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3PE防腐钢管

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天然气用3pe防腐钢管
  • 产品类别:

    天然气用3pe防腐钢管

  • 应用领域:

    煤矿管道工程

  • 连接方式:

    焊接连接

  • 产品品牌:

    沧州宏科华防腐保温管道有限公司

  • 产品说明:

    输送天然气用3pe防腐钢管石油天然气管道的防腐蚀方法影响石油天然气管道可靠性和使用寿命的关键因素之一。针对石油天然气长输管道和集输管道内腐蚀和外腐蚀的特点,总结了相关腐蚀防护技术,本文结合我国管道建设的实际情况,介绍了多种用于管道外防腐蚀涂料的性能、特点及应用情况"并对钢制管道外防

  •      输送天然气用3pe防腐钢管石油天然气管道的防腐蚀方法影响石油天然气管道可靠性和使用寿命的关键因素之一。针对石油天然气长输管道和集输管道内腐蚀和外腐蚀的特点,总结了相关腐蚀防护技术,本文结合我国管道建设的实际情况,介绍了多种用于管道外防腐蚀涂料的性能、特点及应用情况"并对钢制管道外防腐涂料的发展趋势方向进行了展望。

        天然气管道是国家重要的基础设施,是天然气发展的基本条件之一,也是国家现代化的重要标志。

        管道防腐蚀技术是保证管道安全运行、延长使用寿命的重要措施。为适应天然气管道的快速发展,管道防腐蚀技术也应得到足够的重视和发展。

        [1—4]高性能、复合化、寿命长的管道外防腐层,减阻效果好、性能稳定、价格便宜的内涂层,防腐数据的高精确度、在线检测仪器和自动采集处理系统等,是近期国内管道防腐技术的主要发展方向。通过查阅资料,了解国内外石油天然气管道的防腐蚀方法,相关动态,加深对本专业的认识。

        近几年来,随着能源的需求不断增加,石油天然气管道铺设里程不断增长,而管道的腐蚀问题变得越来越突出,其保护变得迫在眉睫。近几年关于管道的防护的研究也越来越多。

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       输送天然气用3pe防腐钢管石油天然气管道腐蚀的原因

        1.1环境因素

        石油天然气管道基本上都是处在土壤中,它的腐蚀同土壤环境有着密切的联系。在土壤中形成了气、液、固多相体系,容易引起金属管道的电化学腐蚀环,且大多数属于氧去极化腐蚀,只有在强酸性土壤中,才会发生氢去极化腐蚀。在土壤腐蚀中,阴、阳极过程受土壤结构及湿度的影响极大。[5]对于埋地管线,经过透气性不同的土壤而形成氧浓差腐蚀电池时,土壤的电阻成为主要的腐蚀控制因素。

        1.2输送天然气用3pe防腐钢管石油天然气管道钢管的材质与制造因素影响

        管道的主要材质是钢管,它是管道腐蚀的最内在的因素,特别是钢材的化学

        组分与微晶结构。目前一般认为,如果钢管中S、P等非金属会含量过高的话,就容易发生腐蚀,C、Si过高易造成脆性开裂。在钢管制造过程中,表面存在缺陷如划痕、凹坑、微裂等,也易造成腐蚀开裂。2石油天然气管道腐蚀的防护措施

        据统计,全球因油气管道腐蚀而造成的经济损失都达数百亿美元,因此,开展对石油天然气管道腐蚀的防护措施的研究具有重要的现实意义和经济效益。目前,防腐采取的措施主要有以下几种:2.1缓蚀剂防护

        缓蚀剂保护是在腐蚀环境中,通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀速度的物质以保护金属的方法。机理为通过缓蚀剂分子上极性基团的物理吸附作用或化学吸附作用,使缓蚀剂吸附在金属表面。[6—8]重庆建筑大学的曹登祥等人研究了缓蚀剂对金属管道腐蚀的机理,它们选用不同性能的缓蚀剂和表面活性剂进行复配,对模拟的油、气管道常规输送工况进行了静、动态对比试验。通过试验数据分析,寻求了最佳的缓蚀剂与表面活性剂的配比。[9]2.2外涂层防护,

        目前,外涂层防护已被很多科研工作者认为是控制腐蚀的有效办法。现在常见的涂层有以下几种。2.2.1常温固化陶瓷防蚀涂层

        目前最新的是西南科技大学张凡等人研究的常温固化陶瓷防蚀涂层技术。他们采用自制的粘结剂和陶瓷粉混合涂覆在金属管道的表面,让其常温固化,达到保护金属管道的作用。此种常温固化陶瓷防蚀涂层还可用于一部分被腐蚀管道的修复。

        2.2.2输送天然气用3pe防腐钢管石油天然气管道煤焦油瓷漆

        煤焦油瓷漆的优点是:使用寿命长;吸水率低;抗植物根茎穿透和耐微生物腐蚀切电绝缘性能能好。国内外使用其已有70多年历史了,但是因为其污染环境,近年来因受环保的限制逐渐被其他覆盖层代替。[10]2.2.3液体聚氯脂涂层

        无溶剂聚氨酯涂料的优势:固化时间短;能抗阴极剥离;抗磨损和抗土壤应力的能力强;粘结性好。一般对即涂层厚度的要求为1-1.5mm,对管道的温度要求为80℃以下。

        2.3输送天然气用3pe防腐钢管石油天然气管道电化学防腐蚀

        由于金属管道的防腐蚀层在搬运安装过程中容易发生碰撞,难免会出现破损,导致发生局部电化学腐蚀,产生孔蚀等破坏。使用探测等手段发现防腐蚀层破损后,就可以使用电化学保护的方法进行维护,因此电化学保护经常作为防腐蚀层的补充手段,两者相辅相成,有效地阻止了金属管道的腐蚀。[11-12]

        2.3.1输送天然气用3pe防腐钢管石油天然气管道外加电流保护

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        外加电流保护是根据腐蚀过程的电化学原理对金属管外加负电流,通过足够的阴极极化而抑制腐蚀过程的防腐蚀工艺。其优点是能灵活控制阳极,适合恶劣的腐蚀条件和高电阻环境,保护范围广。但它存在一次性投资较高,对邻近的金属设施有电磁干扰,在管道裸露较大的区域电流容易流失等缺点。通过在管道进、出口设置电绝缘装置可减少保护电流的损失。[13]管道防腐蚀层或绝缘层因电力故障而引起破坏,可以用在绝缘接头安装锌接地电池来解决。

        2.3.2输送天然气用3pe防腐钢管石油天然气管道栖牲阳极保护

        该金属管道防腐蚀工艺是采用比被保护金属电位更负的金属材料与之相连,使管道电位为均一的阴极来防止腐蚀。其优点为不需要加直流电源,对邻近的金属设施没有影响,施工技术简单,维修费用低,接地、保护兼顾,适用于无电源地区和规模小、分散的对象。3.管道外防腐蚀层的选择要求

        外防腐蚀层的选择应遵守以下原则:

        (1)技术可靠,防腐蚀性能好,具有较好的机械性能和绝缘性能,水渗透率低,耐阴极剥离性好,耐植物根穿刺,耐微生物侵蚀,与钢管粘接力强,易于补口、补伤等;

        (2)经济合理,做到既能达到防蚀效果又可节省投资;

        (3)根据现有的技术装备和施工经验,能达到设计提出的要求,满足工程的需要。

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    输送天然气用3pe防腐钢管涂装表面要求及质量检验对比

        目前国内对于钢管表面涂装的要求

        除行业标准外基本与国外相同,另外还增加了含盐量、灰尘度等指标要求。较为特殊的是,印度管道工程要求除锈后的锚纹不呈现半球形或圆形。文献[7]表明,过去5年中全球三层聚烯烃结构涂层失效的研究发现,引起FBE层附着力降低的主要原因是涂层下呈圆形或半凹形的喷砂锚纹。同时,FBE涂层的典型涂装条件为角状喷砂锚纹,波峰与波谷的最小差值应为50μm。涂装质量检验中,国内外在检测项目和检测频次上有所不同。对于检测项目,国内外的主要差别在于,国外要求对冲击强度、压痕硬度进行抽样检测;在检测频次上,国外对锚纹深度、防腐层厚度、剥离强度和阴极剥离的检测频次要求比国内更严格,。

    输送天然气用3pe防腐钢管钢管的表面处理对PE防腐层性能的影响

        防腐前钢管的表面处理是防腐施工的重要工序之一,表面清理质量直接影响防腐层与钢管之间的粘接力,因此在防腐层涂敷前要先清除钢管表面的油污等杂物,并对钢管预热到40~60°C,以保证钢管表面干燥,然后再采用喷丸或者抛丸工艺使钢管表面达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》标准要求的表面清洁度Sa2.5和锚纹深度50~70Λm。表面处理后必须将钢管表面的灰尘等异物清理干净,最好采用真空吸尘对钢管表面进行除尘,并防止钢管表面二次污染。锚纹深度不宜过小,否则粘接力会降低,锚纹深度过大则会多耗材料,

        因此在使用磨料时应选择合适的粒径和比例。

        聚乙烯的结构对熔体性能的影响

        .1聚乙烯的结构聚乙烯是以乙烯单体为基本单元聚合成的聚合物,聚合度几千到几十万不等,因此单一分子可看成很长很长的链,无数个分子的集合使其微观结构被形容为“无规线团”。聚合物的分子质量是平均分子质量,因为每个链的长度都不相同。分子质量分布就用来描述具有各种分子质量的分子链的分布情况。因聚合过程中产生的链转移和(或)第二单体参加共聚使之分子链产生不同程度的支化,即分子链形成不同程度的“枝”状。因支化程度不同导致结晶度不同,因而产生了密度的不同并有了高密度、低密度之分,

        高密度聚乙烯(HDPE)分子链仅有少量的短链支化;低密度聚乙烯(LDPE)分子链是大量的长链支化;线型低密度聚乙烯(LLDPE),不包含长链支化,但包含短侧链支化,“线型”意思为没有长链支化。各种聚乙烯的性质差别,是由以下差异导致的:①短链支化程度;②长链支化程度;③平均分子质量;④分子质量分布(部分取决于长链支化)

        第五、输送天然气用3pe防腐钢管聚乙烯的熔体行为与3PE防腐工艺、性能的相关性

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        3.1熔膜撕断

        3PE挤出缠绕工艺仅从聚乙烯的加工看,类似于流延膜加工,只不过是多层膜的重叠融合而已。熔融的PE在很宽的温度范围内都表现出弹性,当应力解除后会出现模头熔胀和应力回复现象。当熔融的PE从挤出机模头出现时,因为是在挤出压力的作用下,会发生一定程度的取向现象,离开模头后,如无足够的外力作用,则在流动方向发生收缩,而在横向发生膨胀。在低剪切速率下,模头熔胀随分子质量增加和分子质量分布加宽而增加。模头熔胀随剪切速率的增加而增加,直到接近临界剪切速率点,高于这点,发生熔体破裂。

        对密度相近的聚乙烯,分子质量小、分子质量分布窄、分子质量分布为双峰时有利于熔体延伸性;提高温度,增加剪切速率也有利于熔体延伸。但这样一来往往有损于其它性能。

        模口间隙大,则欲达到同样的成膜厚度时熔膜的牵伸比大,需高倍延伸才能达到要求厚度,此时熔体也易于拉断。

        3.2焊道减薄率

        聚乙烯在挤压过程中熔体粘度必须合适,否则,虽然熔体粘度很低,熔体流动性很好,但保持形状的能力却很差,在外力作用下极易变形,相

        反,熔体粘度很高,会造成流动和成型困难。

        分子质量小的聚乙烯在同等温度下的熔体粘度要低于分子质量高的聚乙烯(即MFR值越大,熔体粘度越小)。提高聚乙烯加工温度可降低其熔体粘度。此时尽管有利于熔体延伸,但保持形状的能力变差,在来自于3PE加工过程中压辊的压力下容易变形,致使焊道处的聚乙烯熔体被赶压使厚度更易变小。

        成型速度对焊道减薄有一定程度的影响。成型速度快,此时为了环氧粉末的充分固化需要提高钢管温度,为了挤出聚乙烯熔体的延伸性需要提高聚乙烯的挤出温度,这二者都对焊道减薄有负面的影响,严重时,还会造成冷却后焊道处聚乙烯的爆裂。

        当然,焊道减薄与橡胶压辊的硬度、压力有关,也与焊道形状有关。压辊的硬度越高,施加于压辊的压力越大,焊道厚度越不易保持。硅橡胶压辊的硬度一般应低于35°(邵D硬度),以30°左右

        较为理想。(低于30°的硅橡胶辊制造很困难)。3.3纵横向性能差异

        当熔融的PE从挤出机模头出现时,因为是在挤出压力的作用下,会发生一定程度的取向现象。3PE加工过程中,离开模头的聚乙烯熔膜在来自于旋转的钢管牵引下产生一定程度的取向,而取向聚合物的强度的各向异性随取向程度的增加而增大。随取向程度的增高,平行方向上的强度增高,而在垂直方向则强度下降。

        在3PE加工过程中,旋转钢管的线速度越大,熔体产生的取向程度越大,这是由于延伸速度快而伸展的分子链来不及回复所致。对同一种聚乙烯材料,极有可能出现旋转钢管在较低的线速度下轴向与环向力学性能相差无几而在较高的线速度下轴向与环向力学性能相差悬殊的结果。


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