從中國中車株洲所獲悉，近日，該所旗下時代電氣SMD公司自主研制出的全球首套商業(yè)深海采礦設(shè)備在英國紐卡斯?fàn)柾瓿闪岁懮蠝y試。該設(shè)備計劃2016年在中東阿曼灣進行水試，并完成產(chǎn)品交付。

商業(yè)深海采礦設(shè)備

　　目前，全球深海礦石的商業(yè)開采至今仍是空白。深海采礦機是深海采礦系統(tǒng)中最核心的設(shè)備之一，主要由主切割機、輔助切割機、集礦機組成。SMD公司研發(fā)的該套設(shè)備重量逾310噸，功率超過2兆瓦，有效結(jié)合了公司在水下油氣領(lǐng)域、挖溝鋪纜等領(lǐng)域開發(fā)的成熟技術(shù)，是世界上功率最大的水下采礦設(shè)備。“深海硫化物位于1500米左右的海底，這套設(shè)備是根據(jù)客戶采集深海硫化物的需要量身設(shè)計的，能在2000米以內(nèi)的水域開采礦石。”SMD公司副CEO邁克說。

　　今年4月，時代電氣收購了英國SMD公司，這是一家主要從事深海機器人設(shè)備、海底挖溝機械及海底采礦設(shè)備設(shè)計、制造和銷售的企業(yè)。在國際開放市場中，SMD的深海機器人排名全球第三。此次在英國測試的這套商業(yè)深海采礦設(shè)備，在為期幾個月的測試中，主要完成了測試艙內(nèi)設(shè)計實踐驗證與外購件性能測試。根據(jù)計劃，該設(shè)備不久后將赴阿拉伯海西北部的阿曼灣進行水試，測試內(nèi)容包括基礎(chǔ)水下功能性測試、設(shè)備水下持久測試與切割、收集測試。2016年上半年，設(shè)備將完成全部水試工作，交付給北美一家深海礦業(yè)公司。

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　　深海采礦設(shè)備如何防腐？

　　針對海洋機械設(shè)備上金屬腐蝕的原因采取適當(dāng)?shù)姆椒ǚ乐菇饘俑g，常用的方法有：

　　1、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu) 例如制造各種耐腐蝕的合金，如在普通鋼鐵中加入鉻、 鎳等制成不銹鋼。

　　2、保護層法 在金屬表面覆蓋保護層，使金屬制品與周圍腐蝕介質(zhì)隔離，從而防止腐蝕。如：在鋼鐵制件表面涂上機油、凡士林、油漆或覆蓋搪 瓷、 塑料等耐腐蝕的非金屬材料。用電鍍、熱鍍、噴鍍等方法，在鋼鐵表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬，如鋅、錫、鉻、鎳等。這些金屬常因氧化而形成一層致密的氧化物薄膜，從而阻止水和空氣等對鋼鐵的腐蝕。用化學(xué)方法使鋼鐵表面生成一層細密穩(wěn)定的氧化膜。如在機器零件、槍炮等鋼鐵制件表面形成一層細密的黑色四氧化三鐵薄膜等。

　　3、電化學(xué)保護法 利用原電池原理進行金屬的保護，設(shè)法消除引起電化腐蝕的原電池反應(yīng)。電化學(xué)保護法分為陽極保護和陰極保護兩大類。應(yīng)用較多的是陰極保護法。

　　4、對腐蝕介質(zhì)進行處理消除腐蝕介質(zhì)，如經(jīng)常揩凈金屬器材、在精密儀器中放置干燥劑和在腐蝕介質(zhì)中加入少量能減慢腐蝕速度的緩蝕劑等。

　　5、電化學(xué)保護 將被保護的金屬作為腐蝕電池的陰極，使其不受到腐蝕，所以也叫陰極保護法。這種方法主要有以下兩種：a、犧牲陽極保護法。b、外加電流的保護法。

　　防腐蝕技術(shù)在海洋平臺的應(yīng)用

　　1、常用防腐蝕涂層技術(shù) 目前海洋平臺中各設(shè)備的防腐蝕涂層主要用在大氣區(qū)，其配套體系有如下幾種：環(huán)氧富鋅底漆2層＋環(huán)氧中間漆2層＋環(huán)氧面漆3層；環(huán)氧富鋅底漆2層＋乙烯基中間漆3層＋乙烯基丙烯涂層2層；無機富鋅底漆3層＋環(huán)氧中間漆2層＋聚氨酯面漆3層。其中富鋅底漆要求含鋅粉比例高，且與基材附著力強；中間漆要求綜合防腐蝕能力強；面漆是為底漆、中間漆提供保護層，減少和限制水汽、氧及化學(xué)活性離子的滲入。

　　2、鋅加防腐蝕保護技術(shù) 鋅加保護技術(shù)與傳統(tǒng)有機涂料相比，具有更強的陰極保護作用和涂層保護雙重作用，其耐腐蝕能力高于常規(guī)的富鋅底漆5-6倍，防腐蝕保護年限可達到25-30年。 用于鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕保護的鋅加涂料是由電解鋅粉（純度高于99.995％）、有機樹脂和揮發(fā)性溶劑3部分配制而成的單組分系列產(chǎn)品。由于含鋅量高，鋅加干膜含有96％以上的純鋅，足以為鋼結(jié)構(gòu)材料提供較好的陰極保護，當(dāng)鋅加涂層被氧化時，會在鋅加涂層表面緩慢產(chǎn)生一層鋅鹽層來提供屏障保護，同時鋅加涂料中的黏結(jié)劑能提供一層附加的屏障保護，從而減緩鋅的氧化。鋅加涂層與鋼結(jié)構(gòu)表面具有優(yōu)良的機械結(jié)合和化學(xué)結(jié)合，即使受到磨損破壞，鋅加涂層也不會剝落。 經(jīng)國內(nèi)外海洋平臺的工程證明，鋅加保護涂層技術(shù)的防腐蝕性 能十分優(yōu)異。 1988年，日本瀨戶大橋采用鋅加涂料作為底漆，使用至今未發(fā)現(xiàn)任何銹蝕。2000年鋅加保護技術(shù)被應(yīng)用在深圳蛇口海上鉆井平臺和東海平湖油田海上鉆井平臺的局部維修上，修復(fù)的鋅加涂層至今未發(fā)現(xiàn)銹蝕，防腐性能良好。

　　3、聚氨酯重防腐涂料保護 100％固體含量的長效剛性聚氨酯防腐蝕涂料（RPU）不含溶劑、利于環(huán)保，RPU膜中除含有氨基甲酸酯鍵外，還含有部分脲鍵等，其它基本為惰性的碳鏈結(jié)構(gòu)。基于以上特點，RPU具有多種優(yōu)異的性能，如優(yōu)良的物理機械性能，涂膜堅硬、柔韌、光亮，尤其是耐磨性、黏附力特別好；水解穩(wěn)定性及耐生物污損性優(yōu)異；耐溫性能好，可制 成高溫涂料，也可制成－70℃下使用的低溫涂料； 另有耐腐蝕、壽命長（可適應(yīng)工程50年）、施工性能優(yōu)良等優(yōu)點。 RPU涂料已先后應(yīng)用于上海國際航運中心洋山深水港碼頭、營口港液體化工碼頭、青島黃島液體化工碼頭等水工建筑中，目前運營正常，效果良好；國外，已經(jīng)在美國華盛頓GrandCoulee大壩、舊金山的圣馬特奧大橋、沙特阿拉伯的阿曼火力發(fā)電站冷卻水系統(tǒng)、韓國的Yukong煉油廠的污水處理系統(tǒng)、東京電力的Fukushima核 電廠、 大阪電廠和Chiba電廠等使用了20年，目前運行正常。鑒于RPU涂料在水工建筑的廣泛應(yīng)用及其出色防腐效果，可考慮將該涂料用于海洋平臺的設(shè)備設(shè)施中，也許會有意想不到的效果。

　　結(jié)語

　　隨著世界海洋工業(yè)的迅速發(fā)展和環(huán)境保護法對海洋涂料工業(yè)的影響，海洋防腐蝕涂層也向高性能及環(huán)保型方向發(fā)展。研究和推廣海洋防腐蝕涂層的新品種、新技術(shù)，提高其防腐蝕效果和質(zhì)量，減輕有毒物質(zhì)對海洋環(huán)境的污染，降低有害物質(zhì)對海洋管道、平臺鋼結(jié)構(gòu)等工程設(shè)施的腐蝕破壞，具有十分重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟意義。

責(zé)任編輯：王元

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