內(nèi)涂層技術(shù)在灘海平臺消防管道中的應(yīng)用

喬向國，曹湘武

（中國石油集團海洋工程有限公司海工事業(yè)部，山東青島 266555）

內(nèi)涂層技術(shù)在灘海平臺消防管道中的應(yīng)用

喬向國，曹湘武

（中國石油集團海洋工程有限公司海工事業(yè)部，山東青島 266555）

消防管道內(nèi)壁噴涂環(huán)氧樹脂粉末可使其與海水隔離，免受海水的腐蝕和泥沙的磨蝕，同時提高內(nèi)壁的光滑度，起到減阻作用，延長管道使用壽命，提高輸送能力。通過對內(nèi)涂層管道進行分析，并與玻璃鋼管道及熱浸鋅碳鋼管道的性能做對比，采用了合理的涂覆工藝應(yīng)用于淺海區(qū)域的海洋平臺。

內(nèi)涂層；海洋平臺；消防管道；涂覆工藝

0 引言

消防管道的材質(zhì)通常采用碳鋼，為降低成本，消防水采用海水，由于海水中含有大量氯離子，對金屬管道腐蝕非常嚴(yán)重，會縮短管道壽命，降低管道利用率。我國海域遼闊，不同的海域，水質(zhì)、氣候、海況差別很大，因此海洋平臺消防管道的合理選材和合理選擇防腐方法至關(guān)重要?，F(xiàn)以冀東油田NP1-5和NP1-29海洋生產(chǎn)平臺的消防管道為例，介紹內(nèi)涂層技術(shù)在海洋平臺消防管道中的應(yīng)用。

1 冀東南堡海域特點及消防管道的選擇

冀東油田NP1-5和NP1-29海洋平臺位于河北省唐山市南堡海域，平均水深6.1 m，最低水位2.6m。平均氣溫10.5～11.0℃，極端最高氣溫37.2℃，極端最低氣溫-20.9℃。累年平均水溫13.5℃，累年平均相對濕度為68%，平均相對鹽度29.878‰。NP1-5工程主要包括2座井口平臺，3座生產(chǎn)平臺，NP1-29工程主要包括3座井口平臺，1座生產(chǎn)平臺。

南堡海域海水較渾濁，海水中生長大量貽貝、龍介蟲、苔蘚蟲等海生物。這幾座平臺的消防泵位于最低水位下1 m多的位置，當(dāng)泵啟動時，由于接近海床，泵頭附近的海水?dāng)_動會吸卷起海底泥沙、生物殼體或其他物質(zhì)進入管道中，當(dāng)海水高速流動時，對管道磨蝕很嚴(yán)重。如果采用鍍鋅管道，強烈的沖擊作用容易對鍍鋅層造成劃痕，使腐蝕速度加快。這幾座平臺所處位置屬于灘海，處于連發(fā)式地震帶上，加上海況復(fù)雜，四季溫差變化較大，所以不適合用玻璃鋼管道。因此這幾座平臺消防系統(tǒng)采用了內(nèi)涂層碳鋼管道。

2 內(nèi)涂層管道及其防腐蝕性能分析

內(nèi)涂層技術(shù)是近幾年應(yīng)用迅速的一種新型工藝，它是指在管道內(nèi)表面涂上一層塑料粉末的涂覆層，可達到耐蝕、耐磨、自潤滑性、高絕緣等性能。

內(nèi)涂層材料常用塑料粉末涂料，它不含溶劑，且物料無毒，大大降低了對操作人員的危害。粉末涂料利用率高，由于涂料是100%的固體，可采用閉路循環(huán)體系，噴溢的粉末涂料可以回收，涂料利用率高達95%。粉末涂料涂裝時厚度可以控制，一次涂裝可達30～500 μm，減少了施工時間，節(jié)能、高效。

金屬管道的耐腐蝕能力有限，特別是耐酸堿鹽等強腐蝕介質(zhì)性能差，而多數(shù)塑料對酸堿鹽介質(zhì)具有良好的耐蝕防腐性能。塑料粉末涂覆于金屬管道內(nèi)壁上，利用金屬的強度和塑料本身的熱固性、熱塑性特性，形成滿足要求的塑料涂覆層。因此，有塑料涂層的金屬管道具有如下性能：其一，對無機酸堿鹽、有機酸具有良好的耐化學(xué)腐蝕性；其二，低摩擦性、防黏性；其三，耐磨性、防滑性；其四，抗機械振動性等。

3 內(nèi)涂層管道連接方法選擇

（1）內(nèi)涂塑管道采用焊接連接，焊口處需要進行現(xiàn)場補塑。缺點是：現(xiàn)場補塑比較繁瑣；管道過長，不利于對管道中間的焊縫進行修補；海洋平臺管道的彎頭過多，生產(chǎn)廠家無法滿足技術(shù)要求。

（2）內(nèi)涂塑管道采用法蘭連接，可以解決彎頭過多、不便于加工的缺點，但在兩個法蘭之間的彎頭不能超過2個，要保證涂塑厚度要求。優(yōu)點是減少現(xiàn)場補塑工序，安裝靈活，缺點是增加了法蘭費用，增加了泄漏點。

經(jīng)兩者比較，增加的法蘭費用不是很大，增加的泄漏點也可以通過技術(shù)處理來解決，所以我們建議采用法蘭連接形式的內(nèi)涂塑技術(shù)，見圖1。

4內(nèi)涂層涂覆工藝

這幾座平臺大于和等于D 76.2 mm的消防、海水管道采用內(nèi)涂環(huán)氧樹脂粉末防腐技術(shù)，利用環(huán)氧樹脂與固化劑交聯(lián)后成為大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而得到不熔、堅韌而牢固的保護涂層。

4.1 加工工藝流程 （見圖2）

圖2 加工工藝流程

4.2 內(nèi)表面處理

管道內(nèi)表面處理是內(nèi)涂前必做的工作，表面處理質(zhì)量的好壞直接影響著內(nèi)涂覆層的質(zhì)量，是內(nèi)涂層技術(shù)的關(guān)鍵工序。表面預(yù)處理前先清除管道內(nèi)表面的油污、泥土、焊瘤、毛刺、棱角等，如管道內(nèi)壁潮濕，可采用熱風(fēng)或加熱方法驅(qū)除潮氣，使內(nèi)壁干燥。管道內(nèi)表面處理宜采用噴 （拋）射除銹，除銹等級不低于Sa2級，除銹后用清潔、干燥、無油的壓縮空氣將鋼管內(nèi)部的沙粒、灰塵、銹粉等微塵清除干凈。內(nèi)表面預(yù)處理后至噴涂前不應(yīng)出現(xiàn)浮銹；當(dāng)出現(xiàn)返銹或表面污染時，必須重新進行表面處理。噴涂前，應(yīng)預(yù)熱鋼管，驅(qū)除潮氣，預(yù)熱溫度為40～60℃。涂裝工作場所室內(nèi)濕度不大于85%,鋼管表面溫度大于5℃且高于露點3℃。

4.3 涂裝的加工與控制

滾動熔襯涂裝的產(chǎn)品放在小車上推進加熱爐進行加熱，加熱溫度控制在280℃左右，然后出爐吊放到涂裝平臺上進行滾動熔襯，內(nèi)涂覆的直管及管件端頭全部涂覆。涂層要求平整光滑、均勻致密，已涂裝的管道目測合格后應(yīng)在15 min內(nèi)進爐進行二次固化，固化溫度應(yīng)控制在250℃左右，此工序為穩(wěn)定涂層的性能，使涂層平整光滑，增強涂層的附著力和韌性。涂覆后的管道進行自檢，首先目測涂層表面，要求平整光滑、無起皮、無氣泡、無粉瘤和其他缺陷。用磁力測厚儀測涂層厚度，符合工藝要求時進行精磨修整，合格后進行涂層檢驗。

4.4 涂層檢驗

按照ISO 2808標(biāo)準(zhǔn)中的方法6A或6B，使用Eddy電流或電磁技術(shù)的測厚儀進行涂層的厚度檢測。為了確保質(zhì)量，應(yīng)在管子長度的1/4、1/2及3/4處的3、6、9、12點處進行至少12個點的厚度檢測，涂層厚度應(yīng)大于300 μm。漏點檢測應(yīng)使用可調(diào)高壓漏點檢測儀進行，對涂覆鋼管的全部直徑進行掃描測試，確認合格后標(biāo)識并入庫保存。

4.5 補傷及補口

對涂層缺陷可用局部修補的方法補傷，并按下列要求進行:

（1）缺陷部位的所有銹斑、污垢和其他雜質(zhì)及松脫的涂層必須清除掉。

（2）將缺陷部位打磨成粗糙面。

（3）用干燥的布和刷子將灰塵清除干凈。

（4）用環(huán)氧粉末生產(chǎn)廠家推薦的雙組份環(huán)氧涂料進行局部修補。

5 涂覆工藝的質(zhì)量保證和控制

為了使涂層更好地起到防腐蝕、防磨蝕作用，不僅要保證生產(chǎn)過程中的每一道工序質(zhì)量，還要控制涂料的關(guān)鍵性能指標(biāo)。其中涂料的黏度、固體含量、干燥時間、細度直接影響防腐層的質(zhì)量。黏度太大，涂覆困難，涂覆不均勻或出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象；黏度小了，涂覆后防腐層流淌，保證不了每次涂覆厚度。固體含量作為涂料的有效成分，是組成防腐層的主要物質(zhì)，固體含量低，無效成分多，浪費大，防腐層的成本高，同時，為保證防腐層厚度，涂覆作業(yè)的次數(shù)就要增加，施工費用也相應(yīng)增加。干燥時間太短，溶劑揮發(fā)不充分，防腐層表面容易產(chǎn)生氣泡；干燥時間太長，施工日期也要增長。而涂料的細度大了，防腐層不光亮，呈現(xiàn)顆粒狀粗糙表面，防腐層致密程度小，容易造成介質(zhì)滲透。因此在施工時，要嚴(yán)格控制涂料的性能和指標(biāo)，保證涂覆工藝和涂覆質(zhì)量。

6 結(jié)束語

冀東油田NP1-5和NP1-29平臺于2009年7月投入使用后，每個月都要運轉(zhuǎn)消防系統(tǒng)，半年后對采用內(nèi)涂層技術(shù)的消防管道進行檢查，發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)涂層完好無損。隨著海洋平臺的發(fā)展和管道防腐壽命要求不斷提高，內(nèi)涂層技術(shù)作為新工藝在海上平臺的應(yīng)用不斷增多，該技術(shù)將成為近海海洋平臺管道內(nèi)防腐的主要防腐方法。

［1］SY/T 0457-2000，鋼制管道液體環(huán)氧涂料內(nèi)防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］SY/T 0442-1997，鋼制管道融結(jié)環(huán)氧粉末內(nèi)涂層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

Internal Pipeline Coating Technique Applied for Shallow Water Offshore Platform

QIAO Xiang-guo（Offshore Engineering Fabrication&Construction Division of China National Petroleum Offshore Engineering Co.,Ltd.,Qingdao 266555,China），CAO Xiang-wu

Spraying epoxy resin powder onto the internal wall of fire fighting pipeline can isolate seawater and sediment from the internal wall to prevent seawater corrosion and sand abrasion．Furthermore， it helps to improve internal wall smoothness so as to reduce flow resistance,extend pipeline service life and enhance transport capacity．Through analyzing the internal coating and comparing its performance with those of glass fiber reinforced polyvinylcloride composite pipeline and galvanized steel pipeline，the reasonable pipeline coating process has been made and applied for shallow water offshore platform．

offshore platform；fire fighting pipeline；internal coating；coating process

TE988.2

B

1001－2206（2011）增刊－0085－03

喬向國（1982-），男，河北唐山人，助理工程師，2000年畢業(yè)于重慶科技學(xué)院，現(xiàn)從事海洋平臺工藝管道加工設(shè)計工作。

2011-08-10