埋地集輸管道防腐保溫技術(shù)研究

何國(guó)建

摘 要：保溫被稱(chēng)為第五能源，提高保溫技術(shù)水平是企業(yè)節(jié)能、降耗、增益的有效措施。我國(guó)盛產(chǎn)高粘、高凝原油，目前對(duì)這種原油多采用加熱輸送的方式。對(duì)埋地集輸管道進(jìn)行保溫是保證油氣安全集輸及節(jié)能降耗的有效措施。埋地集輸管道保溫后，傳熱熱阻增大，熱損失減少，有利于安全集輸。埋地集輸管道的保溫結(jié)構(gòu)一般由防腐層、保溫層、防水層及防護(hù)層組成，本文簡(jiǎn)要論述了埋地集輸管道防腐保溫技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：埋地集輸管道；防腐保溫技術(shù)

我國(guó)盛產(chǎn)高粘、高凝原油，為了滿(mǎn)足工藝要求及節(jié)能降耗，目前對(duì)原油多采用埋地集輸管道進(jìn)行加熱輸送。對(duì)埋地集輸管道進(jìn)行防腐保溫，是保證油氣安全集輸及節(jié)能降耗的有效措施。對(duì)埋地集輸管道防腐保溫后，傳熱熱阻增大，熱損失減少，有利于安全集輸。近年來(lái)，隨著保溫材料的發(fā)展，油氣管道防腐保溫結(jié)構(gòu)技術(shù)也得到發(fā)展，目前比較普遍采用的管道防腐保溫結(jié)構(gòu)基本形式為：鋼管一防腐層一保溫層一防水保護(hù)層。保溫層與保護(hù)層之間用粘結(jié)劑連接，這樣不但構(gòu)成了管道的“三防體系”，而且使鋼管，防腐層、保溫層、保護(hù)層牢固地合為一體，大大提高了管道的防腐保溫效果。

1 管道防腐改進(jìn)方法

埋地集輸管道外防腐材料的優(yōu)選，一般是根據(jù)掌握的有關(guān)資料，采用優(yōu)選的系統(tǒng)方法，從材料的技術(shù)性能、價(jià)格、預(yù)制、施工及維護(hù)情況、環(huán)境條件等方面綜合優(yōu)選。埋地集輸管道防腐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，通常是根據(jù)國(guó)情、管道建設(shè)質(zhì)量要求、環(huán)境條件和使用陰極保護(hù)情況等因素綜合確定。例如一條長(zhǎng)輸管線(xiàn)在經(jīng)過(guò)鹽沼、巖石或穿越河流時(shí)，可選用環(huán)氧粉末；在經(jīng)過(guò)低洼潮濕及微生物腐蝕性較嚴(yán)重的地區(qū)時(shí)，可選用煤焦油瓷漆；經(jīng)過(guò)干燥的山地時(shí)，可考慮聚乙烯膠帶。在防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般根據(jù)沿線(xiàn)環(huán)境腐蝕性選擇防腐等級(jí)，各種涂層及結(jié)構(gòu)的最終確定應(yīng)基于沿線(xiàn)腐蝕及環(huán)境因素的實(shí)際調(diào)查、分析及測(cè)試結(jié)果。

要做好管道的防腐工作，需要依據(jù)管道檢測(cè)和開(kāi)挖的檢查情況，需要定期地對(duì)腐蝕較為嚴(yán)重的管段進(jìn)行加固補(bǔ)焊，或者重新加瀝青玻璃布進(jìn)行防腐處理；對(duì)于長(zhǎng)輸管道，要在轉(zhuǎn)角、彎頭及跨越部位要采取改造措施，像套管及固定墩等，在管道的防腐施工中，要加強(qiáng)管道防腐施工質(zhì)量監(jiān)督及驗(yàn)收；要運(yùn)用地管道的檢漏儀對(duì)防腐層的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)破損點(diǎn)及時(shí)修復(fù)，以避免管道腐蝕的擴(kuò)展。

2 管道保溫技術(shù)要點(diǎn)

1、管道保溫技術(shù)

近年來(lái)，隨著保溫材料的發(fā)展，油氣管道保溫結(jié)構(gòu)技術(shù)也得到發(fā)展，目前國(guó)外采用的管道保溫結(jié)構(gòu)基本形式為：鋼管一防腐層一保溫層一防水保護(hù)層。保溫層與保護(hù)層之間用粘結(jié)劑連接，這樣不但構(gòu)成了管道的“三防體系”，而且使鋼管，防腐層、保溫層、保護(hù)層牢固地合為一體，大大提高了管道的防腐保溫效果。

在管道直管保溫技術(shù)中主要有管中管及一次成型的保溫工藝。其中管中管成型保溫技術(shù)是指把PE外護(hù)管運(yùn)用穿管機(jī)套到鋼管上，并在穿管機(jī)的機(jī)械作用下把鋼管緊密穿入套管之中，同時(shí)在PE塑料及防腐管所形成環(huán)形空間里灌入聚氨酯泡沫塑料，從而制成保溫管的技術(shù)。這種技術(shù)主要適用生產(chǎn)管徑在φ2m～φ8dm，其單根管徑的長(zhǎng)度為6m～12.5m之間的保溫管；一次成型保溫技術(shù)所指的是把已經(jīng)防腐且檢驗(yàn)合格鋼管倒運(yùn)到一條連續(xù)生產(chǎn)線(xiàn)之上，在這條生產(chǎn)線(xiàn)上會(huì)獨(dú)立完成防護(hù)層和硬質(zhì)泡沫保溫兩個(gè)成型過(guò)程，這種技術(shù)主要適用生產(chǎn)φ5.7m～φ27.3cm的管道保溫管；對(duì)于焊口保溫管道技術(shù)所指的把焊口組焊接好之后，再將成型焊口給予防腐保溫處理，其技術(shù)難點(diǎn)為焊口保溫模具制作，在防腐保溫管的端頭要進(jìn)行預(yù)留，這主要是為了在焊接的時(shí)候不會(huì)把防腐保溫層烤壞，其結(jié)構(gòu)也為防腐層、保溫層及防護(hù)層，在焊口要用噴砂進(jìn)行除銹，并且質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)該達(dá)到除銹等級(jí)的St3級(jí)或者Sa2級(jí)，并用補(bǔ)口帶隊(duì)焊口來(lái)防腐，以確定焊口處所需要保溫的長(zhǎng)度來(lái)對(duì)下料保溫模塊進(jìn)行準(zhǔn)確，同時(shí)在特制容器里對(duì)組合聚醚及多異氰酸脂依照一定比例來(lái)混合攪拌，再倒入保溫磨具空腔里發(fā)泡，化學(xué)反應(yīng)之后會(huì)形成聚氨酯泡沫，當(dāng)固化之后，就可以吧模具拆卸下來(lái)了，并用補(bǔ)口套來(lái)對(duì)保溫層給予防護(hù)，為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，要對(duì)發(fā)泡及固化時(shí)間進(jìn)行控制。彎頭保溫技術(shù)所指的是防腐廠(chǎng)把多異氰酸酯及組合聚酯依照一定比例在彎頭模具中發(fā)泡成型，并制成泡沫保溫塊，然后倒運(yùn)到管道安裝現(xiàn)場(chǎng)，且依據(jù)彎頭的度數(shù)大小來(lái)下料，并且在現(xiàn)場(chǎng)將彎頭除銹防腐，再與其粘接。

2、管道保溫技術(shù)主要事項(xiàng)

（1）為提高保溫效率，不斷開(kāi)發(fā)應(yīng)用低導(dǎo)熱系數(shù)的保溫材料，目前新開(kāi)發(fā)的保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)己達(dá)0.03W/m，K以下，甚至0. 2.2、重視經(jīng)濟(jì)效益，選擇保溫材料時(shí)，一般就地取材。防腐保溫結(jié)構(gòu)有了新發(fā)展，在保溫的同時(shí)重視和考慮了防腐和防水，防腐保溫結(jié)構(gòu)一般為鋼管一防腐層一保溫層一外防水保護(hù)層。注重研究開(kāi)發(fā)保溫層外防水保護(hù)層材料及防水型保溫材料，特別是美國(guó)、日本等國(guó)目前己研制出防水型無(wú)機(jī)保溫材料。

（2）注意研究開(kāi)發(fā)常溫?zé)o機(jī)發(fā)泡材料，為無(wú)機(jī)保溫管道的連續(xù)化預(yù)制生產(chǎn)提供了可能。例如，美、日等國(guó)研制的磷酸鹽系列泡材料，密度低達(dá)70kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.039對(duì)我國(guó)的埋地集輸管道防腐保溫設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議我國(guó)長(zhǎng)輸管道保溫設(shè)計(jì)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距，我國(guó)許多現(xiàn)役原油管線(xiàn)，由于運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、管線(xiàn)設(shè)備老化、管輸量逐年下降，使得原油加熱輸送的能耗不斷上升，運(yùn)行成本較高。對(duì)埋地集輸管道防腐保溫現(xiàn)狀進(jìn)行研究，提高防腐保溫設(shè)計(jì)水平，己成為當(dāng)務(wù)之急。

（3）在總體設(shè)計(jì)上，以節(jié)能降耗、保證設(shè)計(jì)壽命為目的，應(yīng)實(shí)現(xiàn)涂層材料及結(jié)構(gòu)、保溫材料及結(jié)構(gòu)（對(duì)長(zhǎng)輸保溫管道而言）、陰極保護(hù)、預(yù)制、施工工藝的確定、質(zhì)量、壽命與經(jīng)濟(jì)的最佳統(tǒng)一，即重視設(shè)計(jì)的可靠性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一性。

（4）在設(shè)計(jì)前詳細(xì)地掌握有關(guān)資料。一般說(shuō)來(lái)，設(shè)計(jì)前應(yīng)掌握的資料至少應(yīng)包括以下幾個(gè)方面。工程基本概況，包括工程投資及其償還年限、環(huán)境條件、設(shè)計(jì)要求等；工程所在地區(qū)的有關(guān)資料，包括當(dāng)?shù)責(zé)醿r(jià)、當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的防腐保溫材料的種類(lèi)、價(jià)格、技術(shù)性能、生產(chǎn)能力和技術(shù)水平、防腐保溫維護(hù)費(fèi)用、運(yùn)距、材料施工難易程度和周期等。另外，還應(yīng)掌握沿線(xiàn)土壤土質(zhì)、熱阻、電阻率等參數(shù)及附近類(lèi)似工程的腐蝕狀況，這些資料的獲取，需進(jìn)行充分的調(diào)研、實(shí)地勘察及測(cè)試。設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行多種方案的論證，設(shè)計(jì)方案的比較應(yīng)是定量的、全面的綜合比較，不單要比較投資多少，還應(yīng)比較壽命、維護(hù)費(fèi)用、施工難易和周期等因素。例如，我國(guó)的一些長(zhǎng)輸管道的保溫設(shè)計(jì)，原來(lái)規(guī)定投資回收年限為5―7年，投產(chǎn)運(yùn)行后經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)，2―3年即可回收全部投資，設(shè)計(jì)的中間加熱站，投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)部分加熱站不加熱也能滿(mǎn)足要求，說(shuō)明這些保溫設(shè)計(jì)是不經(jīng)濟(jì)的。因此，應(yīng)在充分調(diào)研、分析的基礎(chǔ)上綜合論證設(shè)計(jì)方案，確保防腐保溫設(shè)計(jì)可靠性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在很多領(lǐng)域中都需要防腐保溫性能好的管道來(lái)保駕護(hù)航，像石油管道、燃?xì)夤艿赖?，這些領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)管道防腐保溫技術(shù)提出了更高的要求，我國(guó)管道防腐保溫效果已經(jīng)得到了很大的提高，但仍然需要進(jìn)一步地研究與開(kāi)發(fā)，使其達(dá)到世界先進(jìn)水平。

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