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    埋地鋼質管道保溫管的使用壽命及結構方式

    2019-06-10 14:25:30

    管道腐蝕是一種普遍存在的問題,據介紹全世界因管線腐蝕而造成的經濟損失已超過500億美元;介質在管道中輸送,將會有很大的熱量損失,采用保溫措施后可以減少90%的熱損失,其經濟效益十分顯著。隨著社會經濟的不斷發展,油田內外部產能建設增加,埋地管道工作量也隨之大幅提升,管道防腐保溫工程重要性逐漸凸顯,管線輸送介質溫度一般不超過120℃。本文通過對埋地管道防腐保溫的結構、選用材料、厚度、性能、防護、熱損失和防水性等方面的標準規定進行梳理和確認,分析和研究埋地管道防腐保溫的技術要點和改善措施,總結過去防腐保溫的經驗,提高管道防腐保溫工程質量,以節約能源,延長管道使用壽命,確保管道防腐保溫效果有所提升。

    當前,埋地管道多采用以下方式進行防腐保溫。一是輸送介質溫度不超過100℃的防腐保溫管道,調研國外的先進標準和研究成果,總結多年來油田集、輸油管道的設計經驗和工程實踐,選擇在油田及城市建設行業使用多年,取得較好效果的硬質聚氨醋泡沫塑料保溫層,其材料結構和性能都能滿足使用溫度條件。輸送介質溫度在100-120℃之間的保溫管道,主要適用于供熱管道設計,普通的硬質聚氨醋泡沫塑料無法在這樣的溫度條件下長期使用,隨著材料技術的快速發展,改性聚氨醋材料可以長期在此溫度條件下穩定工作,長期使用溫度可達到120℃。本文研究輸送介質的溫度在120℃范圍之內的管道防腐保溫層的設計、施工和驗收。

    輸送介質溫度不超過100℃的埋地鋼質管道泡沫塑料防腐保溫層應由防腐層一一保溫層一一防護層一一端面防水帽組成。

    埋地鋼質管道保溫層使用較成熟可靠的仍然是聚氨醋泡沫塑料。其預制、材料檢驗方法、施工工藝都是非常成熟和符合實際的的,目前國內外大量使用的保溫材料仍然以聚氨醋泡沫塑料為主。

    通過研究發現,管道保溫層的厚度大小在某種程度下決定著管道的熱損失和保溫效果。當保溫層厚度增加或減小時,熱損失會隨之減小和增加,當管道保溫層太厚時,熱損失減小到一定程度時將不再減小,也無明顯的節能效果了。為了使保溫層的散熱損失減小和保溫層的經濟性提高,在埋地管道保溫工程中,多采用經濟厚度計算出保溫層的厚度。在輸送介質溫度較低情況下,外徑小的管道以及排氣閥后對空排放管等,不需要保溫層厚度計算,可以直接根據經驗選取。其厚度不應小于25mm,是考慮保溫管道的成型工藝原因,厚度如果太薄會影響質量,對上限不做限制。

    管道防腐層是保證管道外壁不被腐蝕的然后屏障,直接影響管線使用壽命,現已引起了各方的重視。以前,國內一些管道防腐廠的管道外防腐層采用刮涂、刷涂工藝,再加上保溫管防腐涂料使用的不規范,導致防腐層存在漏涂、厚度不均、未干上線等缺陷。隨著防腐技術提高,現普遍采用了噴涂工藝和防腐膠帶工藝,防腐層厚度均勻、外觀平整光滑,也確保了底層質量。近幾年,新的防腐保溫材料不斷涌現,使得防腐層、保溫層和防護層的材料新品種不斷增加,本規范綜合國內管道的應用情況,并結合國外的工程經驗,底層防腐增加了聚乙烯冷纏膠帶、二層結構聚乙烯或環氧粉末防腐層結構方式。環氧類防腐層厚度確定為80μm,先考慮預制企業成本因素,再是依據鋼管外表面處理錨紋深度50 μm-75μm, 80 μm厚度防腐層可覆蓋錨紋且無漏點,設計可根據實際情況,對于重要管道、用戶特殊要求和強腐蝕地區可適當增加厚防腐層厚度。

    目前用于管道防護層的材料主要有聚氯乙烯(Pvc),聚丙烯(PP)管、無機玻璃鋼、樹脂玻璃鋼鋼管、高密度聚乙烯塑料外套管(PE)、鋼絲網增強水泥等。但近年來使用較廣,并且性能較好的防護層材料是高密度聚乙烯,它具有較好的耐熱性能、防水性能及機械強度等。玻璃鋼作保護層,在工程中也有較多的應用。玻璃鋼外抗沖擊、表面光滑,與泡沫層粘接牢固,很少出現脫離現象,但是玻璃鋼保護層較薄,保護層的環向和縱向接縫透水性難以保證,不宜長期浸泡在水中。因此,目前它還只能用于地下水位較低的土層中使用。在以往的標準規定中,聚乙烯防護層厚度不小于1.2mm,為防止保溫管在運輸和安裝中不被損壞和劃傷,把防護層厚度修改為不小于1.4mm 。

    對防水帽的保護端結構尺寸確定為不小于50mm,目的是增加接觸面積,確保粘接質量。輸送介質溫度在100-120℃之間的防腐保溫管,保溫結構為鋼管一一保溫層一一保護層,保溫層通常采用耐溫聚氨醋泡沫塑料,防護層為玻璃鋼防護管或聚乙烯防護管。鑒于目前國內防水帽材料軟化點不超過110℃,因此在輸送介質溫度在100-120℃之間的保溫管道,在此,不推薦使用防水帽,但是要采用內敷設警報線,確保高溫過熱警報,使管道始終處于穩定狀態。

    管道防腐保溫結構歷來是預制的難點,其結構性能不易達到主管道防腐保溫性能,為了鼓勵設計采用新材料新結構,提高管道防腐保溫結構和質量,要求防腐保溫結構在原則上要與主管道結構一致。


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