（已批）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申报方案（打印版）

二研究开发内容方法技术路线主要研究内容研究适用于海工装备金属构件表面防腐处理剂复合配方硅烷技术是采用有机硅烷偶联技术超薄有机涂层替代传统结晶型磷化保护层，在金属表面吸附了层超薄类似磷化晶体三维网状结构有机涂层，同时在界面形成供价键其中金属，分子之间力很强，将与金属表面形成良好附着力。

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，研发相应立项依据项目的目的及意义随着我国国民经济持续稳定地增长，油气资源短缺问题日益严重，对外进口依赖程度逐年提高，因此确保油气资源安全稳定供应已经成为国家能源安全战略的核心，其中立足国内油气资源勘探开发是国家能源战略的重点。

近年来，我国海上石油产量直稳步增长，占全国石油总产量的比重从年的升至年的。

机膜可替代传统磷化膜，磷化膜重量通常为，相差倍左右。

共价键分子见结合力很强，所以产品很稳定，从而可以提高防腐蚀能力。

使用方便便于控制，槽液为双组分液体配成，仅需要控制值和电导率，管道安装工程专业承包贰级机电设备安装工程承包二级质量体系认证证书等各类资质共项，可承担钻机模块海洋修井机生活楼工艺模块橇块各类压力容器制造，以及各类海上石油产品加工制造装备技术维保服务业务。

公司还拥有支技术服务流熟悉国际惯例海洋石油管理制造维修队伍，共有员工多人。

其中，具有国家二级建造师资格人，各类专业首席工程师人，项目经理人，各类高中级专业技术职称人，总公司级技师人。

有各类国内国外专业技术证书个，以及其它各类相关证书个。

广东石油化工学院是广东省直属本科院校，是所石油特色鲜明，工科实力较强综合性大学。

茂名学院现有化工与环境工程学院化学与生命科学学院机电工程学院计算机与电子信息学院等个二级学院，开办有工学理学管理学经济学教育学文学法学历史学等大学科门类，个本科专业。

现有全日制在校生多人。

学校占地面积万平方米，校舍面积万平方米，固定资产亿元，其中元以上教学科研仪器设备总值万元。

图书馆藏书万册，电子图书万种，网络数据库种。

建有个实验教学中心和个实验室，其中现代通信技术重点实验室为省级重点开放实验室。

学校信息网络中心是广东省教育和科研计算机网地区汇接中心之，校园网基本覆盖教学和办公区域，数字化校园建设已见成效。

学校现有教职工人，专任教师多人。

专任教师中，有教授副教授人具有博士硕士学位教师共人有广东省高等学校千火灾水灾台风等自然灾害造成损失总和倍还多。

根据国际通行方法计算，我国年因腐蚀所造成经济损失超过亿元人民币，而这数字在年超过万亿元人民币。

我们每个中国人每年要为腐蚀损失承担元人民币代价。

而其中海洋腐蚀占有很大比例。

侯保荣指出，如果采取有效防护措施，腐蚀损失将能减少。

因此，发展海洋防腐产业已经成为国家重大战略需求。

磷化工艺是海工装备中如钻井套管等合金钢构件表面防腐处理传统工艺。

磷化处理固然有诸多优点，但也存在很多其自身无法克服弊端能耗高污染较严重含有害重金属废水处理较困难容易结渣等系列问题。

磷化处理污染包括磷化后处理废渣和处理残留废液。

磷化废渣不仅含有磷酸盐而且含有重金属如锰镍等。

磷化废液也含有大量磷酸盐，容易造成水体富营养化。

随着社会化健康及环保要求不断提高，在提高处理性能同时，实现处理过程无毒环保成为海工装备表面防腐处理领域主要研究方向。

因此，开发环保型海工装备表面防腐处理装臵显得十分迫切和必要，产业化应用将带来可观经济效益和社会效益。

二国内外技术发展现状与趋势磷化替代技术发展现状与趋势近年来，国内外对于磷化替代处理配方及工艺研究十分活跃，目前在该研究领域主要有两个方向改进现有磷化工艺但仍采用含磷配方。

主要研究工作是为亚硝酸盐，等重金属离子寻找替代物上。

完全摒弃含磷工艺采用全新方法研究。

目前国内外研究主要集中在硅烷偶联剂成膜机理上。

金属硅烷化处理工艺是种应运而生磷化替代工艺，它利用硅烷双亲性能即亲有机又亲无机特性，从功能上替代磷化耐腐蚀和提高涂层附着力能力。

上世纪年代，美国开始研究硅烷化技术。

由于硅烷化技术不含磷，环保性能优越，直是金属处理研究热点。

经过近二十年研究，硅烷化技术已经逐渐成熟，又因为其成本与磷化相当，因此被视为金属处理工艺未来。

国内硅烷技术研究经过近几年奋起直追，已经慢慢抹平了与世界先进水平差距。

年硅烷耐酸洗技术被国内技术专家所突破，硅烷全面替代磷化最后道门槛被打破，硅烷化发展驶上了快车道，前景更加宽广。

硅烷化处理是以有机硅烷为主要原料对金属或非金属材料进行表面处理过程。

硅烷化处理与传统磷化相比具有以下多个优点无有害重金属离子，不含磷，无需加温。

硅烷处理过程不产生沉渣，处境因素，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，研发相应立项依据项目的目的及意义随着我国国民经济持续稳定地增长，油气资源短缺问题日益严重，对外进口依赖程度逐年提高，因此确保油气资源安全稳定供应已经成为国家能源安全战略的核心，其中立足国内油气资源勘探开发是国家能源战略的重点。

近年来，我国海上石油产量直稳步增长，占全国石油总产量的比重从年的升至年的。

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