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不锈钢:高耐用性、防火性和安全性解决方案 -4 :评估不锈钢结构的实际成本①



应国际镍协会、国际铬协会和三家不锈钢生产商(前阿维斯塔公司、英国不锈钢公司和法国优劲公司)的要求,英国钢结构研究所进行了一项关于不锈钢用于海上结构的独立研究。该研究确定了海上平台设施上的一些能够充分利用不锈钢防火性能、强度和耐腐蚀性能优势的应用部位和区域,分析了采用不锈钢而不是碳钢或铝所获得的经济效益。它是对前述防火试验项目的补充。


被选出进行详细评估的结构包括楼梯、梯子、走道、栏杆、格栅、地板、防火墙、防爆墙以及各个模块组件和走廊的包覆层。电缆梯架未被包括,因为不锈钢已成为该用途的既定材料。


其它提出建议但未进行成本估算的用途有直升机甲板和火炬臂。


研究所使用的所有设计标准都符合英国标准工作守则、能源部指南和美国石油学会推荐的海上石油平台操作规程。所研究的直接成本因素为材料采购、加工、表面保护、维修、更换和清洗。也考虑间接成本特别是使用免维护材料带来的显著的费用节约。



考虑的三种材料为 BS 4360 43C 或相当牌号的低碳钢,6082TF 铝和 316L 不锈钢。利用来自海上石油平台行业的供货商和加工商的信息,在全寿命成本的基础上进行估算。根据负责海上石油平台设施日常运行的人员提供的数据对维护计划和成本进行假设。


考虑到以下的情况:对于海上设施的加工,其标准规范十分严格,对焊缝检验和焊接修补的要求比陆上设施的要求高;海上设施的劳动力价格也比陆上要高得多,主要是由于运输及提供海上平台生活区的成本高。




在估计维护的频率和维护费用时,关键因素是结构材料在海上设施严酷的运行条件下的腐蚀行为。幸运的是,这方面有大量的长期经验可供利用。


低碳钢:已知无保护层的低碳钢在含氯化物的海洋环境中的腐蚀率为单位面积每年 0.15 毫米,如果不加防护,腐蚀继续进展,材料很快就会出现严重的减薄。例如,一个 6 毫米厚的工字梁仅仅 10 年就会损失一半的负载量。因此低碳钢的保护涂层必须在整个设施寿命期内保持完好。而负责海上设施维护的各个承包商的维护计划有所不同,本研究较保守地假定保护涂层每隔 5 年就要全部重新喷涂。如果低碳钢能经常性地重新喷涂,其寿命预计可以和整个设施相仿,不需要更换。而镀锌钢根据环境严酷程度,可使用 10-15 年,然后需要彻底更换。本研究给出了 10 年和 15 年寿命的更换费用。


铝:铝的腐蚀率低,且一般局限于表面点蚀。本研究假定每 6 个月进行一次冲刷以减小腐蚀率。对铝合金的担心主要是电偶腐蚀,铝相对于低碳钢和不锈钢而言为阳极。铝如果和低碳钢模块和不锈钢管道系统相连接,则必须使两种金属电绝缘,否则铝将发生腐蚀。如果铝与镀锌钢相连接,则铝会先造成锌镀层发生腐蚀,然后自己发生腐蚀。



相关链接:

不锈钢 —— 高耐用性、防火性和安全性解决方案 -1
不锈钢 —— 高耐用性、防火性和安全性解决方案 -2
不锈钢 —— 高耐用性、防火性和安全性解决方案 -3:防火实验
不锈钢 —— 高耐用性、防火性和安全性解决方案 -3:防热辐射试验
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