bảo vệ và chống ăn mòn cho giàn khoan

LOGO
BÀI THUYẾT TRÌNH
BẢO VỆ VÀ
CHỐNGĂNMÒN CHO
GIÀNKHOAN
SVTH: 1.Võ Minh Kha
2.Nguyễn Thanh Quang
3.Nguyễn Văn Long
4.Đinh Văn Sinh
5.Lê Văn Hiếu
6.Nguyễn Văn Phúc
NHÓM :11
NỘI DUNG
Thực trạng ăn mòn ở môi trường biển1
Các biện pháp chống ăn mòn
Các biện pháp chống ăn mòn
2
A Vấn đề an toàn trên giàn khoan
A Vấn đề an toàn trên giàn khoan
3
Giới thiệu giàn khoan chống băng4
www.themegallery.com
Thực trạng ăn mòn ở môi trường biển
Ăn mòn là hiện tượng phổ biến, là nguyên nhân
chủ yếu gây phá huỷ kết cấu và làm giảm đáng kể
tuổi thọ các công trình
Hiện nay bên cạnh một số công trình có tuổi thọ
trên 30 ,40 năm có nhiều công trình đã bị ăn mòn
và hư hỏng nặng sau 20,25 năm sử dụng, thậm chí
nhiều kết cấu bị phá huỷ nặng nề chỉ sau 10¸15 năm
sử dụng

Chi phí cho sửa chữa khắc ,phục hậu quả ăn mòn
có thể chiếm tới 30 ¸ 70% mức đầu tư xây dựng
công trình
Thực trạng ăn mòn ở môi trường biển
Cảng Thương vụ -
Vũng Tầu sau 15 năm
sử dụng
Cảng Cửa Cấm - Hải
Phòng, cách biển 25 km,
sau 30 năm sử dụng
Thực trạng ăn mòn ở môi trường biển
Thực trạng ăn mòn ở môi trường biển
Nguyên nhân
Nước biển chứa muối hoà tan nên dẫn điện
tốt, công trình bị ăn mòn mạnh do các dòng điện
hoá, không chỉ ở bề mặt kim loại tiếp xúc với
nước mà cả ở trong cột bê tông
Ăn mòn biển còn đặc trưng bằng các lớp sinh
vật bám như hầu, hà, rong, rêu Vì biển, đại
dương ngày càng được khai thác nhiều hơn, các
công trình biển như cảng, dàn khoan dầu, khí ,
số lượng tàu, thuyền ngày càng nhiều nên ăn
mòn biển gây thiệt hại rất lớn.
Các biện pháp chống ăn mòn
Kết cấu bằng thép trong công trình biển bị ăn mòn do ảnh
hưởng tác động của môi trường, vì vậy ta chú ý các yếu tố sau:
Vị trí cấu kiện so với mặt nước biển
1
4
3

2
MNC
MNT
Lớp 1: Cấu kiện nằm trong
không khí hoàn toàn.
Lớp 2: Vùng có mực nước
biển dao động.
Lớp 3: Nằm ngập hoàn toàn
trong nước biển.
Lớp 4: Vùng nằm trong đất.
→Vùng 2 là nguy hiểm nhất
Điều kiện môi trường
Các biện pháp chống ăn mòn
Môi trường :Biển là môi trường hóa học (nước, ôxy
hóa rất nhanh đối với kim loại). Biển Việt Nam có độ
mặn khá cao nên kết cấu bê tông cốt thép thường bị ăn
mòn và phá huỷ nhanh, đặc biệt nghiêm trọng là vùng
nước lên xuống
Sinh vật:
-Làm tăng khối lượng công trình
- Làm tăng kích thước kết cấu công trình;
- Làm tăng độ nhám bề mặt
Các biện pháp chống ăn mòn:
Tạo lớp phủ bề mặt.

Dùng sơn hoặc các vật liệu khác nhau vô cơ, hữu cơ
như: mattít, bitum, vải …

Dùng kim loại màu: kẽm, nhôm …


Dùng biện pháp điện hóa nhưng không dùng dòng
điện (Anod hy sinh).

Dùng điện hóa bằng dòng điện.
Chống ăn mòn bằng cách sơn phủ.
Sơn được phân ra làm ba loại chính:
+ Sơn lót: là lớp trong cùng có tác dụng dính bám, là lớp
trung gian giữa kết cấu và lớp ngoài.
+ Lớp sơn trung gian: là lớp tạo ra bề mặt cần thiết để
chống sự thâm nhập của nước biển vào cấu kiện. Có thể
sơn làm nhiều lần.
+ Lớp sơn phủ: là lớp bên ngoài cùng chống va chạm cơ
học, mỹ quan, trang trí
Chống ăn mòn bằng cách sơn phủ.
Quá trình sơn.
Dùng búa, bàn chải sắt đánh sạch các lớp rỉ. Làm
nhẵn bề mặt (phun cát, mài). Yêu cầu phun cát: khi
phun cát phải khô, cát thạch anh 0,5 ÷ 2,0 mm
(cứng), cát được sấy khô độ ẩm < 3%.
- Sau khi phun cát, thì thổi khí nhằm làm sạch bụi
bẩn bám vào.
Trong quá trình làm nhẵn, sạch chú ý vị trí các mối
hàn, chú ý vết sơn cũ, nhất là các vết sơn cháy.
Chống ăn mòn bằng ANOD hy sinh
Nguyên lý :
Sử dụng bản chất
của quá trình ăn mòn
điện hóa để xây dựng
thành một hệ gồm:
Catốt (kim loại cần bảo

vệ) và anốt. Anốt được
chọn như Mg, Al, Zn
làm vật liệu hy sinh
thay thế cho sắt thép cần bảo vệ vì các kim loại này đều
đứng trước Fe trong bảng tuần hoàn hóa học.
Điều kiện làm việc có hiệu quả
Chống ăn mòn bằng ANOD hy sinh
Giữa vật bảo vệ và anot hy sinh có hiệu điện thế đủ
lớn, nghĩa là anot hy sinh phải có điện thế âm hơn
điện thế của thiết bị được bảo vệ.
– Vật liệu anot có điện thế làm việc ít thay đổi.
– Vật liệu anot phải có dung lượng cao, ổn định,
không bị thụ động trong môi trường làm việc, ăn
mòn đều, hiệu suất cao
Hợp kim Môi trường
Điện thế làm việc (so
với điện cực bạc trong
nước biển)
Dung lượng
Ah/kg
Al- Zn-Mg Nước biển
–1,0 ÷ –1,05 2600 ÷ 2850
Al- Zn-In
-nt- –1,0 ÷ –1,10 2300 ÷ 2650
Al- Zn-Sn
-nt- –1,0 ÷ –1,05 925 ÷ 2600
Zn -nt-
–0,95 ÷ –1,03 760 ÷ 780
Zn- Al-Cd
-nt- –1,05 780

Các thông số kĩ thuật của anot hy sinh
Bảo vệ bằng dòng ngoài:
Dòng điện ngoài lấy từ điện
lưới, qua hạ thế và chỉnh lưu
để trở thành nguồn một
chiềucó nhiệm vụ cung cấp
dòng định mức bảo vệ không
đổi trong suốt thời gian vận
hành đến tất cả các điện tích
cần bảo vệ.
Trong sơ đồ bảo vệ bằng dòng ngoài (Hình 2) thì
công trình (kim loại cần bảo vệ) vẫn đóng vai trò ca
tốt
Nguyên lý của phương pháp này là cấp cho
các kết cấu thép một dòng điện đủ để không
xảy ra các phản ứng anốt trên bề mặt thép.
Vùng ca tốt vẫn xảy ra các phản ứng ca tốt
bình thường nhưng với mức độ lớn hơn. Dòng
điện từ bên ngoài có thể tính toán đến giá trị
đủ để dòng anốt bị triệt tiêu hoặc xoay ngược
chiều. Khi đó, tại các vùng anốt, sẽ xảy ra các
phản ứng ca tốt và không còn sự ăn mòn
Bảo vệ bằng dòng ngoài:
Chống ăn mòn bêtông trong môi trường biển.
Nguyên nhân ăn mòn
Sau thời gian ngâm
trong nước biển trên bề
mặt bê tông có thể xuất
hiện các vết rạn nứt
dạng chân chim do ăn

mòn sunfat gây nên,
ngoài ra bê tông còn bị
ăn mòn rửa trôi và ăn
mòn vi sinh vật do hà,
sò biển bám vào.
Chống ăn mòn bêtông trong môi trường biển.
Một số biện pháp bảo vệ:

Tăng mác bê tông hoặc tăng chiều dày lớp bê
tông (BT) bảo vệ

Tăng cường bảo vệ mặt ngoài kết cấu bằng
lớp phủ

Tăng cường thêm lớp sơn chống ăn mòn phủ
mặt cốt thép

Quét sơn chống thấm bề mặt kết cấu, dùng
chất ức chế ăn mòn cốt thép hoặc bảo vệ trực tiếp
cốt thép bằng phương pháp bảo vệ catốt.

Sử dụng bê tông bền Sulfat
Chống ăn mòn bêtông trong môi trường biển.
Tạo lớp phủ bề mặt
-Xử lý mặt ngoài công
trình bê tông bằng chất tạo
màng và chất trám để ngăn
sự thấm của nước biển từ
môi trường xung quanh vào
kết cấu bê tông.

-Các chất có khả năng sử
dụng là Urethan, Neopran
hoặc Epoxy
Phun vật liệu phủ mặt ngoài
bằng thiết bị chuyên dụng
Sử dụng bê tông bền Sulfat
Chống ăn mòn bêtông trong môi trường biển.

Bê tông bền sunfat là Bê tông có khả
năng chống ăn mòn bởi tác động của môi
trường, chủ yếu là môi trường biển.

Được sản xuất chủ yếu từ các cốt liệu
như bê tông bình thường.

Riêng về xi măng phải sử dụng xi
măng bền sunfat, là loại xi măng có phụ gia
gốc sulfat được đưa vào với tỷ lệ hợp lý
Chống ăn mòn cốt thép trong bêtông
Nguyên nhân ăn mòn cốt thép trong bê tông
Các ion xâm thực mạnh, đặc trưng nhất là Cl-, thấm
khuyếch tán vào bê tông, phá hủy màng thụ động bảo vệ
cốt thép
Trong thực tế thi công độ sạch của cát, nước , quá
trình tạo bê tông không đảm bảo, dẫn đến tăng nhanh
quá trình ăn mòn cốt thép ngang trong vài năm đầu sử
dụng.
Chống ăn mòn cốt thép trong bêtông
Sử dụng chất ức chế ăn mòn canxi nitrít :
-Ion nitrite sẽ củng cố lớp màng thụ động

sắt (III) oxit bằng cách hấp phụ lên bề mặt
thép và làm vững chắc thêm lớp màng thụ
động này
- Làm giảm tối đa khả năng thâm nhập của
ion clorua qua lớp màng bảo vệ;
Chống ăn mòn cốt thép trong bêtông
Bao phủ bảo vệ:
Tạo ra trên bề mặt cốt thép một lớp phủ kim
loại hay phi kim bền đối với tác dụng ăn mòn,
cách ly kim loại bị ăn mòn với môi trường ăn
mòn
Một số phương pháp hay sử dụng là sơn
phủ chống ăn mòn hay mạ cốt thép. Các loại
sơn thường dùng là epoxy biến tính, xi măng
polime
Chống ăn mòn cốt thép trong bêtông
Bảo vệ điện hoá:
Để bảo vệ điện hoá
cho cốt thép trong kết
cấu BTCT người ta
thường sử dụng
phương pháp bảo vệ
anốt (bảo vệ bằng dòng
điện ngoài) hoặc bảo vệ
bằng protectơ (lắp đặt
anot hy sinh).
An toàn trên giàn khoan
Thảm họa Piper Alpha ngày 6/6/1988
Sự kiện Deepwater Horizon ngày 20/4/2010