工程師論文油氣長輸管道防腐保溫優(yōu)化設(shè)計

　　油氣長輸管道是需要防腐維護(hù)的，本篇工程師論文分析現(xiàn)有油氣長輸管道的主要防腐保溫措施，并對油氣長輸管道防腐蝕進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，總結(jié)熱噴涂玻璃釉防腐管道的特點，分析油氣長輸管道保溫優(yōu)化設(shè)計�！�油氣儲運》(月刊)1977年創(chuàng)刊，本刊是經(jīng)國家科委和新聞出版署批準(zhǔn)出版，由中國石油天然氣股份有限公司管道分公司主辦，向國內(nèi)外公開發(fā)行的科技期刊，主要刊載石油、天然氣、成品油以及其他介質(zhì)輸送和儲存工程等方面的科技文章。

　　摘要:經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開能源。我國在人民的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)等多個方面需要大量的石油、天然氣能源，因此，油氣產(chǎn)業(yè)在我國有著巨大的發(fā)展?jié)摿σ约胺浅Ｍ�盛的發(fā)展活力。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的油氣管道運輸產(chǎn)業(yè)也得到非常大的進(jìn)步，目前已形成一個非常龐大的、系統(tǒng)性的油氣管道網(wǎng)絡(luò)。在這樣的前提下，油氣長輸管道防腐保溫的優(yōu)化設(shè)計顯得尤為重要。本文主要對油氣長輸管道防腐保溫的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行了研究，以期為長輸管道防腐保溫工程的優(yōu)化設(shè)計工作提供具有參考價值的依據(jù)。

　　關(guān)鍵要:油氣長輸管道;防腐保溫;優(yōu)化設(shè)計;研究

　　隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整與能源建設(shè)的發(fā)展，石油、天然氣能源在能源消耗中所占的比例越來越大。長輸管道作為石油、天然氣能源的主要運輸方式之一，承擔(dān)著重要的油氣運輸任務(wù)。經(jīng)過近年來的發(fā)展，我國長輸管道的施工工藝、技術(shù)有了非常大的進(jìn)步，目前已形成一個非常龐大的、系統(tǒng)性的油氣管道網(wǎng)絡(luò)。因此，油氣長輸管道防腐保溫的優(yōu)化設(shè)計顯得尤為重要，下面就防腐保溫優(yōu)化設(shè)計這一問題進(jìn)行探究：

　　一、油氣長輸管道的主要防腐保溫措施

　　首先，熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐保溫層。也就是應(yīng)用靜電涂覆技術(shù)，在管道上涂上一層熔結(jié)環(huán)氧粉末，從而達(dá)到防腐保溫的目的，需要注意的是，在涂覆熔結(jié)環(huán)氧粉末的時候，鋼管溫度應(yīng)在230攝氏度左右，才能使熔結(jié)環(huán)氧粉末能夠緩慢融化、固化。熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐保溫層具有適用范圍廣、摩擦系數(shù)小、粘結(jié)力強(qiáng)、陰極剝離半徑相對較小、浸泡性能好以及硬度高等一系列優(yōu)勢，但是，其也有著一定的缺點，主要包括防腐層較薄、較脆以及水汽滲透率高、抗沖擊性能差、容易產(chǎn)生運輸損壞與人為破壞以及修補(bǔ)不方便、難度較大等。其次，雙層聚乙烯防腐保溫層。

　　顧名思義，該防腐層共有兩層，也就是膠黏劑、PE。雙層聚乙烯防腐保溫層的優(yōu)點在于，不會產(chǎn)生環(huán)境污染、韌性強(qiáng)、絕緣電阻高、力學(xué)性能好、抗土壤應(yīng)力強(qiáng)等;其缺點在于，鋼管、PE間的粘結(jié)性較差，因此，極易導(dǎo)致鋼管與防腐層脫離，進(jìn)而形成絕緣殼，導(dǎo)致陰極保護(hù)困難局面的出現(xiàn)，且有可能產(chǎn)生膜下腐蝕，此外，對于高強(qiáng)度鋼管來說，在輸送介質(zhì)溫度高于60攝氏度的時候，還有可能使管道發(fā)生應(yīng)力開裂，從而嚴(yán)重影響油氣長輸管道的安全、穩(wěn)定運行。最后，三層聚乙烯防腐保溫層，其是建立在前兩種防腐保溫層基礎(chǔ)上的一種防腐保溫措施。顧名思義，三層聚乙烯防腐保溫層共有三層組成，第一層一般來說為熔結(jié)環(huán)氧粉末層，第二層通常為共聚物膠黏劑層，第三層大多數(shù)情況下為聚乙烯或者是聚丙烯層。

　　第一層是底漆，第二層是中間層，為改性聚烯烴，第三層是固層。對第二層，也就是共聚物膠黏劑來說，改性聚烯烴分子鏈上有馬來酸配，因此，可以同時與底漆、面層結(jié)合，從而形成一個防腐保溫性能較為優(yōu)異的統(tǒng)一整體。相比較于熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐保溫層、雙層聚乙烯防腐層，三層聚乙烯防腐層的防腐保溫性能更好，同時，也可以將熔結(jié)環(huán)氧粉末所具有高粘結(jié)力優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，同時，還具有費用適中、修補(bǔ)量少、不易產(chǎn)生運輸損壞與人為破壞、水汽滲透率相對較低、絕緣電阻率相對較高以及抗沖擊性能相對較好等一系列優(yōu)勢，因此三層聚乙烯防腐層在長輸油氣管道的防腐保溫工作中有著良好的應(yīng)用前景與廣闊的應(yīng)用空間。

　　二、油氣長輸管道防腐蝕優(yōu)化設(shè)計

　　創(chuàng)新防腐蝕技術(shù)，有效預(yù)防與控制管道腐蝕問題，從而延長管道的使用壽命，這一課題得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注與高度重視。如今，世界各國普遍采用有機(jī)高分子化合物作為管道的防腐蝕材料，例如3層PE涂層、環(huán)氧涂層、瀝青以及煤焦油涂料等。但是，上述防腐蝕材料或多或少地存在著變質(zhì)、老化問題，從而導(dǎo)致了涂蓋著這些傳統(tǒng)有機(jī)涂料的長輸管道在經(jīng)過長時間的運行后，出現(xiàn)了或輕或重的老化現(xiàn)象，增加了發(fā)生災(zāi)難性安全事故的可能性，例如油氣泄漏、油氣污染、火災(zāi)以及爆炸等。針對這一問題，可以使用無機(jī)防腐蝕材料，例如玻璃釉材料等，通過利用熱噴涂技術(shù)，將玻璃釉材料均勻地噴到金屬管道的外壁表面或內(nèi)壁上，形成了金屬與玻璃的復(fù)合性防腐蝕涂層，能夠有效預(yù)防腐蝕現(xiàn)象，從而延長了長輸管道的使用壽命。這種復(fù)合性的防腐蝕涂層是一種永不老化的防腐蝕材料，還可以廣泛地應(yīng)用到建筑、化工、污水、自來水等多個領(lǐng)域的管道建設(shè)中。此外，還可以根據(jù)工藝特點、金屬管道的膨脹系數(shù)以及具體的防腐蝕性能要求，靈活地對玻璃釉材料進(jìn)行配制，有效保障其適用性。

　　三、熱噴涂玻璃釉防腐管道的特點

　　應(yīng)用熱噴涂玻璃釉防腐管道可以在一定程度上優(yōu)化油氣長輸管道的防腐蝕性能，這是因為其具有以下幾個特點：第一，施工規(guī)范。在安裝方法方面，熱噴涂玻璃釉防腐管道與之前采用的防腐蝕管道具有一致性，但是，玻璃釉防腐管道在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中就已經(jīng)專門處理了管道兩端的內(nèi)壁，因此，玻璃釉防腐管道的焊接工藝更加簡單，能夠規(guī)范化地進(jìn)行配套施工，具有非常廣泛的用途。第二，造價比較低廉。一般情況下，玻璃釉防腐管道的造價低于環(huán)氧防腐蝕管道的造價，玻璃釉防腐管道能夠替代不銹鋼管道，前者的造價是后者的百分之二十。第三，玻璃釉防腐管道具有非常多的功能，例如抗紫外線輻射、抗氧化、耐嚴(yán)寒以及耐高溫等，在50攝氏度到300攝氏度的環(huán)境中經(jīng)過長期運行，玻璃釉防腐管道的涂層也不會產(chǎn)生任何變化。此外，玻璃釉材料中沒有任何有毒、有害物質(zhì)，也不會對環(huán)境造成污染，這是由于硅酸鹽是其主要成分，因此，玻璃釉材料不會對管道輸送介質(zhì)的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

　　第四，使用安全。與有機(jī)防腐管道相比，玻璃釉防腐管道的狀態(tài)更加穩(wěn)定，使用壽命更長，防腐蝕的性能更加優(yōu)越，產(chǎn)生的社會效益更高，發(fā)展前途也更為廣闊。玻璃釉防腐管道的硬度比較高，內(nèi)壁比較光滑，產(chǎn)生的流動阻力比較小，此外，玻璃釉防腐管道還能有效預(yù)防有機(jī)溶劑、化工溶液、污水以及各種石油的侵蝕，因此，其具有良好的介質(zhì)流動性與很強(qiáng)的耐磨性。第五，生產(chǎn)工藝比較先進(jìn)。玻璃釉防腐管道與搪瓷管道相類似，但是卻沒有搪瓷管道需要的窯爐工藝，熱噴涂玻璃釉工藝是我國首創(chuàng)的一種工藝。玻璃釉防腐管道屬于國際上比較領(lǐng)先的無機(jī)防腐蝕管道，玻璃釉材料是一種永不老化的防腐蝕材料，在很大程度上延長了管道的使用壽命。

　　四、油氣長輸管道保溫優(yōu)化設(shè)計

　　目前，聚氨酯泡夾管是油氣長輸管道采用的保溫措施。因此，對聚氨酯泡夾管進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計是油氣長輸管道保溫優(yōu)化設(shè)計的主要工作，重點應(yīng)當(dāng)放在提高聚氨酯泡夾管整體結(jié)構(gòu)的嚴(yán)密性上。除了根據(jù)非保溫管道的實際情況進(jìn)行保溫結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計外，還應(yīng)該考慮到保溫層為防腐層帶來的影響以及保溫層與防腐層之間的匹配性。舉一個例子，在非保溫管道上使用聚乙烯膠帶時，應(yīng)當(dāng)選擇外保護(hù)帶;將聚乙烯膠帶應(yīng)用到聚氨酯泡夾管的時候，采用內(nèi)防腐帶即可。確定保溫層的厚度時，應(yīng)當(dāng)盡量根據(jù)經(jīng)濟(jì)厚度計算法進(jìn)行計算，在我國制定了經(jīng)濟(jì)厚度標(biāo)準(zhǔn)之后，就可以按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定保溫層的厚度。

　　結(jié)語

　　綜上所述，隨著社會的進(jìn)步與油氣開發(fā)的深入發(fā)展，石油、天然氣在我國的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，我國對石油、天然氣能源的需求量越來越多。在這樣的背景下，應(yīng)不斷總結(jié)并吸取國內(nèi)外的教訓(xùn)與先進(jìn)經(jīng)驗，結(jié)合實際情況，推廣成熟的管道防腐保溫新技術(shù)、新材料，還應(yīng)保證防腐保溫設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性與可靠性相統(tǒng)一，從而保障油氣長輸管道的長期、穩(wěn)定、安全運行。

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