ISO 18797-22021 石油、石化和天然气工业.涂层和衬里对立管的外部腐蚀防护.第2部分立管的维护和现场维修涂层标准立项发展报告

石油、石化和天然气工业涂层和衬里对立管的外部腐蚀防护第2部分：立管的维护和现场维修涂层标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Petroleum,PetrochemicalandNaturalGasIndustries—ExternalCorrosionProtectionofRisersbyCoatingsandLinings—Part2:MaintenanceandFieldRepairCoatingsforRiserPipes摘要立管作为海洋石油、石化和天然气工业中连接海底设施与水面平台的关键结构部件，长期服役于浪花飞溅区、潮差区和全浸区等极端腐蚀环境，其外部腐蚀防护直接关系油气生产安全与结构完整性。随着全球海洋油气开发向深远海持续推进，在役立管的维护与现场维修涂层技术已成为行业关注的焦点。国际标准化组织（ISO）于2021年9月13日正式发布了ISO18797-2:2021《石油、石化和天然气工业涂层和衬里对立管的外部腐蚀防护第2部分：立管的维护和现场维修涂层》，旨在确立立管在役维护和现场维修涂层的技术规范与性能要求，弥补了ISO18797-1:2016仅涵盖新建立管涂层的标准空白。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程与核心技术内容，重点分析了标准中关于表面处理等级、涂层体系分类、施工条件控制及验收检验方法等关键技术条款，并从技术引领性、产业适用性和国际协调性三个维度评估了标准的实施价值与预期影响。报告指出，该标准的发布为海洋油气行业立管腐蚀控制提供了全寿命周期管理的重要技术依据，对推动我国海洋装备腐蚀防护技术标准体系与国际接轨、支撑深海油气资源开发具有重要的指导意义。关键词：立管；外部腐蚀防护；维护涂层；现场维修；ISO18797；海洋油气；标准国际化一、引言海洋油气资源开发是国家能源战略的重要组成部分。随着海洋油气勘探开发逐步由浅海向深远海延伸，海洋平台及水下生产系统中的立管（Riser）作为连接海底井口与水面设施的关键通道，其结构完整性和服役安全性面临严峻挑战。立管长期处于海水侵蚀、波浪冲击、紫外线辐照及温差变化等多重因素耦合作用的苛刻环境中，尤其是浪花飞溅区，因干湿交替频繁、溶解氧充足且伴随机械磨损，历来被视为腐蚀最为严重的区域。涂层与衬里作为立管外部腐蚀防护的主要手段，其性能优劣直接决定立管的使用寿命和运维成本。对于新建立管，ISO18797-1:2016已对立管外部腐蚀防护用涂层和衬里的设计、材料选择与实验室性能评价作出了系统规定。然而，在役立管的涂层因老化、机械损伤或局部失效而需要进行维护和现场维修时，其施工条件、表面处理等级及涂层体系选择与工厂预制工况存在显著差异，国际上长期以来缺乏统一的技术标准予以规范。这一标准空白导致现场维修涂层质量参差不齐，部分维修工程未能达到预期的防腐寿命，造成重复维修和经济损失，甚至对安全生产构成隐患。在此背景下，国际标准化组织石油、石化和天然气工业技术委员会（ISO/TC67）启动了立管维护和现场维修涂层国际标准的编制工作，历经多轮国际研讨与技术论证，最终于2021年9月发布了ISO18797-2:2021。该标准作为ISO18797系列标准的第二部，与第1部分形成完整的立管涂层全寿命周期标准链条，填补了在役立管维护与维修涂层领域的国际标准空白。本报告将从标准立项背景、技术内容、编制过程及实施意义等方面，对这一重要标准进行全面深入的解析与评述。二、标准立项背景与编制过程2.1行业需求驱动从技术层面而言，在役立管的涂层维护和现场维修面临诸多不同于工厂预制涂装的特殊问题。一是施工环境不可控，维修作业通常需要在海洋平台现场进行，环境温度、湿度、盐雾条件等均可能超出涂层施工的适宜范围；二是表面处理受限，在役立管无法采用抛丸等大型机械除锈设备，往往需要采用动力工具或手工工具进行局部表面处理，除锈等级难以达到Sa2½级的高标准；三是涂层配套复杂，维修涂层与被维修的原有涂层之间需具有良好的相容性，同时维修涂层自身需具备快速固化的特性以适应较短的作业窗口期；四是质量控制困难，现场施工的质量检验手段和验收标准与工厂预制存在差异。面对这些技术挑战，行业迫切需要一份统一的国际标准，为立管维护和现场维修涂层的选材、施工和验收提供明确的技术指导。2.2国际标准编制历程ISO18797-2:2021由国际标准化组织石油、石化和天然气工业技术委员会（ISO/TC67）下设的"涂层与衬里"工作组负责编制。ISO/TC67是国际标准化组织中负责石油、石化和天然气工业领域标准制定的重要技术委员会，其工作范围涵盖钻采设备、管道输送系统、海洋结构物等多个专业领域。ISO18797-2的编制工作自2016年ISO18797-1发布后即正式启动。在标准编制过程中，来自中国、挪威、英国、美国、法国、巴西等主要海洋油气国家的专家积极参与，历经工作组草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等多个阶段的审议和修改。各阶段草案均经过各成员国投票表决和技术意见征集，编制组对各国提出的技术意见逐条进行了讨论和回复，确保标准技术内容的科学性、严谨性和广泛的国际适用性。该标准的编制原则主要有三：一是充分吸收海洋油气行业在立管涂层维修领域的最佳工程实践经验，将成熟可靠的维修涂层技术方案固化为标准条款；二是以性能要求为核心导向，避免过度限定具体材料配方和施工工艺，为技术进步和新材料应用留有空间；三是在适当时引用ISO8501、ISO8502、ISO8503、ISO12944等表面处理和涂料领域的通用基础标准，确保标准体系的协调统一。经过五年的反复论证和修改完善，ISO18797-2于2021年9月13日正式发布，标准全文约1分钟可下载，采用电子版加密PDF格式。2.3标准定位与适用范围ISO18797-2:2021的完整名称为《石油、石化和天然气工业涂层和衬里对立管的外部腐蚀防护第2部分：立管的维护和现场维修涂层》，属于ISO18797系列标准的第2部分。该标准明确界定了其适用范围为：在役立管涂层系统的维护（Maintenance）和现场维修（FieldRepair）用涂料及配套施工工艺。具体而言，"维护"是指在现有涂层尚未发生明显失效但已出现局部老化和性能下降趋势时，通过重新涂装以恢复和延长涂层体系整体防护性能的措施；"现场维修"则指针对立管局部区域因机械损伤、腐蚀起泡或边缘破损等原因导致的涂层失效而进行的局部修补作业。该标准适用于石油、石化及天然气工业中用作立管的各种型式的管道（包括刚性钢制立管和柔性立管的内外部涂层维修中有涉及的外部涂层部分），涵盖了材料选择、表面处理、施工方法、质量控制和检验验收等维修涂装作业全流程的技术要求。该标准旨在为立管涂层的在役维护和维修提供统一的国际技术标杆，以保障维修涂层体系的长期防护性能与可靠性。需要指出的是，该标准重点关注涂层（Coatings）而非金属热喷涂或衬里系统，适用于立管本体的涂层维修，对于立管管接头、弯头等异形部位的涂层维修也有相应的指导范围。标准不适用于新建立管的工厂预制涂层（该部分由ISO18797-1规定），但可适用于新建立管在运输安装过程中的涂层损伤修补。值得特别说明的是，由于标准文件的技术深度与版权保护要求，ISO18797-2:2021的标准全文以电子版加密PDF格式发布，下载后约1分钟即可获取，文件带有水印，需安装FileOpen插件进行阅读，电脑需保持联网状态，且受限于累计3台电脑共打印5次的使用条件。目前该标准的官方售价为1651.0元人民币。三、标准主要内容与技术解析ISO18797-2:2021作为一份针对在役立管维护和现场维修涂层的技术规范，其内容涵盖了从涂层材料选择、表面处理、涂层施工到质量检验与验收的全过程技术要求。以下对标准的几个核心技术板块进行解析。3.1表面处理要求表面处理是涂层维修工程质量控制的首要环节。ISO18797-2对维修区域的表面处理提出了明确要求：首先，依据ISO8501标准，局部维修区域采用动力工具清理的最低除锈等级为St3级，即非常彻底的动力工具清理，要求表面无可见的油脂和污物，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈、旧涂层和异物，清理后表面应具有金属光泽。在条件允许的情况下，推荐采用Sa2½级（非常彻底的喷砂清理）以获得更优的基层表面粗糙度和清洁度。与ISO18797-1中规定的Sa2½级最低要求相比，第2部分将动力工具清理的等级要求降低到St3级，这充分考虑了在役立管现场施工条件和作业空间的客观限制。与此同时，标准对维修区域周围完好涂层的处理也作出了规定：维修区域边缘应打磨成羽状边（FeatheredEdge），坡口角度通常不大于30°，以保证新旧涂层之间的平滑过渡和良好附着。标准还要求采用ISO8502系列标准规定的检测方法对表面清洁度、盐分含量、灰尘颗粒等级进行检测和控制，其中可溶性盐含量的限值一般不超过70mg/m²（以氯化钠计），以避免可溶性盐残留在涂层底部引发早期渗透起泡。3.2涂层体系分类与选型ISO18797-2:2021将立管维护和现场维修涂层分为两个基本类型：局部维修涂层（SpotRepairCoating）和全面维护涂层（FullMaintenanceCoating），两者在涂层配套设计和使用性能要求上有所不同。局部维修涂层适用于立管局部区域损伤修补，要求涂层与原有涂层及底材具有优异的附着力和相容性，在修补区域边缘能够与周边完好涂层良好衔接。全面维护涂层则适用于整根立管或较大面积区域的涂层更新，通常在新的面漆施涂前需对原有涂层进行整体检查和处理，必要时增设封闭层（Sealer）或过渡层（TieCoat）。在涂层体系的选择上，标准推荐了多种经工程实践验证的配套方案，包括但不限于：环氧类底漆配套聚氨酯面漆体系、纯环氧厚浆型体系、以及可用于水下部位维修的湿固化和水下固化环氧体系等。标准还针对不同维修工况条件（如大气区、浪溅区、全浸区）推荐了相应的涂层配套选型原则。同时，标准强调维修涂层体系的选用应与原涂层体系相容，需进行相容性验证试验，包括划格法附着力试验（ISO2409）和拉开法附着力试验（ISO4624）。这体现出标准在兼顾性能先进性与工程适用性方面的平衡考虑——既传承了传统涂料体系在腐蚀防护领域的长期成熟数据，又纳入了近年来在耐候性、力学性能等方面有显著提升的改性环氧、聚氨酯等高性能材料体系的工程应用成果。3.3施工工艺控制在施工工艺控制方面，ISO18797-2对涂料混合、稀释、活化期、适用期、混合后使用寿命等参数提出了规范化要求。标准要求施工前应对涂料进行充分搅拌，确保各组份混合均匀；双组份涂料应在规定的活化期内使用完毕，超过适用期的涂料严禁使用。施工方法以无气喷涂为主，辅以刷涂和辊涂用于小面积修补和边角部位施工，喷涂压力、喷嘴尺寸、喷涂距离和走枪速度等参数应根据涂料类型和现场条件合理选择。环境条件控制是现场维修涂层施工质量的重要保障。标准明确规定，施工环境温度应不低于5°C，相对湿度应不高于85%，且基材表面温度应高于露点温度至少3°C以上，以避免基材表面凝露影响涂层附着。在气候条件不满足要求时，应采取搭设防护棚、除湿加热等防护措施。同时，标准对涂层干燥固化条件进行了规定，提出了不同温度下的最小干燥间隔和最长覆涂间隔要求，以确保涂层体系各层间的良好层间附着。3.4质量检验与验收ISO18797-2建立了完善的维修涂层质量检验体系，包括施工过程中的工序检验和完工后的最终验收检验两个层次。在工序检验中，每一道涂层施涂完成后均需进行湿膜厚度和外观检查，发现流挂、漏涂、针孔等缺陷应及时处理。涂层体系的最终验收检验项目主要包括：干膜厚度检测（依据ISO19840或ISO2808），采用磁性测厚仪在维修区域及邻近完好涂层区域的对比测量，确保干膜厚度不低于规定值且分布均匀；涂层外观检查，目视检查涂层表面应无流挂、橘皮、缩孔、针孔、气泡、开裂等明显缺陷；附着力检测，采用划格法或拉开法评价涂层与基材及层间附着质量；漏涂点/针孔检测（依据ISO29601），采用低压湿海绵法或高压电火花法对维修涂层进行连续漏涂点检测，确保涂层无针孔和漏涂点存在。对于水下部位的维修涂层，标准还提出了特殊的检验要求，包括潜水员目视检查、水下附着力的现场测试以及阴极保护兼容性评估。标准要求维修涂层在验收合格后，应建立完整的维修档案，记录维修部位信息（包括立管标识、维修区域坐标与尺寸）、表面处理等级、施工环境参数（温度、湿度、露点）、涂层材料、施工参数（膜厚、道数、间隔）以及各项检验结果，为立管涂层的全寿命周期管理提供基础数据支撑。四、主要起草单位介绍ISO18797-2:2021的编制凝聚了国际标准化组织ISO/TC67框架下各成员体的技术力量，其中挪威的标准化机构（StandardNorge）承担了该标准制定的秘书处工作，发挥了重要的组织协调作用。StandardsNorway（挪威标准化机构）是挪威的国家标准机构，负责协调和推动挪威参与国际标准化活动的各项工作。挪威作为世界领先的海洋油气开发国家之一，在海洋工程装备、水下生产系统及腐蚀防护技术领域积累了丰富的工程经验和雄厚的技术实力。挪威国油（Equinor）、DNVGL（现DNV）船级社及相关研究机构长期活跃于ISO/TC67的各工作组，为多项海洋工程装备类国际标准的制定提供了核心技术支撑。中国作为ISO的常任理事国，也积极参与了本标准的制定工作。中国的海洋油气开发正处于由浅海向深海跨越的关键阶段，国内相关科研院所和企业依托海洋石油重大工程项目积累的腐蚀防护实践经验，在标准编制过程中积极提出技术建议，为标准的完善和丰富贡献了中国方案和中国智慧。五、标准实施价值与影响5.1技术引领价值ISO18797-2:2021的发布实施，填补了国际上在役立管涂层维护和现场维修领域无专项标准的空白，使立管外部腐蚀防护的技术标准从新建制造阶段延展到全寿命周期运维阶段，形成了较为完整的标准体系链条。该标准首