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埋地钢质管道保温管的使用寿命及结构方式

2019-06-10 14:25:30

管道腐蚀是一种普遍存在的问题,据介绍全世界因管线腐蚀而造成的经济损失已超过500亿美元;介质在管道中输送,将会有很大的热量损失,采用保温措施后可以减少90%的热损失,其经济效益十分显著。随着社会经济的不断发展,油田内外部产能建设增加,埋地管道工作量也随之大幅提升,管道防腐保温工程重要性逐渐凸显,管线输送介质温度一般不超过120℃。本文通过对埋地管道防腐保温的结构、选用材料、厚度、性能、防护、热损失和防水性等方面的标准规定进行梳理和确认,分析和研究埋地管道防腐保温的技术要点和改善措施,总结过去防腐保温的经验,提高管道防腐保温工程质量,以节约能源,延长管道使用寿命,确保管道防腐保温效果有所提升。

当前,埋地管道多采用以下方式进行防腐保温。一是输送介质温度不超过100℃的防腐保温管道,调研国外的先进标准和研究成果,总结多年来油田集、输油管道的设计经验和工程实践,选择在油田及城市建设行业使用多年,取得较好效果的硬质聚氨醋泡沫塑料保温层,其材料结构和性能都能满足使用温度条件。输送介质温度在100-120℃之间的保温管道,主要适用于供热管道设计,普通的硬质聚氨醋泡沫塑料无法在这样的温度条件下长期使用,随着材料技术的快速发展,改性聚氨醋材料可以长期在此温度条件下稳定工作,长期使用温度可达到120℃。本文研究输送介质的温度在120℃范围之内的管道防腐保温层的设计、施工和验收。

输送介质温度不超过100℃的埋地钢质管道泡沫塑料防腐保温层应由防腐层一一保温层一一防护层一一端面防水帽组成。

埋地钢质管道保温层使用较成熟可靠的仍然是聚氨醋泡沫塑料。其预制、材料检验方法、施工工艺都是非常成熟和符合实际的的,目前国内外大量使用的保温材料仍然以聚氨醋泡沫塑料为主。

通过研究发现,管道保温层的厚度大小在某种程度下决定着管道的热损失和保温效果。当保温层厚度增加或减小时,热损失会随之减小和增加,当管道保温层太厚时,热损失减小到一定程度时将不再减小,也无明显的节能效果了。为了使保温层的散热损失减小和保温层的经济性提高,在埋地管道保温工程中,多采用经济厚度计算出保温层的厚度。在输送介质温度较低情况下,外径小的管道以及排气阀后对空排放管等,不需要保温层厚度计算,可以直接根据经验选取。其厚度不应小于25mm,是考虑保温管道的成型工艺原因,厚度如果太薄会影响质量,对上限不做限制。

管道防腐层是保证管道外壁不被腐蚀的然后屏障,直接影响管线使用寿命,现已引起了各方的重视。以前,国内一些管道防腐厂的管道外防腐层采用刮涂、刷涂工艺,再加上保温管防腐涂料使用的不规范,导致防腐层存在漏涂、厚度不均、未干上线等缺陷。随着防腐技术提高,现普遍采用了喷涂工艺和防腐胶带工艺,防腐层厚度均匀、外观平整光滑,也确保了底层质量。近几年,新的防腐保温材料不断涌现,使得防腐层、保温层和防护层的材料新品种不断增加,本规范综合国内管道的应用情况,并结合国外的工程经验,底层防腐增加了聚乙烯冷缠胶带、二层结构聚乙烯或环氧粉末防腐层结构方式。环氧类防腐层厚度确定为80μm,先考虑预制企业成本因素,再是依据钢管外表面处理锚纹深度50 μm-75μm, 80 μm厚度防腐层可覆盖锚纹且无漏点,设计可根据实际情况,对于重要管道、用户特殊要求和强腐蚀地区可适当增加厚防腐层厚度。

目前用于管道防护层的材料主要有聚氯乙烯(Pvc),聚丙烯(PP)管、无机玻璃钢、树脂玻璃钢钢管、高密度聚乙烯塑料外套管(PE)、钢丝网增强水泥等。但近年来使用较广,并且性能较好的防护层材料是高密度聚乙烯,它具有较好的耐热性能、防水性能及机械强度等。玻璃钢作保护层,在工程中也有较多的应用。玻璃钢外抗冲击、表面光滑,与泡沫层粘接牢固,很少出现脱离现象,但是玻璃钢保护层较薄,保护层的环向和纵向接缝透水性难以保证,不宜长期浸泡在水中。因此,目前它还只能用于地下水位较低的土层中使用。在以往的标准规定中,聚乙烯防护层厚度不小于1.2mm,为防止保温管在运输和安装中不被损坏和划伤,把防护层厚度修改为不小于1.4mm 。

对防水帽的保护端结构尺寸确定为不小于50mm,目的是增加接触面积,确保粘接质量。输送介质温度在100-120℃之间的防腐保温管,保温结构为钢管一一保温层一一保护层,保温层通常采用耐温聚氨醋泡沫塑料,防护层为玻璃钢防护管或聚乙烯防护管。鉴于目前国内防水帽材料软化点不超过110℃,因此在输送介质温度在100-120℃之间的保温管道,在此,不推荐使用防水帽,但是要采用内敷设警报线,确保高温过热警报,使管道始终处于稳定状态。

管道防腐保温结构历来是预制的难点,其结构性能不易达到主管道防腐保温性能,为了鼓励设计采用新材料新结构,提高管道防腐保温结构和质量,要求防腐保温结构在原则上要与主管道结构一致。