环保型海工装备表面防腐处理装置研发与应用省部产学研结合项目投资立项实施方案

本公司已与广东石油化工学院合作研发出了以生产海上钻井套管所用金属材料和钢作为基材能完全替代传统磷化液硅烷偶联剂复合配方。

本项目拟在此前期研究基础上进步研发适用于海工装备其他金属基材表面防腐处理剂复合配方，针对原有锌系磷化工艺中具有酸洗除锈工序特点，综合考虑海工装备长期服役于海洋恶劣环好。

已有阶段性成果合众公司与广东石油化工学院此前已开展磷化废水处理磷化替代相关研究，并于年项目名称金属套管硅烷处理剂磷化替代液研发与处理工艺研究申报上级单位油田建设工程公司科研项目，已获立项，双方已启动该项目研究工作。

合众公司研究基础合众公司在海工装备生产以及金属表面防腐处理方面有多年实践经验，原有磷化车间大部分设施可通过改建为新装臵所用，并且原有检测仪器可用于新工艺试验与检测现有技术人才对项目开发以及项目成果产业化都将是有力支撑。

广东石油化工学院研究基础广东石油化工学院是所以石油化工为主高等院校，现设有化学工程高分子材料油气储运工程材料成型及控制工程过程装备与控制工程等本科专业，有化工研究所先进制造技术研究所，有多名博士教授从事腐蚀与防腐这领域研究和技术开发工作，对装备设计与制造这领域有较强研究开发实力，同时，广东石油化工学院有较先进实验和检测设备，具有较好研究基础。

项目组成员承担完成相关课题有广东省科技计划重点项目步造粒中药干燥塔研制与应用已通过广东省科技厅鉴定，广东省科技计划项目原油储油罐油泥中碳氢化合物分离系统研制已通过广东省科技厅验收结题广东省科技计划项目超临界发泡塑料挤出机组微机在线自动测控系统研制已通过广东省科技厅验收结题广东省教育厅自然科学研究项目种新型多功能过滤器研究开发已通过广东省教育厅验收结题和润滑油罐输送系统关键技术开发研究已通过广东省科技厅鉴定等课题组对相关设备应用和技术难题有较深入认识。

三合作单位之间存在优势互补或强强联合情况分析。

合众公司已经有多年产品加工制造装备技术服务历史，已为中国海洋石油有限公司以及多家外国公司在中国各海域平台油轮拖轮等海工装备提供了整套十分完善优质体化服务，享有较高信誉专有设备制造业务始于年，已按照国际惯例成功建造了座上部模块座生活模块和座钻机模块，技术成熟，经验丰富。

为新产品开发积累了丰富生产实际经验，同时，也为本项目成果工业化生产提供了中试条件。

而广东石油化工学院充分利用高校人材资源和实验室在基础研究方面优势，为本项目前期开发提供了强有力基础研究方面支持。

所以，双方合作，是强强联合，是基础研究与生产实际充分结合，在合作过程中，能够做到发挥各自优势，又能互为补充，从而能够充分保障项目顺利完成。

四以往承担项目完成情况及主要成果近五年内高校主要以课题团队成绩为主承担国家省部级有关课题完成情况立项年度项目编号项目名称计划类型完成时间投资规模完成效果步造粒中药干燥塔研制与应用，广东省科技计划重点项目，万元，完成，已通过广东省科技厅组织鉴定。

原油储油罐油泥中碳氢化合物分离系统研制，广东省科技计划项目，万元，年完成，已通过广东省科技厅验收结题。

超高功率石墨电极研究，广东省科技计划项目，万元，完成，已通过广东省科技厅组织鉴定。

超临界发泡塑料挤出机组微机在线自动测控系统研制，广东省科技计划项目，万元，年完成，已通过广东省科技厅组织验收结题。

吨年塑料合金工业制备关键技术研发，广东省科技计划项目，万元，正在进行。

地沟油清洁制备生物柴油工艺开发，广东省科技计划项目，万元，年，已通过广东省科技厅组织验收结题。

油气管线快速更换关键技术和钢作为基材能完全替代传统磷化液硅烷偶联剂复合配方。

本项目拟在此前期研究基础上进步研发适用于海工装备其他金属基材表面防腐处理剂复合配方，针对原有锌系磷化工艺中具有酸洗除锈工序特点，综合考虑海工装备长期服役于海洋恶劣环境因素，以无磷环保型有机硅烷及纳米陶瓷作为主要成膜物质，配伍添加其他能增强硅烷膜附着力和抗腐蚀能力成分，提高处理液稳定性，配合处理工艺改进完善，并在海水环境中反复进行耐腐蚀时效试验，最终形成适用于海工装备金属构件表面防腐处理剂复合配方。

金属表面硅烷处理工艺研究原有磷化工艺流程为有抗溶剂煤油除油化学溶液去油热水洗自来水冲洗酸浸去锈毛刷刷尽锈层酸洗自来水冲洗磷化自来水冲洗填充自来水冲洗干燥检验油封。

考虑到节省基建成本，尽量采用原有磷化工艺设施，研究具有酸洗除锈工序金属表面硅烷处理工艺，探索不同金属基材防腐剂配方成分处理液温度浓度和值处理时间处理液稳定性工艺工序等与成膜防腐效果关系，并使之达到长期服役海水环境耐腐蚀性，兼顾处理废液排放或回用问题，做到节能环保，并力求工艺过程简单实用，绘制工艺流程图及制定出工艺规程。

经防腐处理后工件在海水环境下耐腐蚀试验研究金属材料海水腐蚀规律十分复杂，其腐蚀关系是非线性，即同种金属在不同环境条件下有不同腐蚀规律，在相同环境条件下不同金属也可能存在着不同腐蚀规律。

海洋腐蚀环境通常分为海洋大气区浪花飞溅区海水潮差区海水全浸区以及海泥区五个腐蚀区带，金属材料在海洋不同区带下腐蚀情况不同。

本项目建立模拟海洋环境腐蚀试验装臵，将经防腐处理后碳钢或低合金钢工件臵于腐蚀试验装臵中，进行不同海洋腐蚀区带对防腐膜及金属工件腐蚀破坏程度和速度检测与评估，得出成膜后防腐性能检测结果，应用评估结果指导防腐剂配方以及工艺改进提高。

海工装备金属构件表面防腐处理装臵研制与工业化试验在上述防腐处理剂配方处理工艺以及防腐检测技术研究基础腐蚀规律。

海洋腐蚀环境通常分为海洋大气区浪花飞溅区海水潮差区海水全浸区以及海泥区五个腐蚀区带，金属材料在海洋不同区带下腐蚀情况不同。

本项目建立模拟海洋环境腐蚀试验装臵，将经防腐处理后碳钢或低合金钢工件臵于腐蚀试验装臵中，进行不同海洋腐蚀区带对防腐膜及金属工件腐蚀破坏程度和速度检测与评估，得出成膜后防腐性能检测结果，应用评估结果指导防腐剂配方以及工艺改进提高。

海工装备金属构件表面防腐处理装臵研制与工业化试验在上述防腐处理剂配方处理工艺以及防腐检测技术研究基础上，研制开发出海工装备金属构件表面防腐处理装臵样机。

基于海工装备金属构件表面防腐处理装臵样机，进行大量实验，通过实验数据探索工艺参数及防腐剂配方成分与处理基材之间关系。

重点探讨不同金属基材防腐剂配方成分处理液温度浓度和值处理时间稳定性工艺工序等与成膜防腐效果关系，特别是些重要工艺参数对成膜防腐性能影响。

在此基础上研究针对不同金属基材防腐处理配方成分工艺工序以及在线工艺参数调整技术。

同时，对海工装备金属构件表面防腐处理装臵样机不断改进。

对样机处理废液进行环保性能监测，生产能耗及成本核算等试验研究，使研究成果能尽快投入工业化应用。

二拟解决关键技术针对海工装备使用不同金属基材，研发相应表面防腐处理剂复合配方系列是本项目第个关键技术。

金属表面防腐处理工艺优化。

在保证防腐效果前提下，综合考虑车间占地面积基建投入装臵建成后运营成本废液排放操作安全使用简便等因素，应用最优化理论，设计最优工艺过程。

此为本项目第二个关键技术。

建立模拟海洋环境腐蚀试验装臵。

金属构件防腐膜耐腐蚀性能检测与评估是检验防腐剂配方及防腐处理工艺依据，所以模拟海洋环境腐蚀试验装臵建立与检测方法是本项目第三个关键技术。

海工装备金属构件表面防腐处理装臵。

该装臵为确保上述工艺过程顺利实施，采用现代测控技术，对处理液温度浓度值处理时间等主要参数进行在线监测。

三拟采用方法技术路线以及工艺流程采用方法本项目与广东石油化工学院合作，研发海工装备金属构件表面防腐处理剂配方组合，开发金属构件表面防腐处理新工艺，进行防腐处理后工件在海水环境下耐腐蚀性能试验研究，进步优化配方组合及工艺参数，设计套海工装备金属构件表面防腐处理装臵。

同时完善检测手段和质量管理，对不同工艺条件下得到金属构件产品进行检测，确保产品质量。

海工装备金属构件表面防腐装臵研制技术路线见图图海工装备防腐装臵研制技术路线图该装臵典型防腐处理工艺流程图如下图热轧钢铁材料在装臵中防腐处理工艺流程图四项目特色和创新突破点实现对原有磷化工艺替代。

处理废液无磷，不含重金属，无需作废液处理即可符合国家二级排放标准，减少对南海海洋水体污染。

既顺应了国家关于清洁生产环保节能国策，又节省了建设磷化废水处理装臵再投入。

将为本公司机械制造分公司可持续发展实现产业升级作出重大贡献。

将已在家电汽车等行业成功应用硅烷处理技术通过对配方及工艺改进提高产业化应用于海工装备金属构件。

本项目若能产业化成功，在海工装备防腐领域将是个重大突破。

应用最优化理论对防腐处理过程工艺工序工艺参数进行优化设计，为防腐膜成膜效果最好能耗最低作出有力保障。

建立模拟海洋环境实验装臵，对防腐膜及工件进行耐腐蚀性能检测与评估，将保证本项目研究成果能成功应用于海工装备，延长经防腐处理后海工装备在海洋恶劣环境使用寿命。

本项目所研制防腐处理装臵具备对工艺参数现场在线监测功能，保证了生产资料及试样收集防腐处理剂配方研发处理液浓度等参数确定工件防腐处理生成防腐膜在模拟海洋试验装置作防腐膜耐腐蚀检测配方及工艺参数改进样机研制安装调试工业化试验脱脂除油水洗酸洗除锈水洗防腐液槽浸水洗干燥过程安全可控以及产品质量稳定。

装臵研制将使本项目前期研究成果从实验室走向工业化应用。

五项目完成后预期实现技术经济指标及社会和经济效益，对产业带动和提升作用。

技术指标防腐处理成膜质量达到或超过原有锌系磷化膜，满足海工装备金属构件防腐要求。

防腐处理废液达到国家二级排放标准。

与现用技术对比，其他技术指标如下表表本项目防腐技术与现用技术对比技术指标磷化处理现有硅烷处理剂汉高依科华清本项目防腐技术处理方式多步法两步法步法处理温度高温或中温常温常温能耗高低低综合成本般高低槽液稳定性般不稳定较稳定污染物排放处理费用高简单处理即可排放零排放是否可酸洗是否是经济指标及社会和经济效益本项目研发成功，并进行工业化生产，按公司目前生产规模估算年销售收入增加万元年利税总额增加万元同时还将带动相关产业发展，可增加安排就业人数约人。

这无疑具有良好社会效益和经济效益。

环境问题以及对产业带动和提升作用本公司下属机械制造分公司磷化车间是粤西地区最大磷化车间。

目前，公司仍停留在传统磷化处理作业方式中，与企业发展极不相称。

如果天我们磷化生产过程因为不符合环保要求而不能开工，将立即扼住海工装备生产咽喉，使海工装备生产处于瘫痪状态，后果将不堪设想。

面对目前局面，只有两条路可走。

其是增建磷化废水处理