聚氨酯預(yù)制保溫管預(yù)算精進(jìn)目前在油田由于管線腐蝕而造成管線滲漏、穿孔、破裂等事故經(jīng)常發(fā)生,不僅造成重大的經(jīng)濟(jì)損失,也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染,因此,管線防腐涂層的合理選擇和使用,對(duì)油氣集輸管線的安全運(yùn)行及使用壽命具有十分重要的意義。
1、油田油氣集輸管線外防腐技術(shù)的特點(diǎn)與應(yīng)用現(xiàn)狀
1.1用于油氣集輸管線的鋼管多為∮76~∮219的中小口徑無(wú)縫鋼管。
1.2常用的外防腐涂層為石油瀝青防腐層、聚乙烯膠拈帶防腐層和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層。
1.3管線外防腐層制作一般在防腐廠集中預(yù)制,機(jī)械化程度高、質(zhì)量性能穩(wěn)定,而現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口補(bǔ)傷在野外手工操作、受環(huán)境氣候影響較大,施工質(zhì)量不穩(wěn)定。
2、選擇外防腐涂層時(shí)應(yīng)考慮的因素
埋地管道的腐蝕主要是土壤腐蝕、細(xì)菌腐蝕和雜散電流腐蝕,其中主要為土壤腐蝕,引起土壤腐蝕的主要因素有土壤的電阻率和酸堿度(pH值),土壤的濕度,土壤中的氧、微生物等。針對(duì)這些因素,要求外防腐涂層必須具有良好的電絕緣性(涂層電阻、耐擊穿電壓)和一定的耐陰極剝離能力、良好的機(jī)械性能(抗沖擊強(qiáng)度、拈結(jié)性、抗彎曲性、耐磨性)和良好的穩(wěn)定性(耐候性、耐水性、耐低溫及化學(xué)穩(wěn)定性)。同時(shí)應(yīng)考慮涂層破損時(shí)易于修補(bǔ)。
3、常用外防腐涂層防腐性能分析
3.1涂敷前鋼管表面的預(yù)處理
鋼管的外防腐質(zhì)量在很大程度上取決于防腐層與管表面的粘附程度,粘附力又取決于管表面的除銹質(zhì)量,除銹質(zhì)量包括干凈程度和表面粗糙度,除銹好的管子表面可以保證與防腐層有很大的粘附力,防止防腐層在運(yùn)輸、貯存、下溝和回填過(guò)程中,因碰撞、摩擦、與土壤壓砸造成的開裂和脫落,保證防腐層的完整性和密封性,有效地阻止腐蝕介質(zhì)的侵入。
3.2涂層的粘結(jié)力
石油瀝青涂層粘結(jié)力的大小以撕開防腐層后附在鋼管表面的第一層瀝青占滿撕開面積位合格,屬定性描述,由于其涂層厚且纏繞玻璃絲布,定量分析意義不大,其粘結(jié)性隨時(shí)間的變化不明顯;聚乙烯膠拈帶防腐層是以抗撕扯能力表示粘結(jié)力的大小,一般為20N/cm;硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層由具有保溫作用的泡沫塑料和具有保護(hù)作用的聚乙烯塑料防護(hù)層組成,泡沫塑料與鋼管的粘結(jié)力與石油瀝青防腐層和聚乙烯膠拈帶防腐層沒(méi)有可比性,聚乙烯塑料防護(hù)層的拉伸強(qiáng)度為大于20MPa,具有較好的抗拉、耐壓性能。
聚氨酯預(yù)制保溫管預(yù)算精進(jìn)
3.3涂層的電絕緣性
埋地鋼質(zhì)鋼管的腐蝕屬電化學(xué)腐蝕,環(huán)境中的電解質(zhì)離子只有通過(guò)防腐涂層到達(dá)金屬表面構(gòu)成電流的循環(huán)回路才能引起腐蝕,因此涂層的電絕緣性是非常重要的,石油瀝青涂層、聚乙烯膠拈帶防腐層和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層的絕緣電阻和耐擊穿電壓均非常高,這些防腐層均能滿足油氣集輸管線對(duì)防腐層電絕緣性的要求。
3.4耐陰極剝離能力
管道在運(yùn)輸、鋪設(shè)等過(guò)程中,不可避免地會(huì)損壞防腐層,埋地后由于土壤電解質(zhì)和外加陰極保護(hù)電位作用會(huì)使防腐層破損處產(chǎn)生新的漏點(diǎn)或在漏點(diǎn)處產(chǎn)生松脫,所有類型的防腐層在一定程度上都會(huì)產(chǎn)生剝離。剝離與擴(kuò)散現(xiàn)象有關(guān),擴(kuò)散主要是滲透擴(kuò)散和陰極保護(hù)產(chǎn)生的擴(kuò)散,擴(kuò)散的結(jié)果會(huì)使防腐層溶脹或鼓泡,最后剝離以至脫落。
由于石油瀝青防腐層的吸水率相對(duì)較高,在高水位環(huán)境中使用時(shí),涂層電阻因吸水而下降,陰極保護(hù)電流密度增大,擴(kuò)散引起涂層剝離的可能性增大,同時(shí),由于石油瀝青涂層對(duì)鋼管表面處理要求不高,氧化皮清除不徹底,而氧化皮的惦記電位比鋼管高,防腐層損傷處的鋼管表面成為電化學(xué)腐蝕的陽(yáng)極,生成體積更大的鐵銹,加劇涂層的剝離,失去防腐作用。
3.5涂層的機(jī)械性能
主要有抗沖擊性能(輸送、裝卸、敷設(shè)過(guò)程中因碰撞、擠壓等外力對(duì)防腐層的損傷)、抗彎曲性能(針對(duì)下溝等施工時(shí)產(chǎn)生彎曲變形而引起開裂、剝離或機(jī)械損傷)、耐磨性(針對(duì)涂層與土壤等物質(zhì)接觸而產(chǎn)生的摩擦力)。就沖擊強(qiáng)度而言,聚乙烯膠拈帶防腐層要好于石油瀝青防腐層,而硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層的保護(hù)層聚乙烯塑料韌性好,具有較好的抗彎曲性能,但機(jī)械強(qiáng)度較小,不能經(jīng)受摔打、撞擊,因此在裝卸時(shí)應(yīng)注意輕拿輕放,避免碰撞,減少損壞。
3.6耐溫性
涂層耐溫性分為耐熱性和耐低溫性,它是確定輸送介質(zhì)溫度界限的主要參數(shù),耐熱性確保在使用溫度下不變形、不流淌、不加快老化速度,與軟化點(diǎn)有關(guān),而低溫性確保其在低溫下堆放、拉運(yùn)和施工中不產(chǎn)生裂紋、不脫落。
石油瀝青防腐層耐高溫性能較差,管道輸送介質(zhì)溫度不超過(guò)80℃,聚乙烯膠拈帶防腐層耐熱性一定程度取決于底膠的耐熱性,若底膠的耐溫性差,粘結(jié)性能也差,其上限與石油瀝青防腐層相當(dāng),硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層的泡沫塑料作為一種很好的保溫材料,也具有良好的耐高溫性能。
聚氨酯預(yù)制保溫管預(yù)算精進(jìn)3.7環(huán)境的影響
主要指環(huán)境介質(zhì)、環(huán)境中微生物的影響
石油瀝青防腐層耐酸堿性強(qiáng),但易受環(huán)境中細(xì)菌等微生物以及植物根莖的穿透,細(xì)菌對(duì)其涂層的腐蝕主要有兩方面,一是某些厭氧菌間接參加電極反應(yīng)形成二次腐蝕,二是有些微生物吞噬涂層,嚴(yán)重時(shí)形成海綿狀。
聚乙烯膠拈帶防腐層易發(fā)生環(huán)境應(yīng)力開裂,在環(huán)境介質(zhì)中由于表面活性劑作用使涂層表面產(chǎn)生一些裂紋,在受到應(yīng)力的沖擊時(shí),裂紋發(fā)展,導(dǎo)致脆性斷裂。聚乙烯耐環(huán)境應(yīng)力開裂的程度隨溫度升高而降低,同時(shí)加工中的缺陷如厚度不均也會(huì)加快開裂。
硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層的泡沫塑料和聚乙烯塑料耐紫外線能力較差,如長(zhǎng)期在陽(yáng)光照射下,泡沫塑料和聚乙烯塑料會(huì)加速老化,因此防腐保溫管存放期不宜過(guò)長(zhǎng),最好是現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)使用。
3.8涂敷性能
石油瀝青防腐層涂敷:工藝簡(jiǎn)單、成熟,易實(shí)現(xiàn)連續(xù)的機(jī)械加工,要求除銹工藝不高。
聚乙烯膠拈帶防腐層涂敷易實(shí)現(xiàn)連續(xù)機(jī)械化作業(yè),鋼管預(yù)熱溫度不高,工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,易控制。
硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層制做工藝相對(duì)復(fù)雜,鋼管預(yù)熱溫度較高,施工質(zhì)量不易控制。
3.9補(bǔ)口補(bǔ)傷
補(bǔ)口補(bǔ)傷是保證管道防腐完整性的重要環(huán)節(jié),也是整條管道防腐層質(zhì)量最薄弱的環(huán)節(jié)。
鋼管防腐是在工廠嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系控制下預(yù)制的,而補(bǔ)口是在施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制,補(bǔ)口質(zhì)量難以控制。補(bǔ)口材料的質(zhì)量及施工質(zhì)量是造成補(bǔ)口失效的主要原因,因此,補(bǔ)口材料的選擇應(yīng)與防腐層性能相同或略高。石油瀝青防腐層補(bǔ)口補(bǔ)傷與涂敷施工相似,補(bǔ)口補(bǔ)傷所用的材料、結(jié)構(gòu)與管本體相同,其補(bǔ)口的防腐效果與管本體相當(dāng)。聚乙烯膠拈帶防腐層補(bǔ)口采用補(bǔ)口帶,操作簡(jiǎn)便,對(duì)環(huán)境的敏感性低,養(yǎng)護(hù)時(shí)間短,但抗土壤應(yīng)力和陰極屏蔽性差。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層補(bǔ)口采用熱收縮套補(bǔ)口,補(bǔ)口結(jié)構(gòu)為石油瀝青防腐層—泡沫塑料保溫層—熱收縮套防護(hù)層,其防腐保溫效果很好,但操作復(fù)雜,質(zhì)量不易控制,成本較高。
聚氨酯預(yù)制保溫管預(yù)算精進(jìn)4、常用外防腐涂層的特點(diǎn)評(píng)價(jià)
4.1石油瀝青防腐層
石油瀝青防腐涂層是我國(guó)管道的傳統(tǒng)涂層,在施工上有成熟的經(jīng)驗(yàn),價(jià)格便宜,粘結(jié)性好,耐土壤的酸、堿性強(qiáng),補(bǔ)口、補(bǔ)傷方便。但由于易受微生物侵蝕,存在植物根莖穿透、吸水率相對(duì)高等缺點(diǎn),不適合沼澤、低洼潮濕、微生物侵蝕嚴(yán)重的地區(qū)。
4.2聚乙烯膠拈帶防腐層
聚乙烯膠拈帶的主要優(yōu)點(diǎn)是絕緣電阻高、抗雜質(zhì)電流性能好、施工方便。缺點(diǎn)是抗土壤應(yīng)力能力差,易于因粘結(jié)差和電阻值很高而產(chǎn)生陰極保護(hù)屏蔽,該防腐層適用于管道修復(fù)和管件防腐,主要缺陷是螺旋形搭接縫長(zhǎng),易在搭接處產(chǎn)生粘結(jié)失效而形成腐蝕介質(zhì)滲入的通道,在螺旋形接縫處產(chǎn)生腐蝕。
4.3硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層
硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層中的泡沫塑料具有導(dǎo)熱系數(shù)小、密度小、吸水率小、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),是一種很好的保溫材料,而作為防護(hù)層的聚乙烯塑料強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng),可以保護(hù)保溫層不受損壞、防止外界水進(jìn)入保溫層,因此硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層具有很好的保溫和防腐性能,特別適合油田對(duì)油氣集輸管線保溫和防腐的雙重要求,其缺點(diǎn)是生產(chǎn)工藝復(fù)雜,成本高
施工中常見(jiàn)問(wèn)題及解決辦法
聚氨酯保溫管起發(fā)速度慢此現(xiàn)象一般出現(xiàn)在秋冬季節(jié)或早晨施工,因?yàn)闅鉁赝蝗唤档突驓鉁氐退?。將環(huán)境溫度、黑料溫度升高即可解決。一般將黑料溫度升至30-60℃,環(huán)境溫度升至20-30℃即可。
聚氨酯保溫管起發(fā)速度快此現(xiàn)象一般出現(xiàn)在春夏季節(jié)或中午施工,因?yàn)闅鉁赝蝗簧呤職鉁靥?。可將黑料用冷水泠卻或夜間放在室外自然冷卻,避免太陽(yáng)直曬。
聚氨酯保溫管泡沫強(qiáng)度較小且泡沬較軟此現(xiàn)象由黑白料比例失調(diào)引起,適當(dāng)增大黑料比例即可(1:1—1.05)注意不在使黑料比例太大,否則,會(huì)使泡沬變脆,亦影響泡沬性能。
高密度聚乙烯夾克管簡(jiǎn)介:
聚乙烯夾克管采用高密度聚乙烯材料制成,具有極高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的耐腐蝕性能,可以保護(hù)管材在運(yùn)輸、安裝及使用過(guò)程中避免因外界因素而造成的破壞。