中國石油集團投資的西部管道工程,全長近4000km的西部原油、成品油管道工程,由成品油和原油兩條管道構成,是我國實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略的又一項標志性工程。輸油管道西起新疆烏魯木齊市,途徑新疆、甘肅兩省區(qū)的28個市(縣),終點為蘭州市。一期工程建設兩條干線、7條支線,其中輸送原油的管道長約1878km,干線設計年輸量2000萬t,成品油管道總計新建1930km,干線設計年輸量為1000萬t。該工程總投資約146億元,是我國目前設計輸量最大、距離最長、壓力最大、水平最高的輸油管道之一。
一、引言
重點對進行介紹,主要內(nèi)容包括:重防腐熔結環(huán)氧粉末性能和涂裝工藝及在西部原油、成品油管道工程的應用情況。
二、各種防腐材料在管道防腐上的應用比較
自1855年美國在賓夕法尼亞州建設了第1條9km長的輸油管道以來,國外油氣管道的建設已有100多年的歷史,管道運輸是水、石油、氣體等流體介質(zhì)有效的傳輸方法,但一直受腐蝕問題困擾,防止管道腐蝕問題便成為—個世界性的難題。因管道腐蝕中國每年經(jīng)濟損失高達數(shù)百億元人民幣。在工業(yè)發(fā)達國家,每年因管道腐蝕造成的經(jīng)濟損失約占國民總產(chǎn)值的3%左右。因此如何提高防腐技術,減少因腐蝕造成的經(jīng)濟損失是防腐界的一個長久課題。
管道的使用壽命在很大程度上取決于鋼管的防腐方法,采用良好的涂敷材料和涂敷方法可以使管道使用壽命達到幾十年或更長。上世紀50年代以前,防腐涂層采用的材料主要是煤焦油瓷漆等材料使管道得到較好的保護,但這些材料也存在很多缺點,使用范圍受到一定限制,直到50年代末重防腐熔結粉末涂料的推出,才使管道防護技術產(chǎn)生了飛躍。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家整理了美國1家油氣運輸公司,根據(jù)幾十年的經(jīng)驗對幾種防腐材料的評價和對比,由此可以看出熔結粉末涂料無論從技術角度還是經(jīng)濟角度都是其他材料不可比擬的。
表1各重防腐環(huán)氧涂層材料的技術、經(jīng)濟對比表
涂層類型 |
優(yōu)點 |
缺點 |
適用范圍 |
包覆層厚度/mm |
使用壽命 |
石油瀝青 |
1.材料易得 |
1.易受微生物腐蝕 2.易溶于烴類溶劑 3.力學性能差,低溫脆化,高溫軟化 |
瀝青資源易得地區(qū) |
6~8 瀝青+玻璃布 |
15~20 |
2.技術成熟,設備簡單 |
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環(huán)氧煤焦油瓷器 |
1.機械強度高 |
1.固化時間長 2.環(huán)境污染重 |
地下及海底管線 |
4~6 一布三漆 |
20~25 |
2.耐腐蝕能力較好 |
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3.施工安全 |
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塑料膠粘帶 |
1.耐低溫性好 |
1.能耗高 2.材料費用高 3.耐高溫性差 |
地勢寬闊土質(zhì)干燥地區(qū) |
1.3~1.8 |
30~40 |
2.機械強度好 |
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3.絕緣電阻高 |
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熔結環(huán)氧粉末涂層 |
1.耐腐蝕性好 |
1.表面處理嚴格 2.耐侯性差 3.吸水率偏高 |
埋地管道海底管道 |
0.3~0.5 |
40~50 |
2.力學性能好 |
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3.抗陰極剝離強 |
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線形聚乙烯粉末涂層 |
1.耐腐蝕性能好 |
1.施工設備要求嚴格 2.附著力比環(huán)氧粉末差 |
露天管道異形管道彎頭等 |
1~3 |
40~50 |
三、重防腐環(huán)氧粉末涂料
重防腐環(huán)氧粉末涂料,又稱熔結環(huán)氧粉末,國外簡稱FBE,最早開發(fā)于20世紀50年代,60年代實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),40多年來經(jīng)過不斷的發(fā)展完善,這項技術已經(jīng)走向成熟。迄今為止已有10萬km以上的管道使用了熔結環(huán)氧粉末,鋪設于世界各地——從陸地到海洋,從平原到山地,河流、湖泊,從西伯利亞草原到非洲沙漠,從美洲大陸到中東海灣,都有熔結環(huán)氧粉末的應用實例。中國熔結環(huán)氧粉末技術起步較晚,20世紀90年代才開始引進和消化國外先進的環(huán)氧粉末及工藝設備等技術。近幾年國內(nèi)才生產(chǎn)重防腐系列環(huán)氧粉末涂料,并在國家許多重點工程上得到應用,取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益,特別是在“西氣東輸”工程中的應用使國內(nèi)重防腐粉末涂料有了長足的發(fā)展。
1、重防腐熔結環(huán)氧粉末涂料的分類
重防腐熔結環(huán)氧粉末涂料的分類有以下幾種——
(1)按用途可分為管道內(nèi)噴涂用粉、管道外噴涂用粉、石油鉆管用粉,以及三層結構防腐用粉。
(2)固化條件可分為:快速固化、普通固化兩種類型,快速固化粉末一般在230℃,0.5~2min內(nèi)固化,用于管道外噴涂或三層防腐結構。由于固化時間短,生產(chǎn)效率高,適合流水線作業(yè)。普通固化粉末固化條件一般在230℃,3min以上,由于固化時間長,涂層流平好,適用于管道內(nèi)噴涂。
2、單層、三層PE熔結環(huán)氧粉末涂料組成
單層三層PE熔結環(huán)氧粉末涂料一般是由合成樹脂、固化劑(熱固性粉末涂料中)、顏料、填料和助劑等幾種原料組成。因此選擇好這些原料是很重要的。
3、單層、三層PE熔結環(huán)氧粉末涂料制造過程及性能
(1)單層、三層PE熔結環(huán)氧粉末涂料制造過程
單層、三層PE熔結環(huán)氧粉末涂料的制備,據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,是先將合成樹脂與固化劑、固化促進劑、流平劑、顏料、填料、疏松流動劑、消泡劑等按配方用量混合,經(jīng)熔融混煉擠出、冷卻、壓片、破碎、磨粉制成產(chǎn)品。
①上述各組分按配方比例計量混合在一起,在高速混煉機上預混3~7min。
②將上述混合物使用雙螺桿擠出機,在長徑比為15:1,轉(zhuǎn)速為300r/min,擠出溫度為90~11O℃的條件下熔融混煉擠出,然后冷卻、壓片、破碎。
③將破碎料片投人ACM磨細,粒徑分布符合指標要求即為防腐熔結環(huán)氧粉末涂料。