海水管道內(nèi)涂層現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)技術(shù)探討

田旭 張巍偉

摘 要：本文首先闡述了海水管道腐蝕成因及修復(fù)難點(diǎn)，接下來(lái)介紹了兩種典型的現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)方法;通過比較，得出金屬球和綁帶的修復(fù)方法較為適用，可應(yīng)用于不停產(chǎn)工況下管道涂層的修復(fù);本研究的結(jié)論可以為海水管道防腐涂層修復(fù)方案的選擇、修復(fù)等提供一定指導(dǎo)。

前言

近年來(lái)隨著我國(guó)長(zhǎng)輸天然氣、固定平臺(tái)石油管道、深水大型重型設(shè)備的加快發(fā)展，海水系統(tǒng)是其主要的冷卻水的來(lái)源，也是主要的系統(tǒng)之一，由于海水的腐蝕性非常強(qiáng)，所以對(duì)于海水系統(tǒng)的材質(zhì)選型有很大的難度。隨著深水大型設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，海水系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，管線尺寸越來(lái)越大，尤其管道的選材暴露出來(lái)的問題，逐步突顯。可以選擇的材質(zhì)非常多，管道選材還要考慮到經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)顯得尤為關(guān)鍵[1]。目前主流選材為碳鋼加內(nèi)涂層，該應(yīng)用是歷史最久的方式之一，但是隨著海水的沖刷，長(zhǎng)時(shí)間的使用，和內(nèi)涂層工藝的問題，導(dǎo)致海水管線現(xiàn)場(chǎng)泄漏的案例越來(lái)越多。泄漏的管道存在著較大的安全隱患，甚至引發(fā)安全事故，進(jìn)而導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失和較為嚴(yán)重環(huán)境污染。因此，本文針對(duì)海水系統(tǒng)材質(zhì)做了簡(jiǎn)要的研究，主要圍繞一種新型的現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)修補(bǔ)海水內(nèi)涂塑管線的方案進(jìn)行分析。

1 海水管道腐蝕成因及修復(fù)難點(diǎn)

采用多層防腐涂層技術(shù)的海水防腐材料發(fā)展于上世紀(jì)80年代，該涂層由底層環(huán)氧粉末、內(nèi)層膠粘劑、外層聚乙烯或聚丙烯層組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)防腐涂層，既解決了單層環(huán)氧粉末耐沖擊性不好，吸水率高的弱點(diǎn)，同時(shí)也克服二層PE粘接效果不佳的缺點(diǎn)。為降低工程成本，目前多數(shù)加工企業(yè)使用的是常規(guī)熱熔膠。使膠和PE材料的使用壽命不統(tǒng)一，一般海水管道尺寸比較大，自重較大的大口徑鋼管遇到海水中的石塊等硬物，必將擱傷PE和脆性的環(huán)氧粉末層，造成管道腐蝕隱患。這就是造成海水管線腐蝕的主要原因[2]。

針對(duì)FPSO，半潛平臺(tái)等深水作業(yè)的大型設(shè)備和船只，施工人員少、受限空間多、不能動(dòng)火作業(yè)及不能在線更換等多方因素的制約，要保證安全的情況下，還要考慮經(jīng)濟(jì)性，碳鋼內(nèi)涂層用于海水系統(tǒng)最為經(jīng)濟(jì)，但是內(nèi)涂層的工藝和施工參差不齊，從開始的法蘭等節(jié)點(diǎn)滲漏，到現(xiàn)在的管線上點(diǎn)蝕和冒水。海水的使用率非常高，漏水現(xiàn)場(chǎng)非常普遍，海水一般為冷卻水使用，一旦設(shè)備開啟，再想停下，就只能調(diào)選大型維修的空檔期[3]。因此，管道泄漏現(xiàn)場(chǎng)急需要一種可以臨時(shí)解決封堵滲漏的方案。

2 管道現(xiàn)場(chǎng)封堵方案

目前現(xiàn)場(chǎng)有兩種可以實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)封堵的技術(shù)方案。

第一種是現(xiàn)場(chǎng)在管道外壁刷一層防腐的油漆，并用防水膠帶進(jìn)行包裹，即如圖1所示：

第二種是現(xiàn)場(chǎng)在不停產(chǎn)的情況下使用外面包裹的橡膠的金屬球，進(jìn)行封堵，并用綁帶進(jìn)行固定，即如圖2所示：

3 管道修復(fù)方案效果及優(yōu)缺點(diǎn)

本部分針對(duì)第二種方案分析其優(yōu)缺點(diǎn)及其使用的效果。由于該方案已經(jīng)在某大型FPSO上成功使用，對(duì)于方案的可操作性可以進(jìn)一步研究。

3.1 管道修復(fù)方案技術(shù)介紹

由于海水系統(tǒng)的壓力等級(jí)基本在150LB以下，該方案的優(yōu)點(diǎn)在于可以不用停產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中就可以實(shí)現(xiàn)，目前實(shí)際情況，封堵用的復(fù)合球可以從2寸到48寸。根據(jù)復(fù)合球的尺寸不同，固定用綁帶的結(jié)構(gòu)形式不同，也就是鎖緊方式不一樣。

如圖3所示，在某深水遠(yuǎn)海大型FPSO項(xiàng)目，海水冷卻管線的主環(huán)網(wǎng)的一段立管，海水腐蝕漏了一根管線，該管線兩端為法蘭連接，但是現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法停產(chǎn)進(jìn)行更換，業(yè)主與第三方均經(jīng)過建議使用本文論述的方案二進(jìn)行處理。

由于事出緊急，項(xiàng)目在深海，材料運(yùn)輸尤其困難，在方案二的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，首先在泄漏管線的外面包裹一層橡膠，在腐蝕漏的地方把橡膠鉆一個(gè)大小合適的孔，用于排出泄漏的海水，在橡膠外面再包裹鋼結(jié)構(gòu)，用于預(yù)緊和固定橡膠，結(jié)構(gòu)用螺栓預(yù)緊，結(jié)構(gòu)上也開一個(gè)合適的孔，焊接接頭用塑料軟管將排出的海水引走。圖4展示了修復(fù)技術(shù)效果情況。

3.2 管道修復(fù)方案優(yōu)缺點(diǎn)

3.1部分闡述的現(xiàn)場(chǎng)方案相較于方案二的優(yōu)點(diǎn)在于其材料簡(jiǎn)單易操作，而且通用性強(qiáng)，適用的范圍廣，工程預(yù)算也相應(yīng)節(jié)省。該方案可以作為臨時(shí)修補(bǔ)泄漏海水管線的一種方案，進(jìn)行推廣。迎合未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，該方案經(jīng)濟(jì)性和可操作性均能滿足深海遠(yuǎn)洋的情況。該方案可以讓管線達(dá)到更高的使用效率，等到設(shè)備大型檢修或者大停產(chǎn)時(shí)更換即可。也有足夠的時(shí)間去預(yù)制新的管線，提前運(yùn)輸?shù)礁鼡Q位置，等待時(shí)機(jī)。

這種方案僅僅是一種臨時(shí)補(bǔ)漏的方案，管道系統(tǒng)制作完成時(shí)，對(duì)管道系統(tǒng)的完整性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。采取科學(xué)的管道系統(tǒng)的檢驗(yàn)手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)石油化工生產(chǎn)系統(tǒng)管道存在的安全隱患問題，如對(duì)應(yīng)的管道的焊接缺陷、管道的腐蝕、管道的彎曲變形等，都會(huì)影響到管道的運(yùn)行狀態(tài)。如果出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患問題，應(yīng)立即進(jìn)行處理，才能恢復(fù)管道的正常使用狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的事故，導(dǎo)致有毒有害的化學(xué)品泄漏，不僅會(huì)發(fā)生火災(zāi)、爆炸、中毒事故，而且會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，給石油化工生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

4 結(jié)論

通過對(duì)海水管道涂層現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)技術(shù)及發(fā)展的研究，本文認(rèn)為要想實(shí)現(xiàn)更好地完成石油化工生產(chǎn)任務(wù)，應(yīng)該選擇最佳的材質(zhì)，提高管道的耐腐蝕特性，延長(zhǎng)管道的使用壽命，滿足石油化工生產(chǎn)的技術(shù)要求。只有選擇最佳的石油化工管道的材質(zhì)，才能滿足是化工生產(chǎn)的需要。在管道使用過程中，加強(qiáng)對(duì)管道系統(tǒng)的管理，進(jìn)行日常的維護(hù)保養(yǎng)，和定期的維護(hù)處理，才能保證管道系統(tǒng)安全平穩(wěn)地運(yùn)行，更好地完成石油化工生產(chǎn)的任務(wù)。如果出現(xiàn)海水系統(tǒng)泄漏可以使用本文介紹的幾種方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)救。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：

田旭（1982—），男，漢，大學(xué)本科，工程師，從事海洋石油設(shè)施總體布置及管道設(shè)計(jì)相關(guān)研究。