天然氣管道減阻內(nèi)涂涂料
評(píng)論: 更新日期:2015年07月06日
除上面GBE/CM2標(biāo)準(zhǔn)要求之外,還需補(bǔ)充以下幾種介質(zhì),詳見表3-8。
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表3-8 耐化學(xué)介量補(bǔ)充試驗(yàn)的條件和恢復(fù)時(shí)間
介質(zhì) | 溫度/℃ | 壓力/kPa | 浸漬時(shí)間/h | 恢復(fù)時(shí)間/h |
乙二醇 | 20~25 | 101.325 | 500 | 4 |
環(huán)已烷 | 20~25 | 101.325 | 168 | 4 |
甲醇+3%氯化鈣 | 20~25 | 101.325 | 168 | 4 |
液壓油+3%氯化鈣 | 20~25 | 101.325 | 500 | 4 |
③其它試驗(yàn)
a.鏡面光澤(specular gloss ) 用Gardiner60°光澤儀測取的涂覆層的光澤不應(yīng)底于50,測試程序符合ASTMD 523的要求。
b.耐熱(heat resistance) 涂覆層應(yīng)在250℃下保持30min,然后用水冷卻,不得有任何失效產(chǎn)生(包括剝離、開裂、鼓泡或黏結(jié)力損失等)。
4.3 包裝、搬運(yùn)、裝卸和儲(chǔ)存
涂料和稀釋劑等應(yīng)裝在適當(dāng)尺寸和材料的容器中,適合于產(chǎn)品從制造廠到現(xiàn)插的搬運(yùn)、裝卸和儲(chǔ)存過程中不受破壞。涂料供應(yīng)商要提供涂料儲(chǔ)存的條件。
4.4 技術(shù)服務(wù)
業(yè)主有權(quán)向涂料生產(chǎn)商的廠內(nèi)派出技術(shù)檢驗(yàn)員,以解決涂料生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題。一旦涂料的供貨關(guān)系成立,涂料生產(chǎn)商應(yīng)向業(yè)主或涂覆商提供全方位的技術(shù)服務(wù),如協(xié)助涂覆商調(diào)試,解答噴涂工藝中的問題等。
4.5 材料的確認(rèn)
(1)涂料供應(yīng)商必須提供至少10年中該涂料成功使用的業(yè)績;
(2)涂料供應(yīng)商應(yīng)提供已使用該涂料的工程業(yè)主的證明資料;
(3)涂料供應(yīng)商應(yīng)提供可滿足業(yè)主“先內(nèi)后外”的工藝要求的證明資料;
(4)涂料供應(yīng)商應(yīng)提供相關(guān)資質(zhì)證明,主要包括涂料的使用說明、工廠歷史及業(yè)績、ISO 9000認(rèn)證等。
4.6 涂料驗(yàn)收
(1)涂料供應(yīng)商應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求提供所必備的常規(guī)的檢測結(jié)果報(bào)告,如果需要,業(yè)主有權(quán)進(jìn)行抽檢,抽檢樣品可在生產(chǎn)廠內(nèi)徑取,也可在到達(dá)現(xiàn)場的產(chǎn)品中提取。如有不合格項(xiàng),應(yīng)予拒收。
(2)原始檢測所需費(fèi)用由涂料制造商承擔(dān),抽檢項(xiàng)目的費(fèi)用由抽檢方承擔(dān),如果質(zhì)量不合格,則由涂料制造商承擔(dān)。
4.7 保證
涂料供應(yīng)商應(yīng)對(duì)業(yè)主提供以下保證:不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的涂料應(yīng)得到糾正或更換,而不追加業(yè)主的費(fèi)用。在管道完全回填之前,只要能證明是由于涂料的某一組分造成的缺陷的任何額外的費(fèi)用均應(yīng)由涂料供應(yīng)商承擔(dān)。這些費(fèi)用包括涂料更換、運(yùn)輸、人工、設(shè)備租賃和其它與管道修補(bǔ)改造的相關(guān)費(fèi)用。
4.8 裝卸
詳細(xì)的裝卸說明將由業(yè)主或涂覆的施工單位提供。
3.5 內(nèi)渝涂料的選擇
5.1 選擇的原則
內(nèi)涂涂料的選擇應(yīng)符合下列原則。
(1)所選涂料的性能必須滿足Q/CNPC 377-2002《非腐蝕性天然氣輸送管內(nèi)壁覆蓋層推薦做法》和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求,如GBE/CM2《鋼質(zhì)管道和接頭內(nèi)覆蓋層涂料的技術(shù)要求》等。
(2)所選涂料必須具有成功應(yīng)用的歷史業(yè)績,并能提供跟蹤記錄。對(duì)于新涂料,因?yàn)闆]有業(yè)績,所以在應(yīng)用前應(yīng)對(duì)其性能嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行測試,并出具權(quán)威部門的證明,使用壽命應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)要求,在壽命期內(nèi)不應(yīng)發(fā)生剝離和脫落等問題。
5.2 涂料品種的確定
適用于天然氣管道內(nèi)涂的涂料品種很多,要從經(jīng)濟(jì)價(jià)格比中選出最為經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涂涂料。美國天然氣協(xié)會(huì)(AGA)的管道研究會(huì)曾經(jīng)進(jìn)行過一個(gè)NB14的研究項(xiàng)目,對(duì)天然氣管遭內(nèi)表面的涂料進(jìn)行研究和篩選,在對(duì)38種各類涂料進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),最終認(rèn)為環(huán)氧樹脂型液體涂料,特別是聚酰胺固化的環(huán)氧樹脂,最適合于天然氣管道的內(nèi)涂。
環(huán)氧樹脂涂料是20世紀(jì)最重要的涂料技術(shù)之一。從20世紀(jì)40年代末發(fā)展至今,已形成厚漿型、水分散涂料、無溶劑涂料和粉末涂料。環(huán)氧樹脂涂料是廣泛使用的長效防腐涂料,它是由涂料中的環(huán)氧樹脂分子和固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)固化而成,利用環(huán)氧基的反應(yīng)活性,可以用各種樹脂對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性,制得各種具有良好使用性能的涂料。環(huán)氧涂料的主要特性如下。
(1)極好的黏結(jié)性 環(huán)氧樹脂分子含有羥基和醚健,氧分子對(duì)臨界面上金屬的電子具有強(qiáng)吸引力。固化時(shí),活潑的環(huán)氧基能夠和金屬表面的游離價(jià)鍵反應(yīng),形成牢固的化學(xué)健。
(2)優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性 環(huán)氧樹脂涂覆層結(jié)構(gòu)致密,固化時(shí)無小分子物質(zhì)產(chǎn)生,涂覆層不易產(chǎn)生氣隙。環(huán)氧樹脂分子中含有穩(wěn)定的苯環(huán)、醚鍵,雖然有親水性的羥基,但樹脂的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的隔離作用可以削弱羥基的親水作用,涂覆層性能穩(wěn)定。因此,水和其它介質(zhì)難以對(duì)覆蓋層產(chǎn)生破壞作用,也難以通過覆蓋層,滲透到金屬表面,對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕。
(3)良好的機(jī)械性能 固化后的環(huán)氧樹脂覆蓋層中,既有剛性的苯環(huán),又有短的柔性烴健,因此覆蓋層堅(jiān)硬,略具柔性。覆蓋層固化時(shí)收縮率小,覆蓋層熱膨脹系數(shù)小,與被涂覆的金屬表面之間應(yīng)力小,這一特性可確保內(nèi)涂材料的耐溫和耐應(yīng)力作用的要求,能承受住大的壓力變化,覆蓋層受機(jī)械外力作用不容易產(chǎn)生破損。
(4)優(yōu)良的耐磨性和防腐性 固化后的環(huán)氧樹脂層中,既有剛性的苯環(huán),又有短的柔性烴鏈??墒垢采w層堅(jiān)硬、耐磨、柔韌、防滲透,而具有良好的耐磨性和防腐性。此外,環(huán)氧樹脂還具有良好的電絕緣性。
5.3涂料選擇實(shí)例
在國內(nèi),西氣東輸工程中首次采用了減阻內(nèi)涂技術(shù),對(duì)于涂料的選擇采取國外標(biāo)準(zhǔn),即必須符合APl RP 5L2和GBE/CM2標(biāo)準(zhǔn)的要求。為了更結(jié)合本項(xiàng)工程實(shí)際,設(shè)計(jì)人員參照美國AL-LIANCE管道編制了有關(guān)內(nèi)涂涂料的技術(shù)規(guī)格書。由于西氣東輸外部防腐層采用三層PE,考慮到與外防腐層的關(guān)系,有的施工單位可能采取“先內(nèi)后外”工藝,所以對(duì)內(nèi)涂涂料有了耐熱的要求。
內(nèi)涂的涂料由帶有顏料的環(huán)氧樹脂、固化劑、溶劑等組成,按標(biāo)準(zhǔn)要求,供貨商應(yīng)提供有關(guān)涂料性能的資料和證明文件。另外,考慮到這是國內(nèi)第一次采用,沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),所以特別強(qiáng)調(diào)了涂料的使用業(yè)績。如果沒有這種成功的業(yè)績,則要求制造商提供產(chǎn)品通過嚴(yán)格和廣泛的實(shí)驗(yàn)室及短期現(xiàn)場試驗(yàn)的等效性能證明。對(duì)于涂料的包裝容器也做了能適應(yīng)各種等級(jí)道路運(yùn)輸?shù)囊蟆?br />
6.當(dāng)前世界知名的內(nèi)涂涂料
6.1 英國COPON EP 2306 HF涂料
英國E.WOOD有限公司位于英國北約克郡,技術(shù)人員約占70%,已有110年歷史,其主要產(chǎn)品為各種類型的保護(hù)涂料,石油領(lǐng)域的涂料只為其中的一部分。COPON管道涂料開發(fā)于20世紀(jì)50年代,是管道減阻內(nèi)涂涂料的先驅(qū),如今在世界范圍內(nèi)已有100000km的內(nèi)涂業(yè)績,并有40年的成功應(yīng)用的跟蹤記錄。
作為天然氣管道減阻內(nèi)潦涂料,E.WOOD有艱公司的主要產(chǎn)品是COPON EP2306HF涂料。它是一種雙組分液體環(huán)氧樹脂,專門用于天然氣管道內(nèi)壁,具有較好的施工特性和優(yōu)良的防腐性能,化學(xué)穩(wěn)定性極好,可承受各種化學(xué)介質(zhì)的浸泡,固化后的覆蓋層能承受清管的考驗(yàn),在壓力下水壓起泡和氣壓起袍試驗(yàn)均無問題,完全可以滿足APl RP 5L2和GBE/CM2標(biāo)準(zhǔn)的要求,極大地改善了氣體的流動(dòng)性,提高輸氣效率。
該涂料主要特點(diǎn)是:
類型:雙組分觸變型;
光澤:半光;
顏色:紅色;
固體含量;52%;
表干(20℃):1h:
實(shí)干(20℃):4h:
相對(duì)密度(混合物):1.25:
該涂料的一次成膜厚度為:65~80μm。
按照美國API標(biāo)準(zhǔn)的要求,COPON EP2306HF涂料的性能列在表3-9~表3-13中。涂料的理論涂布率可按下式計(jì)算:
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表3-9 單組分的物理性能
組分 | 物理性能 | 數(shù)值 | 方法 |
基料 | ? | 5.897kg | ASTM D 1475 |
固化劑 | ? | 4.545kg | ASTM D 1475 |
溶劑 | 餾程 | 117~185℃ | ASTM D 1078 |
基料 | 餾程 | 130~240℃ | ASTM D 1078 |
固化劑 | 餾程 | 120~200℃ | ASTM D 1078 |
涂覆料 | 餾程 | 120~220℃ | ASTM D 1078 |
基料 | 沉淀 | 10 | ASTM D 1039(試驗(yàn)) |
ASTM D 869(報(bào)告) |
固化劑 | 沉淀 | 10 | ASTM D 1039(試驗(yàn)) |
ASTM D 869(報(bào)告) |
表3-10 混合組分的物理性能
物理性能 | 數(shù)值 | 方法 |
固體體積 | 48% | API RP 5L2之附錄1 |
細(xì)度(Hegman) | 6 | ASTM D 1210 |
粗顆粒 | 200目篩全部通過 | ASTM D 185
(除使用乙基乙二醇正單丁基醚作清洗液) |
表3-11 稀釋后涂料的物理性能
物理性能 | 指標(biāo) | 允許范圍 | 方法 |
流動(dòng) | 在豎直平面上涂覆時(shí),沒有不均勻現(xiàn)象產(chǎn)生 | 在豎直平面上涂覆時(shí),沒有不均勻現(xiàn)象產(chǎn)生 | 在鋼板上噴涂,溫度分別為10℃,37℃,66℃,涂覆后形成的干膜厚度最小為76μm |
適用期 | 8h | 黏度值最大增加100%,8h,25℃,250g樣品 | ASTM D 1200 |
黏度 | 90s | ±5s | ASTM D 1200,4號(hào)Ford杯測試,25℃ |
表3-12 實(shí)驗(yàn)室涂覆的玻璃試片性能
測試 | 指標(biāo) | 測試方法 |
針孔(濕膜) | 無針孔 | API 5L2附錄7 |
針孔(干膜) | 無針孔 | API 5L2附錄7 |