集中发射装置, 通过终端计算机接收模块收集并处理各发射装置输出的数据, 控制人员可以通过监控软件, 监测系统工作情况, 并可根据情况, 发出相应的调整指令, 构成了远程测控系统, 这就是本工程监控系统的工作流程, 整个远程测控系统示意图如图1所示。

4 阴极保护运行结果分析

码头阴极保护系统从2006年底开始投入使用, 通过远程监测和定期现场检测的方法对系统进行维护。由于系统较多, 并且全部29个保护单元具有重复性, 因此我们选取1#和6#系统进行说明。

表1中给出了2010年6月份的整流器远程检测数据和现场检测数据

4.1

从表1中数据可以看出全部的参比电极电位均处于正常的保护电位范围-800～-1100中, 6月份的远程监测数据和现场检测数据相比差距不大, 在整流器允许的误差范围内。

4.2

对比6月30日和12月21日数据可知, 12月21日的参比电极保护电位和6月30日的电位相比有了一定幅度的上升, 根据电化学腐蚀原理可知, 温度对于钢结构的腐蚀速度具有影响, 由于温度降低, 导致海水的电阻率升高, 因此钢结构的腐蚀速率下降, 需要的保护电流减小, 因此保护电位在冬季的时候会升高。

5 结语

5.1

码头外加电流阴极保护系统整体运行良好, 监测数据结果表明系统运行稳定。

5.2

全部的参比电极电位均处于规范规定的保护电位范围内, 码头的钢管桩能够得到有效的保护, 腐蚀得到抑制。

5.3

冬季由于温度降低, 钢管桩腐蚀速率减小, 可以适当调低保护电流输出, 使系统在最优化状态运行。

参考文献

[1]胡士信.阴极保护工程手册[M].北京:化学工业出版社, 1999.

[2]JTJ230-2007, 海港工程钢结构防腐蚀技术规定[S].

天津港石化码头篇5

在港口码头工程中, 钢管桩基础已被广泛使用, 其特点是单桩承载力高, 抗弯能力强, 施工速度快。但是, 海洋环境比陆地环境恶劣得多, 对钢结构的腐蚀也尤为严重。海洋大气中的盐雾、海水中的溶解氧、海洋生物, 海底土壤中的细菌等, 在钢管桩未进行有效保护状态下都可不同程度造成钢管桩的腐蚀, 平均腐蚀速度可达0.3 mm/年～0.4 mm/年, 局部腐蚀速度甚至可达1 mm/年, 在腐蚀最严重的部位易造成钢管桩局部穿孔, 甚至呈截断状态, 因此影响到码头的使用年限和安全。据资料报道, 20世纪60年代日本曾发生过多次钢管桩码头由于未采取有效保护, 以致造成局部严重腐蚀导致码头塌陷的事故。可见, 对钢管桩采取及时有效的防腐保护措施是非常必要的。

2 钢管桩防腐保护方法

钢管桩防腐保护方法主要分为两类:防腐涂层保护和阴极保护。

防腐涂层保护就是在被保护体表面喷涂一定厚度的防腐涂层, 使被保护体与外界腐蚀环境隔离, 从而达到防腐效果。其有如下优点:1) 涂层与基体结合牢固, 表面硬度高, 耐磨, 涂层寿命长, 长期经济效益好;2) 工艺灵活, 适用于重要的大型及难于维护的钢铁结构的长效防护, 且可现场施工;3) 涂层经封闭及涂装处理, 可大大延长涂层的使用寿命, 但是施工工艺要求严格, 表面处理必须达到Sa2.5级, 要求有专业熟练操作工人, 施工周期较长。

阴极保护又分为牺牲阳极和外加电流两种方法。

牺牲阳极的阴极保护是将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金相连, 使阳极被腐蚀消耗, 被保护体极化以降低腐蚀速率, 从而使被保护金属得到保护。牺牲阳极的阴极保护具有保护效果稳定可靠, 系统安装简单, 一次安装可以达到长期保护的要求, 不需专人维护保养等优点, 但是用于高电阻率介质中 (如土壤、淡水) 时受到一定限制。

外加电流阴极保护法, 是通过外加电源来提供所需的保护电流, 将被保护的金属作阴极, 选用特定材料作为辅助阳极, 从而使被保护金属受到保护的方法。外加电流阴极保护具有不受介质电阻率影响的优点, 但系统安装调试复杂, 使用过程中容易产生和受到杂散电流的干扰, 并需要专业人员管理维护。

通常情况下, 防腐涂层保护和阴极保护联合使用, 一方面, 阴极保护可以有效防止防腐涂层破损处产生的孔蚀, 延长防腐涂料的寿命;另一方面, 防腐涂料可改善阴极保护电流的分布, 增大阴极保护的半径, 使阴极保护更为高效、经济。两种保护的联合使用弥补了使用一种保护的不足, 使被保护体得到充分的保护。

天津港20万t级原油码头工程码头部分桩基全部采用钢管桩, 该工程钢管桩处在潮位变动区、海水全浸区和淤泥区三个区域, 由于终年处于海水及相应大气环境中, 长期受到氯化物、硫化物、海洋微生物以及各种阴、阳离子等腐蚀, 不可避免要受一定程度腐蚀, 直接影响码头使用年限和安全。通过技术论证和经济比较, 参照国内外有关技术规范和大量成功的实际工程经验, 本码头钢管桩采用防腐涂层保护与外加电流阴极保护联合保护。

3 防腐涂层保护在天津港20万t级原油码头工程中的应用

3.1 钢管桩涂装长度及面积

码头钢管桩自钢桩顶部以下0.1 m～8 m范围的钢管桩水潮差区和部分海水全浸区采用涂层防腐保护。钢管桩涂装长度及面积详见表1。

3.2 技术要求

防腐涂料设计有效保护年限为20年, 届时, 涂层表观破损率不大于总涂装面积的5%, 经局部维修后, 达到涂料最终使用寿命50年的设计要求。

钢管桩表面处理采用喷砂除锈, 其等级要求为:清洁度Sa2.5级, 表面粗糙度Rz 40 μm～70 μm。

采用能与阴极保护配套, 具有较好耐碱性抗阴极剥离性能, 抗阴极剥离电位不小于-1.10 V的厚浆型环氧涂料, 本项目采用环氧改性玻璃鳞片涂料。

采用高压无气喷涂工艺施工, 涂装道数不少于2道, 涂装总厚度不少于600 μm。

环氧改性玻璃鳞片涂料, 其突出优点是渗透性强, 具有优异的封闭性能和附着力。

3.3 防腐涂料施工

裸露钢板 (材) 表面预处理采用喷砂方法。喷砂清理所用磨料必须清洁、干燥。应根据钢结构表面原始锈蚀程度、设计或涂装规格书所要求的喷射工艺、清洁度和表面粗糙度选择磨料的种类和粒度。在喷砂表面处理前, 所有油脂、水、灰和盐等用适当的方式去除。喷砂处理至Sa2.5级并达到Rz40 μm～70 μm表面粗糙度。钢管桩焊缝应光滑, 所有因焊接、切割、火工灼伤或机械损伤部位及锈蚀处, 应采用喷砂清洁处理至 Sa2.5级, 并达到一定表面粗糙度。

涂料施工环境要求较高。施工不应在雨天、雪天、大雾天、大风及寒冷天气进行。被涂装表面温度应不小于底材露点3 ℃。大气相对湿度大于85%时不应施工。除特别说明外, 待涂钢管桩表面温度应在5 ℃～45 ℃范围内, 如超出本范围, 应采用适当手段处理后方能施工。施工部位应保持良好, 且能安全出入通道、有良好照明和通风, 以便进行表面处理和涂装施工, 同时也便于质量检查。

涂料施工。采用高压无气喷涂方式, 并应采用正确枪距 (350 mm～400 mm) 与角度 (与被涂表面成直角) , 适当的喷嘴 (尺寸、幅度等) 。喷涂设备及压力应达到产品说明书要求, 以保证漆膜均匀, 平整, 光滑。涂装应严格按照JTJ 230-89海港工程钢结构防腐蚀技术规定及产品说明书要求施工。应特别注意油漆的涂覆间隔和干燥问题, 双组分油漆应注意甲、乙组分正确配比, 搅拌混合、熟化及有效使用期等。经表面处理后, 应于4 h内以正确方式将油漆涂覆于待涂表面。任何油漆漆膜的缺陷应及时修补。

3.4 防腐涂层施工的检验

防腐涂层的附着力必须满足产品说明书中的规定和设计要求。涂层附着力检查属于破坏性检查, 可用同条件下制作的板状试件进行试验。如在结构上直接进行附着力检测时, 应选择非重要部位, 测试后立即补涂。

检测方法:当漆膜厚度大于120 μm时, 在涂层上划两条夹角为60°的切割线, 切线应划透涂层至基底, 用胶布粘牢划口部位, 然后沿垂直方向快速撕起胶带, 涂层应无脱落;当涂层厚度不大于120 μm时, 可用划格法检查, 其试验方法及判定准则见GB 9286色漆和清漆划格试验。

检查数量:每10根桩抽测1根。

3.5 防腐效果

通过对码头钢管桩涂层防腐的检测, 达到了预期的防腐效果, 弥补了单一使用外加电流阴极保护的不足。

4 结语

天津港20万t级原油码头工程处于沿海地区, 水上和水下特别是海浪飞溅区, 极易对钢管桩严重腐蚀。本次应用重腐蚀涂料对钢管桩进行防腐蚀保护, 对码头钢管桩起到很好的保护作用, 为确保工程质量打下坚实的基础。钢管桩的涂层防腐保护方法在今后工程建设中也会得到更加广泛的应用。

摘要：通过对钢管桩防腐保护方法的概述, 介绍了防腐涂层保护在天津港20万t级原油码头工程中的应用, 指出该工程应用腐蚀涂料对钢管桩进行防腐保护, 对码头钢管桩起到很好的保护作用。

关键词：港口码头,钢管桩,防腐保护,应用

参考文献

[1]JTJ 230-89, 海港工程钢结构防腐蚀技术规定[S].