自升式海洋钻井平台是海洋油气开发的重要装备，按桩腿接口形式可分为2大类：桁架式平台及柱体式平台[2]。柱体式平台采用液压缸进行平台的起降。液压活塞杆作为桩腿，不仅起到支撑与起降作用，还需面对复杂的海洋腐蚀环境，应对这种苛刻环境单靠提高基体材料自身的性能远远不够。活塞杆在长期运行过程中，摩擦磨损及海水腐蚀是其主要的失效形式，这也是许多海洋结构部件亟需解决的问题。

表面工程技术可以做到不破坏材料自身性能并对材料表面性能进行强化，使其表面获得耐磨、耐蚀、抗氧化、耐热、绝缘、密封和隔热等性能中的一种或几种。电镀硬铬是传统强化海洋工程装备关键部件的技术之一，但是电镀硬铬技术依然有很多不足：1、电镀硬铬会释放大量Cr6+，造成严重的环境污染[3]；2、制备的涂层性能不足，如硬度远不如某些陶瓷金属材料，且存在氢脆和裂纹，很难适应现代机械高速、高温、高腐蚀的工作环境[4]。因此，有必要开发新的技术工艺来替代它。

热喷涂技术具有环境友好、高效、应用前景广阔的优势，在部件基体上使用热喷涂技术沉积金属、陶瓷等涂层，可以获得理想的复合涂层制品[5]。热喷涂技术中应用较广的是等离子喷涂技术，等离子喷涂技术可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨和密封等性能。等离子喷涂技术是利用等离子弧驱动的直流电源作为热源，加热合金、陶瓷、金属等材料使其达到融化或半熔融状态，并将喷射到已经处理过的工件表面沉积形成涂层[6]。

海洋环境十分苛刻，具有强烈的腐蚀能力。海洋工程设备及其关键部件很难在极其恶劣的环境下长期安全稳定的运行，单靠提高基体材料自身的性能是不现实的。等离子喷涂技术是满足性能要求的重要手段，在不破坏材料本身性能的情况下对材料表面性能进行强化，使其具备耐磨耐蚀等性能。

1.2自升式钻井平台

1.2.1自升式钻井平台介绍

自升式钻井平台由平台、桩腿和升降机构组成。平台能沿桩腿上下移动，一般没有自航能力[7]。工作时桩腿下放插入海底，平台被抬起并离开海面到达安全工作高度，并预压桩腿，以保证平台遇到风暴时桩腿不会下陷。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，使用拖轮拖到新的井位（见图1-1）[8]。

1.2.2升降系统

升降系统是自升式海洋钻井平台的重要结构之一，其中服役环境为水深不超过60m的自升式海洋钻井平台一般采用插销式的液压升降系统[9]。该系统的动力源是一套单独的液压系统，其主要作用就是把平台固定在海洋底部，另外还控制海洋平台的上升、下降及移动[10]。该系统还会根据所执行的命令如上升、下降及移动等计算确定其最佳的力学参数和最合理的移动速度，用来保持最佳的运行状态，具有稳定可靠的优点。

插销式的液压升降系统即液缸插销式，通常钻井平台拥有四套升降机构，每一套升降机构均可控制一个柱腿使其上升或下降。升降机构主要有升降液压缸、柱腿、插销驱动装置、上环梁、下环梁等部件构成[11]。钻井平台的移动如柱腿、平台的升降等原理是：平台固桩架与上环梁连接在一起，上环梁与下环梁上各装有一个捕销驱动液压缸，活塞杆前连接捕销，捕销驱动液压缸可以控制捕销交替抽插。接着升降液压缸活塞杆反复伸出与缩回驱动下环梁沿着桩体上下移动，从而完成钻井平台的各种调整动作。

1.2.3液压活塞杆

影响液压缸使用寿命的关键性零部件为液压活塞杆[12]。液压活塞杆在服役工作中，频繁受到缸体的往复摩擦，还要承受油液环境污染物和杂质的腐蚀[13]。活塞杆日常维护要求相对较高，一般采用表面镀铬和涂覆一层防护层进行防腐防磨。