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天然气管道减阻内涂涂料

  
评论: 更新日期:2015年07月06日


  除上面GBE/CM2标准要求之外,还需补充以下几种介质,详见表3-8。

 

表3-8 耐化学介量补充试验的条件和恢复时间
介质温度/℃压力/kPa浸渍时间/h恢复时间/h
乙二醇20~25101.3255004
环已烷20~25101.3251684
甲醇+3%氯化钙20~25101.3251684
液压油+3%氯化钙20~25101.3255004


   ③其它试验
  a.镜面光泽(specular gloss ) 用Gardiner60°光泽仪测取的涂覆层的光泽不应底于50,测试程序符合ASTMD 523的要求。
  b.耐热(heat resistance) 涂覆层应在250℃下保持30min,然后用水冷却,不得有任何失效产生(包括剥离、开裂、鼓泡或黏结力损失等)。
4.3 包装、搬运、装卸和储存
  涂料和稀释剂等应装在适当尺寸和材料的容器中,适合于产品从制造厂到现插的搬运、装卸和储存过程中不受破坏。涂料供应商要提供涂料储存的条件。
4.4 技术服务
  业主有权向涂料生产商的厂内派出技术检验员,以解决涂料生产过程中的质量问题。一旦涂料的供货关系成立,涂料生产商应向业主或涂覆商提供全方位的技术服务,如协助涂覆商调试,解答喷涂工艺中的问题等。
4.5 材料的确认
  (1)涂料供应商必须提供至少10年中该涂料成功使用的业绩;
  (2)涂料供应商应提供已使用该涂料的工程业主的证明资料;
  (3)涂料供应商应提供可满足业主“先内后外”的工艺要求的证明资料;
  (4)涂料供应商应提供相关资质证明,主要包括涂料的使用说明、工厂历史及业绩、ISO 9000认证等。
4.6 涂料验收
  (1)涂料供应商应按标准规范要求提供所必备的常规的检测结果报告,如果需要,业主有权进行抽检,抽检样品可在生产厂内径取,也可在到达现场的产品中提取。如有不合格项,应予拒收。
  (2)原始检测所需费用由涂料制造商承担,抽检项目的费用由抽检方承担,如果质量不合格,则由涂料制造商承担。
4.7 保证
  涂料供应商应对业主提供以下保证:不符合标准规范要求的涂料应得到纠正或更换,而不追加业主的费用。在管道完全回填之前,只要能证明是由于涂料的某一组分造成的缺陷的任何额外的费用均应由涂料供应商承担。这些费用包括涂料更换、运输、人工、设备租赁和其它与管道修补改造的相关费用。
4.8 装卸
  详细的装卸说明将由业主或涂覆的施工单位提供。

3.5 内渝涂料的选择

5.1 选择的原则
  内涂涂料的选择应符合下列原则。
  (1)所选涂料的性能必须满足Q/CNPC 377-2002《非腐蚀性天然气输送管内壁覆盖层推荐做法》和相关技术标准的要求,如GBE/CM2《钢质管道和接头内覆盖层涂料的技术要求》等。
  (2)所选涂料必须具有成功应用的历史业绩,并能提供跟踪记录。对于新涂料,因为没有业绩,所以在应用前应对其性能严格按照技术标准的要求进行测试,并出具权威部门的证明,使用寿命应能满足设计要求,在寿命期内不应发生剥离和脱落等问题。
5.2 涂料品种的确定
  适用于天然气管道内涂的涂料品种很多,要从经济价格比中选出最为经济的内涂涂料。美国天然气协会(AGA)的管道研究会曾经进行过一个NB14的研究项目,对天然气管遭内表面的涂料进行研究和筛选,在对38种各类涂料进行研究后发现,最终认为环氧树脂型液体涂料,特别是聚酰胺固化的环氧树脂,最适合于天然气管道的内涂。
  环氧树脂涂料是20世纪最重要的涂料技术之一。从20世纪40年代末发展至今,已形成厚浆型、水分散涂料、无溶剂涂料和粉末涂料。环氧树脂涂料是广泛使用的长效防腐涂料,它是由涂料中的环氧树脂分子和固化剂发生交联反应固化而成,利用环氧基的反应活性,可以用各种树脂对环氧树脂进行改性,制得各种具有良好使用性能的涂料。环氧涂料的主要特性如下。
  (1)极好的黏结性 环氧树脂分子含有羟基和醚健,氧分子对临界面上金属的电子具有强吸引力。固化时,活泼的环氧基能够和金属表面的游离价键反应,形成牢固的化学健。
  (2)优良的化学稳定性 环氧树脂涂覆层结构致密,固化时无小分子物质产生,涂覆层不易产生气隙。环氧树脂分子中含有稳定的苯环、醚键,虽然有亲水性的羟基,但树脂的交联结构的隔离作用可以削弱羟基的亲水作用,涂覆层性能稳定。因此,水和其它介质难以对覆盖层产生破坏作用,也难以通过覆盖层,渗透到金属表面,对金属产生腐蚀。
  (3)良好的机械性能 固化后的环氧树脂覆盖层中,既有刚性的苯环,又有短的柔性烃健,因此覆盖层坚硬,略具柔性。覆盖层固化时收缩率小,覆盖层热膨胀系数小,与被涂覆的金属表面之间应力小,这一特性可确保内涂材料的耐温和耐应力作用的要求,能承受住大的压力变化,覆盖层受机械外力作用不容易产生破损。
  (4)优良的耐磨性和防腐性 固化后的环氧树脂层中,既有刚性的苯环,又有短的柔性烃链。可使覆盖层坚硬、耐磨、柔韧、防渗透,而具有良好的耐磨性和防腐性。此外,环氧树脂还具有良好的电绝缘性。
5.3涂料选择实例
  在国内,西气东输工程中首次采用了减阻内涂技术,对于涂料的选择采取国外标准,即必须符合APl RP 5L2和GBE/CM2标准的要求。为了更结合本项工程实际,设计人员参照美国AL-LIANCE管道编制了有关内涂涂料的技术规格书。由于西气东输外部防腐层采用三层PE,考虑到与外防腐层的关系,有的施工单位可能采取“先内后外”工艺,所以对内涂涂料有了耐热的要求。
  内涂的涂料由带有颜料的环氧树脂、固化剂、溶剂等组成,按标准要求,供货商应提供有关涂料性能的资料和证明文件。另外,考虑到这是国内第一次采用,没有实践经验,所以特别强调了涂料的使用业绩。如果没有这种成功的业绩,则要求制造商提供产品通过严格和广泛的实验室及短期现场试验的等效性能证明。对于涂料的包装容器也做了能适应各种等级道路运输的要求。

6.当前世界知名的内涂涂料

6.1 英国COPON EP 2306 HF涂料
  英国E.WOOD有限公司位于英国北约克郡,技术人员约占70%,已有110年历史,其主要产品为各种类型的保护涂料,石油领域的涂料只为其中的一部分。COPON管道涂料开发于20世纪50年代,是管道减阻内涂涂料的先驱,如今在世界范围内已有100000km的内涂业绩,并有40年的成功应用的跟踪记录。
  作为天然气管道减阻内潦涂料,E.WOOD有艰公司的主要产品是COPON EP2306HF涂料。它是一种双组分液体环氧树脂,专门用于天然气管道内壁,具有较好的施工特性和优良的防腐性能,化学稳定性极好,可承受各种化学介质的浸泡,固化后的覆盖层能承受清管的考验,在压力下水压起泡和气压起袍试验均无问题,完全可以满足APl RP 5L2和GBE/CM2标准的要求,极大地改善了气体的流动性,提高输气效率。
  该涂料主要特点是:
  类型:双组分触变型;
  光泽:半光;
  颜色:红色;
  固体含量;52%;
  表干(20℃):1h:
  实干(20℃):4h:
  相对密度(混合物):1.25:
  该涂料的一次成膜厚度为:65~80μm。
  按照美国API标准的要求,COPON EP2306HF涂料的性能列在表3-9~表3-13中。涂料的理论涂布率可按下式计算:
 







表3-9 单组分的物理性能
组分物理性能数值方法
基料 5.897kgASTM D 1475
固化剂 4.545kgASTM D 1475
溶剂馏程117~185℃ASTM D 1078
基料馏程130~240℃ASTM D 1078
固化剂馏程120~200℃ASTM D 1078
涂覆料馏程120~220℃ASTM D 1078
基料沉淀10ASTM D 1039(试验)
ASTM D 869(报告)
固化剂沉淀10ASTM D 1039(试验)
ASTM D 869(报告)

表3-10 混合组分的物理性能
物理性能数值方法
固体体积48%API RP 5L2之附录1
细度(Hegman)6ASTM D 1210
粗颗粒200目筛全部通过ASTM D 185
(除使用乙基乙二醇正单丁基醚作清洗液)

表3-11 稀释后涂料的物理性能
物理性能指标允许范围方法
流动在竖直平面上涂覆时,没有不均匀现象产生在竖直平面上涂覆时,没有不均匀现象产生在钢板上喷涂,温度分别为10℃,37℃,66℃,涂覆后形成的干膜厚度最小为76μm
适用期8h黏度值最大增加100%,8h,25℃,250g样品ASTM D 1200
黏度90s±5sASTM D 1200,4号Ford杯测试,25℃

表3-12 实验室涂覆的玻璃试片性能
测试指标测试方法
针孔(湿膜)无针孔API 5L2附录7
针孔(干膜)无针孔API 5L2附录7

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