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一种新型石油天然气管道内壁防腐涂料

信息来源:paintkey.com  时间:2011-05-11  浏览次数:913

  摘要:介绍了石油管道涂层的相关标准和新型石油管道内壁防腐涂料的性能,该涂料不仅具有优异的防腐性能,而且能够满足石油管道内壁使用工况条件。
  关键词:石油天然气;管道内壁;防腐涂料
  1引言
  随着国家对天然气资源勘探开发力度的加大,我国的天然气工业进入一个快速发展的时期。据预测,21世纪我国天然气生产和消费将大幅度上升,到2010年天然气在我国能源消费结构中的比重将提高到6%,我国的天然气产量将达到750亿m3,进口量将达到250亿m3,俄罗斯东西伯利亚以及中亚三国将成为我国进口天然气的重要来源,而这都需要建设大型的长输天然气管线。以“西气东输”管道工程为标志,未来5~10年将有包括陕京复线、中俄韩管线等在内的大型长输气管线得到建设或投产。预计今后10年我国将建成10000km以上的输气管线。为减少输送阻力、提高输气效率,从新疆至上海长达4000km的“西气东输”工程已在国内首次采用了天然气管道内减阻涂料,陕京复线也准备采用内减阻涂料。目前,天然气管道内涂层减阻技术已受到国内相关决策部门、科研、设计及施工等单位的广泛关注。钢管内涂层大量使用减阻型液体环氧涂料。1955年,美国田纳西天然气管线公司首次将内涂层管线投入实际应用,洲际天然气管线公司也于1959年将内涂管线投入实际应用。田纳西天然气管线公司在1958年首次进行了典型的Refugio天然气管道内涂层试验,试验结果表明,管道涂覆内涂层后的流动效率提高了6%。20世纪60~70年代,国外把涂料喷涂在油气管道内壁上,其目的主要是改善油气介质的流动性和预防管道内壁结蜡。经过几十年的应用发展,管道内涂层涂料的生产和施工技术日趋成熟,欧美许多油气管道公司也开始认识到管道内涂层减阻的优越性,并对天然气管道的主干线涂覆内减阻涂层,包括横跨欧洲的马格里布管道,世界上最长的海底管道Zeepipe和加拿大到美国的联盟(MlianeePipeline)管道等。1968年,美国石油协会制定了APIRP5L2《输气管道内涂层的推荐准则》,对内涂层的材料、施工和质量都作了严格的规定,之后许多国家也制定了相关的标准,包括英国的CMl、CM2等。目前内减阻涂层技术处于领先地位的包括美国、德国、英国、意大利等欧美国家,在进入20世纪80年代以后大口径长输天然气管道已普遍采用内涂层减阻技术来提高输气压力,增加输气量。腐蚀是金属在周围物质的化学、电化学作用下所引起的一种破坏。金属腐蚀按其性质可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
  输送天然气的钢管按其腐蚀部位的不同,分为内壁腐蚀和外壁腐蚀。对于管道内壁,输送的天燃气中可能含有水、硫化氢、二氧化碳、氧、硫化物或其它腐蚀性化合物。水在管道内壁生成一层亲水膜,形成了原电池腐蚀的条件,产生电化学腐蚀;腐蚀性化合物直接与金属起反应,引起化学腐蚀。管道内壁防腐措施之一就是在管道内用合成树脂防腐蚀涂料等作内涂层,即可防止管道内壁的腐蚀,又能降低管壁的粗糙度,相应地提高了管道的输气能力。本课题就是研究开发一种新型的石油天然气管道内壁防腐涂料。
  2管道涂层相关标准
  随着国民经济的发展,石油管道作为石油天然气输送的必不可少的材料之一,受到了人们的高度关注,与之相适应的标准颁布实施。主要标准有:SY/T0315—1997《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术标准》;SY/T6530—2002《非腐蚀性气体输送用管线管内涂层》;SY/T0413—2002《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》;SY/T0544—2004《石油钻杆内涂层技术条件》;《西气东输二线管道工程钢质管道内壁减阻涂层技术规范》。根据管道的实际使用工况和环境,采用SY/T6530—2002标准和《西气东输二线管道工程钢质管道内壁减阻涂层技术规范》对石油天然气管道内壁进行防腐。
  3涂料配制
  根据理论和经验,从改进涂料的成膜物质出发,对不同的配方进行试验。配方分甲、乙两组分。甲组分以改性环氧树脂为基料,添加颜料、填料、溶剂、助剂等,通过研磨达到要求细度后,过滤出料。乙组分选用改性胺类固化剂。
  4性能测试
  4.1基本性能测试
  按照《西气东输二线管道工程钢质管道内壁减阻涂层技术规范》进行产品开发和性能测试,测试数据见表1。
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