地面工程中管道防腐工藝適用性分析及應用

趙新

摘要：多年來輸油管道的腐蝕問題日益突出，通過化學藥劑防腐、管道內壁涂層防腐、電法保護防腐等防腐方法，取得了較好的效果，但管線防腐增加的成本與使用壽命的延長不成比例，降低了防腐的成效，再加上非金屬管道的逐步應用，鋼管的市場占有率大大縮小，隨著近年來，在國內工程上環氧粉末內噴涂防腐工藝的出現，環氧粉末內防腐管線已被國內的各大油田所認可，下面介紹一下環氧粉末內噴涂管線的工藝原理。

關鍵詞：油田；地面工程；；適用性對比；效果評價

本文介紹了環氧粉末內噴涂管道的應用狀況，對環氧粉末內噴涂管道與HT515內防腐管道及鋼骨架非金屬管道進行了對比分析，通過對各種管道的優缺點及經濟效益對比，分析了環氧粉末內噴涂管道的應用前景，對油田新型管道的發展應用具有一定的指導意義。

1 環氧粉末內噴涂管線

1.1環氧粉末內噴涂防腐的工藝原理

目前，環氧粉末內防腐是一種性能優越的管道防腐涂料，它具有良好的物理化學性能和較寬的溫度適用范圍，在國內有了較廣泛的應用。所謂環氧粉末是一種熱固性粉末，它的熔化溫度為180℃，有優良的耐酸堿性能，它溶解在鋼管內壁后，當流體溫度在100℃以內時，溫度越高它的固化性越好，并具有優良的使用性能。其內噴涂原理為：采用靜電熱噴涂法進行環氧粉末噴涂，即利用高壓靜電電暈電場原理，將被涂敷鋼管接地作為正極，噴槍噴頭接高壓負電極，使噴槍與鋼管之間形成一個強勁電場，鋼管經中頻感應線圈加熱后，由傳動線送至噴涂室，壓縮空氣將粉末從儲粉桶經送粉管送到噴槍噴出，在噴頭上的針形電板產生電暈放電，使流經的粉末帶有負電荷，在靜電場力和運載氣體的雙重作用下，定向飛至鋼管內表面，隨即成為熔融狀態。

1.2環氧粉末內噴涂鋼管的安裝及應用情況

環氧粉末內噴涂鋼管的安裝及應用情況有焊接和法蘭連接，法蘭連接主要用于地上管線，焊接管用于埋地管線，鋼管連接前，兩根鋼管兩端分別擴口，在擴口連接之前將襯套插入，襯套與鋼管之間采用粘接，襯套的溝槽上有膠皮墊，在插入鋼管之前涂上密封膠與鋼管連接，可防止流體從擴口和襯套之間流動，在將襯套完全插入擴口后，在擴口連接處用電焊連接，因襯套與鋼管擴口連接處有石棉或硅酸鹽保護，所以起到了隔熱的作用，實現不破壞防腐層的作用。

2 HT515內防腐管線

2.1 HT515內防腐的工藝原理

目前，HT515內防腐是1995年推出的管道防腐涂料，它在施工前需將管道內表面作噴砂除銹達到Sa2.5級后，按10：1的比例配比鐵紅色甲組分及棕色乙組分，并添加“特性溶液”后噴涂或擠涂在管道內表面上，除管道補口外每道控制噴涂量為每平方米215克，涂刷兩道后達到干膜厚度250μm。該型防腐涂料的甲乙組分混合后，涂刷底面合一的防腐涂料兩遍后即可成形，減少涂料的成膜道數。

2.2 HT515內防腐鋼管的安裝及應用情況

HT515內防腐管道可采用擠涂和噴涂兩種工藝，擠涂工藝適用于現場已安裝好的管道，根據擠涂管線的長度，確定整條管線作為一段或分成幾段擠涂。然后依據擠涂管線的型號大小和其長度，預制好加料倉和收料倉，并固定在待擠涂管道的兩端。在加料倉中加入預先計算好的帶有少量余量的涂料，然后開始送壓縮空氣推動擠涂球進行擠涂，該工藝不需補口。噴涂工藝適用于在鋼管停放場防腐后進行現場焊接，焊接完后，采用補口機進行補口。在實際應用中我們也發現了該型防腐管材的缺點，即管線因焊口及防腐補口質量等問題，管線焊接處易出現破損，且防腐層不易恢復。

3 鋼骨架復合管

3.1鋼骨架復合管的結構原理

鋼骨架復合管是以優質低碳鋼絲為增強相，進口高密度聚乙稀（HDPE）為基體，通過鋼絲點焊成網，與塑料擠涂填注同步進行，在生產線上連續拉膜成型的雙面防腐管道。該管材沿管線軸向鋪設鋼絲，鋼絲間距8毫米，沿鋼絲外圈以8-12毫米的間隔纏繞鋼絲，并點焊成網狀結構，在網狀結構兩面填注高密度聚乙稀，將網狀結構包在中間。

3.2 鋼骨架復合管的材質分析：

鋼骨架復合管的基體采用的高密度聚乙烯樹脂是HOSTALEN GM5010 T2的改進型，它具有更高環向剛度和撕裂抗力，快速裂紋傳播抗力好，不易發生脆性斷裂，在23℃時的密度為0.954g/cm3，屈服應力22Mpa。鋼骨架采用的是一般用途低碳鋼絲，其尺寸及力學性能符合GB/T 343的規定。

3.3 鋼骨架復合管的安裝及應用情況

該管材的連接分法蘭連接和電熱熔連接。地上管線采用法蘭連接：將密封膠圈放入管子的密封槽內，管子對齊后將法蘭用螺栓擰緊。地下管線采用電熱熔連接，在連接前將兩管對齊，將連接面上污物擦去，兩管承插連接后用電熱熔連接機通電加熱實現連接。在油田某聯合站至首站DN250管線中應用了鋼骨架復合管，管線自2013年投產后運行良好。因為高密度聚乙烯導熱系數低，且DN250鋼骨架復合管管壁厚12.5毫米，起到了較好的保溫效果，該管材內壁光滑，其粗糙度為0.03毫米，而鋼管為0.2毫米，是鋼管的3/20，所以回壓比鋼管時降低0.5公斤。該型管材一旦破損時有兩種修復方法：①打卡子。用廠家生產專用卡子或普通卡子即可。②電熱熔換管：用專用鋸將壞管段鋸下，用塑料焊條將截斷處鋼絲遮蓋，將電熱熔套推入原管，并將新管與原管對正，再將套筒推到連接位置實施電熔連接，換管過程一般在8小時以內。但在實際應用中也發現了該型管材的缺點，即電熔套與管線連接處容易出現滲漏及管線受外力損壞等現象，雖然在較短時間內修復，但造成了一定的經濟損失，影響了油田的正常生產。

4 三種管材性能及投資效益對比

5、對環氧粉末內噴涂鋼管的建議

作為新型內防腐涂料，環氧粉末內噴涂鋼管在油田地面工程中已逐步得到了應用，但該型防腐涂料距大面積應用還有一定的距離，（1）防腐工藝的不足：該防腐涂料目前不能在現場加工或將加工設備運到現場，而只能將管線運至工廠防腐后再拉至現場施工，增加了運輸費用。（2）價格存在的不足：該型防腐涂料價格較高，相應提高了工程的總造價，尤其是Ф219X6及以上的大型管材防腐價格超出了管材價格，使工程投資大大提高。（3）施工中的不足：對于彎頭、三通等管件多的工程，該型管材施工難度大，同時一旦破損，環氧粉末內防的管線修復困難，只能用不防腐的普通鋼管修復。

參考文獻：

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2.胡永安. 關于重防腐環氧粉末涂料施工工藝的探討[J]. 科技資訊. 2011（22）