潮濕環(huán)境中物品的抗腐蝕的保護(hù)方法及其組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種物品的保護(hù)方法，其中，所述物品在潮濕環(huán)境中。本發(fā)明尤其涉及 潮濕環(huán)境中的物品的抗腐蝕的保護(hù)，尤其是石油或天然氣管道或管線和石油鉆井和生產(chǎn)鉆 機(jī)以及平臺(tái)的立管。
【背景技術(shù)】
[0002] 潮濕環(huán)境中的物品（諸如出汗管道、水下石油管線或管道、天然氣管線或管道，和 石油鉆井和生產(chǎn)鉆機(jī)或平臺(tái)的立管）在水線以上、在水線處和在水線以下受到腐蝕或惡 化。這些物品可以受到鹽水、腐蝕性污染、濕潤(rùn)和干燥循環(huán)、冷凍和解凍循環(huán)以及電解的惡 化或損壞。侵蝕、海洋生物、機(jī)械沖擊、水含量及磨損甚至也可以引起設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)奈锲返倪^ 早失效。因此，有必要保護(hù)這些物品抵抗損壞或惡化。
[0003] 腐蝕不僅是在潮濕環(huán)境中的金屬物品的問題，還例如混凝土物品也可以受到腐蝕 的損壞?；炷量梢詮某睗癍h(huán)境中吸收水，導(dǎo)致存在于混凝土中的（金屬）鋼筋的腐蝕。
[0004] 迄今使用半手工技術(shù)進(jìn)行抗腐蝕處理。事實(shí)上最廣泛采用的解決方案在于利用潛 水員的服務(wù)，潛水員在水下幾米或幾十米手動(dòng)涂覆用于處理的元素例如，涂料、樹脂或填補(bǔ) 劑。困難條件下實(shí)行的這些技術(shù)是非常昂貴、危險(xiǎn)的，而且在其效果方面往往是不盡人意 的。
[0005] 除了由于腐蝕的不利效果，在水中的物品遭受各種機(jī)械應(yīng)力的后果，例如，重力、 波浪的反復(fù)沖擊、水下電流的壓力或固定點(diǎn)的牽引力。由于海上鉆井和生產(chǎn)平臺(tái)的構(gòu)造和 在自然因素中的暴露，海上鉆井和生產(chǎn)平臺(tái)（尤其是立管）在這方面是相對(duì)敏感的結(jié)構(gòu)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)海洋環(huán)境中的結(jié)構(gòu)和/或部分或全部在水中的結(jié)構(gòu)的抗腐蝕的保 護(hù)方法是已知的，其中，包裹與例如可固化的聚合物組合物的腐蝕抑制物質(zhì)結(jié)合使用。例如 參考US48924KKUS5049005、US5226751和US5591265,在此通過參考全部并入本發(fā)明。
[0007]US4892410公開了一種夾套（jacket)結(jié)構(gòu)，其中注入可固化的雙組份聚合物組 合物且隨后將所述聚合物組合物固化。所述聚合物組合物例如可以為環(huán)氧樹脂。
[0008] US5049005公開了一種支梁接頭抗腐蝕的保護(hù)裝置，所述裝置包括諸如環(huán)氧樹脂 或聚氨酯的彈性聚合材料。
[0009] US5226751公開了一種方法，其中，將夾套放置在堆（pile)周圍，隨后將空氣注 入堆并預(yù)熱氣體，以干燥所述堆。在隨后的步驟中，用由液體化學(xué)物或環(huán)氧樹脂形成的不斷 擴(kuò)大的封閉的細(xì)胞形式（closedcellform)填充所述夾套。
[0010]US5591265公開了一種優(yōu)選包括管狀細(xì)長(zhǎng)件的模板，其中，在受保護(hù)的金屬物品 與模板的壁之間的環(huán)形空間注射可固化的樹脂材料。
[0011]例如US4892410、US5049005、US5226751 和US5591265 所公開的方法的缺點(diǎn)為 使用固化的、剛性的聚合物組合物，其對(duì)金屬物品的表面通常具有差的粘附性能。而且，這 些固化的、剛性聚合物組合物提供了在機(jī)械應(yīng)力影響下（例如波浪行為）可能被劈開或撕 裂的硬密封。這些材料的另一種缺點(diǎn)是當(dāng)施用這些材料時(shí)需要揮發(fā)性溶劑，已知所述溶劑 是對(duì)環(huán)境不友好的。此外，當(dāng)施用這些材料后，溶劑的揮發(fā)從而導(dǎo)致形成微孔密封，其對(duì)于 例如鹽、水和濕氣的腐蝕物質(zhì)至少是可滲透性的。固化的、剛性聚合物也不容易從金屬物品 中移除，當(dāng)不得不進(jìn)行修理、更換或檢查時(shí)，容易移除是重要的。
[0012] 本領(lǐng)域已知許多可用于保護(hù)管抗腐蝕或其它類型損壞的方法。
[0013] 通過參考并入的EP1644433公開了一種改進(jìn)非極性的、非熱固性的液體聚合物 組合物。然而，盡管這種改進(jìn)的組合物可用于潮濕環(huán)境下，當(dāng)施用所述組合物時(shí)，沒有凝結(jié) 的水可能出現(xiàn)在要受保護(hù)的物品的表面上。
[0014] 通過參考并入的EP751198公開了一種可用于地下金屬物品抗腐蝕保護(hù)的 非極性的、非熱固性的液體聚合物組合物，其中所述金屬物品與水分接觸。有利地， 使用包括20 °C具有60000-1200000cSt(60-1200Pa.s)粘度的聚異丁烯和/或硅油 (poly(oxydimethylsilylene))的聚合物。該制劑可以含有一種或多種填料。所述制劑也 可以含有一種或多種任選的直接由石油獲得的產(chǎn)品，諸如瀝青產(chǎn)品和石蠟類產(chǎn)品，例如石 油凝膠和石蠟。所述非極性的、非熱固性的液體聚合物組合物可用于保護(hù)石油鉆井平臺(tái)的 立管、鋼制品部件和浸在海水中的管道。然而，在施用所述組合物的期間，為了使所述組合 物在表面獲得足夠的附著力，立管、鋼制品部件或管道的表面基本上是干燥的是非常有必 要的。
[0015] 通過參考并入的EP826817公開了用于結(jié)構(gòu)的密封覆蓋物（covering)的帶狀覆 蓋物。所述覆蓋物含有堿和可塑材料，例如膏狀物。所述可塑材料可以含有非極性且不固 化的液體聚合物，諸如石油產(chǎn)品，例如焦油類、瀝青類、凡士林類和橡膠類材料。優(yōu)選地，使 用含有20°C具有60000-1200000cSt(60-1200Pa.s)粘度的聚異丁烯和/或硅油的聚合物。 該產(chǎn)品可以含有一種或多種填料。所述產(chǎn)品也可以含有一種或多種直接或間接由石油獲得 的產(chǎn)品，諸如瀝青產(chǎn)品、石蠟類產(chǎn)品，如凡士林和蠟。所述覆蓋物也可以用于近海工業(yè)，但在 施用所述覆蓋物的期間，為了使所述覆蓋物在表面獲得足夠的附著力，結(jié)構(gòu)的表面應(yīng)該基 本上是干燥的。
[0016] 本領(lǐng)域已知的用于完全在水中的物品的腐蝕保護(hù)的組合物為含有蠟、礦脂和膨潤(rùn) 土的STOPAQ?SubseaCompound(由StopaqOil&GasServicesB.V.STOPAQ?Subsea Compound銷售），當(dāng)物品在水中時(shí)其可用于物品的表面。
[0017] SubseaCompound的缺點(diǎn)是對(duì)于某些應(yīng)用的操作范圍是不夠的。SubseaCompound 的操作溫度的范圍為約_20°C至約35°C，盡管在一定條件下可獲得的最大操作溫度為約 45°C。在高于約45°C的溫度下，所述組合物變得更具流動(dòng)性且不能充分粘附在物品的表面 并從表面滴落。而且，在約45°C以上的溫度下，可能發(fā)生相分離，其中所述礦脂開始從大量 產(chǎn)品中分離。由于最大操作溫度相對(duì)較低，SubseaCompound不適用于保護(hù)不在水中的物 品，例如，局部在水中的物品水位以上的部分或出汗管道。因此，對(duì)于局部在水中的物品，需 要使用兩種不同的腐蝕保護(hù)組合物：SubseaCompound用于保護(hù)在水中的部分（即，位于水 位以下的部分），且不同的組合物用于位于水位以上的部分。
[0018] 本領(lǐng)域已知一些含有聚異丁烯、填料和塑化劑的組合物為止水帶組合物（water stopcompositions)〇
[0019] 例如通過參考并入的US4558875中，公開了水溶脹的止水帶組合物由作為主 要成分的10-40重量％具有異丁烯的橡膠、10-20重量％的硅酸鹽、10-60重量％的膨潤(rùn) 土（所述硅酸鹽和膨潤(rùn)土作為填料）和10-40重量％的塑化劑組成。優(yōu)選所述聚異丁烯 具有的施陶丁格分子量札為70, 000-130, 000,對(duì)應(yīng)于約840, 000至約2, 220, 000gmo廠1 的粘均分子量Mv (通過關(guān)系Mv= 0. 0233(Ms) 56可以由施陶丁格分子量Ms計(jì)算所述粘均 分子量Mv，例如參見ExxonMobil產(chǎn)品手冊(cè)"VistanexPIB:VistanexPolyisobutylene Properties&Applications"，2003,其作為參考并入本文）。優(yōu)選的聚異丁烯為具有 約 750, 000 至約 2, 350,OOOgmor1粘均分子量的Vistanex'KL-80、Vistanex" ：L-100 和 Vistanex:K: L-140。所述塑化劑例如可以為礦物油軟化劑、植物油軟化劑、脂肪、油、石蠟衍 生物等。所述止水帶組合物可被擠壓到細(xì)長(zhǎng)的止水器中，例如可以插入接合間隙以止住間 隙的水。US 4558875未提關(guān)于腐蝕的預(yù)防。
[0020] 通過參考并入的US5663230公開了止水帶組合物當(dāng)浸在水中時(shí)表現(xiàn)出受控的溶 脹或體積膨脹。一種典型的止水帶組合物含有約10-30重量％的彈性體共混物、約15-30 重量％的填料、約20-40重量％的塑化劑，和約25-35重量％遇水膨脹的膨潤(rùn)土。所述彈性 體共混物含有50-60重量％的熱塑性彈性體（TPE)、10-20重量％的交聯(lián)丁基橡膠和20-40 重量％的聚異丁烯。優(yōu)選地，以約10-30重量％存在于止水帶組合物中的所述彈性體共混 物含有約30重量％的聚異丁烯。具有約10, 700-11，900的分子量（施陶丁格），對(duì)應(yīng)的粘 均分子量^為約44, 000至約53, 000g.mol4的聚異丁烯均聚物是優(yōu)選的，例如VistanexK LM聚異丁烯。塑化劑的例子包括工藝油，諸如石油芳香環(huán)烷油、環(huán)烷芳香油、環(huán)烷石蠟油和 石蠟油。公開了含有6.10-6. 24重量％聚異丁烯的水止帶組合物。US 5663230未提到關(guān)于 腐蝕的預(yù)防。
[0021] 本領(lǐng)域需要可以用于潮濕環(huán)境的物品抗腐蝕的保護(hù)材料，且其具有寬的操作溫度 范圍。也需要容易施用到要保護(hù)的物品上的材料，且當(dāng)所述物品處于所述潮濕環(huán)境時(shí)其可 以應(yīng)用。優(yōu)選地，所述材料可應(yīng)用到潮濕的環(huán)境而無