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我国石油管道防腐技术取得新突破_庞忠瑞

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我国 石油 管道 防腐 技术 取得 突破 庞忠瑞
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195研究与探索摘要:管道运输的历史距今已有 140 多年,与管道建设相关联的施工工具、防腐技术等等在这一百多年中也发生很大改变。在我国,虽然种种困难和问题还存在于管道防腐蚀方面,但通过新技术和新材料的发明和采用,我国的管道技术方面也得到了很大的发展空间,技术也日益完善,并且已经形成一套与国情相吻合的管道防腐体系。在近几年,我国的石油管道防腐技术取得了新的突破,并且我们相信在不久将来,我国管道建设及防腐技术也必然会取得更高的成就。关键词:石油管道;防腐技术;新突破;新发展1 我国石油管道防腐技术取得新突破及其应用在20世纪80年代,欧洲选择了3近几年内,我国引进此防腐层自主运用此项技术。在辞基础之上,辐射交联聚乙烯热收缩套也得到国内广泛的认可与应用,并作为与3得成为防腐技术的又一新材料。我国“第九届中国专利新技术新产品博览会”上,双金属复合防腐管道技术摘得桂冠,此项技术用于管道防腐可大大增长管道寿命。双金属复合防腐管道技术将带来我国管道技术上的革命,前景广阔且市场推广价值高。在轮南至吐鲁番管道工程中,液态聚氨酯被我国首次运用作为补口技术,施工中采用全自动机械喷涂,比传统的手工烘烤热收缩套技术作业速度更快,更易于检测,而且可以更大限度的消除人为因素的影响。从2009年开始,管道研究院和中油防腐公司相继进行了“热收缩带补口施工装备及配套技术研究”和“聚乙烯热缩防腐制品及配套材料研制”课题的研究。相关行业内的专业人员表示,此次开发的干膜安装产品技术性能满足23257及西二线东段技术要求,应用于管道防腐补口;黏弹体防腐技术在西二线东段27座站场48座阀室使用,取得了非常不错的效果。据我国一些地方性新区有关部门的透露, 2011年,这些地方性集中的、陆续的推出了一些重大的项目。在这些重大的项目中,我国石油管道防腐技术取得的新突破得到了充分的应用,石油化工程的项目占到了三分之一左右,并且该投资的规模也占到了此地方全市比例的35%。例如在天津市,天津市在2011年推出的新一批重大的项目总数共计为180项,石油化工项目就占到了62项,并且在目前,已经共有38个项目正式成功的开启建设。据相关部门的介绍,在这批新的项目中,有中石化原油储备库项目和中俄炼油项目,我们自主创新的重大项目主要包括内源微生物提高石油采收率技术集成与示范、节能环保型捣固装煤推焦一体机技术开发与产业化等。根据这些地方的产业结构发展的规划,他们的主要安排都有利于国家产业政策的执行,非常有利于我国新区产业结构的调整与发展。2 我国管道防腐技术的特点我国管道防腐技术的特点主要有以下几点:1)现在多采用有涂层的隔离工艺,加之同时运用相关工艺来保护涂层隔层防护,现场施工、集中预制防腐涂层,从而效益更高,并拥有更稳定的质量。2)虽然在非主要管道的防腐层中,老式的石油沥青类防腐层依然被大规模应用,但新型类的防腐材料比如三层聚乙烯、熔接环氧粉末、煤焦油瓷漆等等却广泛作为油田等主要管道内部的防腐材料。3)从我国目前的情况来说,有关于油田内部的集输管道和长输管道的防腐材料主要成分为三层聚乙烯、熔接环氧粉末以及少量的煤焦油磁漆。非主要管道防腐涂层的主要材料成分为石油沥青类。城市供气、供水管道的防腐材料则一般多采用环氧煤沥青和胶带、夹克、石蜡、煤焦油沥青、胶带、石油沥青、沥青玻璃布涂层,而国家重点工程采用的则是聚烯烃三层复合结构涂层。目前常用防腐层的特性下面是目前几种常用的防腐层和防腐层的特性:1)胶带防腐层。胶带防腐层的特性主要为它有较高的低吸水率和抗冲击性,适中的附着力值和中高阴极剥离,在高温下(60°),会造成不可以使用,因为此时出现阴极剥离超标。我们在现场的土壤应试的实验中,我们知道,胶带土壤应力性能较低。所以,高温沙漠地区不宜使用、有土壤应力的环境中不宜使用胶带防腐层。2)熔接环氧粉末防腐层。它有着极好的附着力,较低的低吸水性和抗冲击性,低阴极剥离值。当温度升高时,单层熔接环氧粉末对阴极剥离和附着力的增加较敏感,双层熔接环氧粉末防腐层表现出较好的性能在高温条件下,在仍然处在可以接受的范围之内,其吸水率虽随温度升高而增加。因防腐层的吸水率较高,所以对阴极保护电流不会产生屏蔽作用。3)多层结构防腐层的抗冲击性和附着力比较强,吸水率较低、阴极剥离值同样也较低,即使是在热水浸泡的情况下,依然可以保持着良好的性能。并且它的附着力在浸泡后依旧可以较好的保持着。4)环氧煤沥青。环氧煤沥青的抗冲击性能比较低,但是附着力良好,吸水率也比较低,以及抗阴极剥离能力较强。在热水浸泡下,性能相对来说是比较好的,但是一旦放入试验当中(如针孔多、固化时间长等)不能体现出来。5)聚氨酯。聚氨酯有低附着力,较高的抗冲击性,低吸水率,高阴极剥离值,在热水的浸泡下,性能比较差。6)挤塑聚乙烯。挤塑聚乙烯的抗冲击性和附着力比较好,同样拥有较低的吸水率。但是在热水浸泡下,即使是在可接受的阴极剥离值之内,它的性能较差。3 中国近几年管道防腐材料的发展在90年代后期,老式防腐材料被更加环保和实用的三层聚乙烯和熔接环氧粉末代替,并迅速占据老式防腐材料的比重并进入部分市场。譬如,在熔接环氧粉末表面采用液态的聚氨酯及改性环氧树脂可以防止在各道工序中发生的毁坏等等,所以三层结构材料在双层的熔接环氧粉末结构上的改进已经成为中国及世界在防腐层发展上的重点。另一种发展空间及潜力相当大的可以运用于加强层前管道的防腐或熔接环氧粉末的外部的防腐层,是一种被称为“粗糙防腐层”的新型的防腐材料。根据美国1997的各种防腐层按面积计算所占比例的统计所得知,高性能合成的防腐材料应将当重点放在以下层次的发展上,同时这也是我国这近几年管道防腐材料的发展的道路:防腐材料之一的树脂、氟树脂,特别是对于溶剂型氟烯烃共聚树脂的开发,是以后解决我国农药、硫酸、氯碱等行业苛刻环中腐蚀的有效地一种方法。对于颜料,当前开发的一大热点是无毒或者是低毒的长效防锈材料的开发。比如铬酸锌可以和改性磷酸防锈性能相比,而铁酸盐、偏硼酸盐、三聚磷酸铝、钼酸盐都具有比较好的防护性能。填料是是重腐蚀涂料在苛刻环境成功应用的重要保证,注重对功能性涂层填料开发,可以很好的增加涂层的紧密性。我国石油管道防腐技术取得新突破庞忠瑞 98研究与探索探明溶洞发育分布及充填情况,对溶洞特别发育的情况高压注浆量根本就像“无底洞”,充填强度也不便进行检测,成本造价和工期均难以控制。(2)对溶洞不提前处理,而是边冲孔边回填大量的片石、粘土混合物,并通过不断的冲击,使其达到密实,形成完整的护壁支撑体,使桩锤穿过溶洞到达设计持力层。本项目地质情况异常复杂、溶洞率极高,采取边打桩、边处理的溶洞处理方法,切实控制了工程进度与造价成本,并严格保证了桩基成活率与桩身质量,效果非常良好。溶洞处理施工工艺参见图3:斜岩斜岩问题是在岩溶地质条件下冲孔桩基施工的一大难点。解决斜岩问题最常用的方法是回填石头将岩面填平,然后用冲锤将岩面和回填石一起冲碎。但由于回填的石头强度不如斜岩的强度,并且回填石与基岩不是一个整体,很容易消耗,需要反复回填和冲击才能将斜岩消除。如岩面高差较大,不但容易偏孔,而且进尺缓慢(每小时进尺5~10至无法进尺,一根桩施工1~2个月都无法终孔的情况都经常出现。本工程针对具体地质情况采取了以下措施:(1)对于斜岩高差较小(<6M)的桩,采取常规的反复回填片石进行冲击的方法,一般3~5天可消除斜岩;(2)对于斜岩高差较大(≥6M)的桩,联系设计院尽量进行设计变更,根据斜岩面的走向将一根桩变成斜岩高差较小的两根或者四根桩后再进行施工;(3)对于斜岩高度非常大而又无法进行设计变更的桩,则要求施工单位先采用冲岩机 密集打孔、尽量将斜岩肢解后再用冲锤冲击成孔。超深超深即实际成孔深度大于设计成孔深度。在本桩基工程施工过程中出现了普遍超深的现象,有的超深甚至在5要有以下几方面原因:(1)由于本工程地质条件复杂,基岩面高低不平,斜岩情况比较突出(部分桩同一桩位不同超前钻孔揭示的岩面高差很大),超前钻资料仅为桩位局部钻孔,不能完全反映桩底基岩面情况;(2)勘察工程师对入岩和终孔的判断偏于保守,也是部分桩超深的原因。勘察工程师对入岩和终孔的判断是以岩样作为主要依据的,而根据施工经验,岩样从孔底到孔口比实际的入岩时间有一定的滞后性,起码要入岩10口才能取到岩样,并且入岩时能取到的岩样会含有较多的杂质影响判断;为了验证超深后桩底能否达到连续5米岩面的设计要求,本工程选取了终孔后将桩孔进行回填,然后再次对原桩位进行二次超前补钻(钻探深度为第一次成孔桩端标高下5米)。补钻结果表明:在第一次超前钻时具有足够连续岩深度的情况下,桩端再次出现溶洞的几率较小,故桩底连续岩的深度要求基本上可以得到保证。斜桩及偏位在岩溶地质情况下进行桩基工程施工还经常遇到斜桩及桩身偏位现象。斜孔主要是体现在小直径桩,由于桩锤较轻、岩面较硬且存在斜岩,桩锤在冲孔过程中很容易偏离桩身轴线,因此在小直径桩施工过程中尤其要随时矫正桩孔是否偏位,越早发现越易纠偏,如到终孔时才发现就只能回填后换大一号直径桩锤来重新冲孔了。5 结论针对地质情况十分复杂的岩溶地区,桩基工程必须结合实际地质情况进行科学选型及优化设计;同时,要高度重视超前钻二次详勘工作,在冲孔桩施工过程中也要建立严格的工序流程控制和分步验收制度,在施工过程中进行24小时的旁站监理,方可确保工程质量、进度、成本的有效控制。近几年,我们研究一种产于日本的新型防腐涂料,将其应用于生锈的金属物体表层,涂料中的特殊树脂与金属中的铁镁发生反应,从中形的一层薄膜隔绝了空气,使铁锈得以稳定,并且对于防止金属氧化起来了良好的作用。这种防腐涂料最大作用是无需清除金属表面的铁锈直接节省时间和力度,减少成本所需的费用。一种由俄罗斯研制而成的适用于金属结构或材料的环氧棉籽酚防腐油漆,该油漆能够起到很好的防腐作用,油漆内含氯离子和硫酸根离子限制在30g/1之内,其成分为棉籽酚铵固化剂和环氧树脂,可以把各种各样的颜料加进此漆中,而且该漆能承受40℃左右的温度,可以对其实行涂刷、喷刷或辊刷。在温度为20℃情况下,涂层干燥时间最多只需一昼夜,并且,此漆还可提高金属的硬度和抗弯强度。由此可见,我们可以借鉴其它国家新技术应用的启发,并伴随着我国各项有关于能源政策的调整和改进以及各种长输管线如火如荼的建设,在近段时期内,将又会迎来我过的有一个新的发展,对防腐技术必将有着更高一步发展的需求。4 对我国石油管道建设的建议迄今,虽然我国的管道建设及防腐技术已达国际水准,并且石油油气管道总里程已突破5万公里,但近年的检测发现,在役管道中管口防腐质量成为制约管道运行的一个很重要因素因素,例如大多导致的管体腐蚀现象是由于热收缩带补口失效。防腐补口已成为管道寿命和运行安全的主要制约因素。质量好坏的防腐层也直接影响着管线运营的寿命及安全性,从而不断要求我们改进和提高已有的防腐技术及工具,如此才能确保管道的安全性等方面,把我国的管道运营及防腐技术推上更高层。以下,是几点对我国石油管道建设的建议:1)建议有专门的人负责并且加强练习。 在产权界定中,它们的工作是非常复杂而又杂乱的,并且经常都是重复性的劳动。所以必须要求,有指定的人员进行管理这方面的工作。比如说:图档资料的管理员或者是合同管理员等。要做到资料有专人管,工作有专人做,分工明确,来确保产权界定中必有的完整性和连续性。2)实行动态管理并且经常更新。在如果因为一些原因需要导致产权分界点发生变化的时候,要记住及时的更新产权界定图。在与客户签订合同和产权界定协议书时,也都必须做到及时的更新,准确的签署。这样才可以保证合同和产权界定等等的真实有效性。另外,要想做到真正的动态管理,对于签署后的燃气供用气合同及产权界定协议书,要做到经常性的检查与记录,并且随时归档进行入库,这样在有纠纷的时候能有效的调出资料。3)我们必须强烈意识到由于受到经济与理论知识认识度等多方面因素的考虑,在较短的时间期限内,高价格的防腐涂料的应用必然会受一定的阻力和限制,反之,成本低廉、综合性能好、使用方便的这一材料才更加易于推广,也将更受欢迎。所以,中国急需加强在这一方面的研究工作,推动防腐技术的新发展、新突破。5 结束语在我国石油管道中,对防腐层性能的要求由防腐层决定,大多数情况下在防腐层制作过程中实行对防腐层的基本性能检测。这主要是由于不同管道在各种环境下经过长期使用后会出现各种各样的问题,而这些问题在短期实验中是无法准确预测出来的,每个类型的防腐层的厚度、质量特性等都会有着天壤之别,而且经过涂层的防腐层的防护效果和其失效的效果会深受众多方面因素影响,实验结果在一定程度上会因实施实验的方法不同而有一定差异。因此,我们必须高度重视过去的经验积累,它们都是重要的借鉴资源。此外,为了进一步提高我国管道防腐技术水平,我们要加强研究防腐技术的力度,推进防腐材料和技术的新发展。参考文献[1] 王玉梅,李莉. 90年代国内外管道外防腐层技术问油气运输[J]9).[2] ]3).[3] 011,
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