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聚氨酯发泡保温钢管技术综述

2016-05-06  来自: 圣泽重工有限公司.. 浏览次数:346

聚氨酯发泡保温钢管,并对各种保温钢管的特性及其应用进亍了详尽的论述。
  1防腐管道技术概况对输池管线保温是降低能耗及保证矜道安全运行的要节段之管道所的保温村料,初为石棉灰硅藻土蛭石,后发展到矿渣棉玻璃棉珍珠岩等,这些材料的保温效果吸水性及施工条件等都不够理想。七十年代初,随着各种新材料的问世,原油管线开始采用硬质聚氨酯泡沫塑料保温,由于该种材料具有密度小比强高导热系数低成型工艺简单等特点,使其广泛地应用于油田的保温工程,在备类繁多的保温钢管中逐渐占据了主导地位。
  理地输油管线的实际保温效果能否达到预定指标,取决于保温层的防水他而聚氨酯发泡保温钢管的多孔性使其吸水性较强。硬脂聚,酷泡沫槊料虽然几有闭孔结构。
  但如果长时间处在定水压下,同样要吸水,因此,对这类聚氨酯发泡保温钢管耍外包防水层。内管道采用硬船聚4酯泡沫保温时使用的外防腐层主要有两种即石油沥出皮璃布防护层和聚乙烯夹克防护硬质聚氨舶泡沫硐料保温以外加油沥扉玻璃布防炉层的施工工艺为喷涂泡沫成型或模具成型后外缠石油沥青玻璃布,生产效率低,施工工艺落后,现在己较少使用。硬脂聚管中管成型和步法成型两种,随着两种施工工艺日趋成熟,生产效率高,从而使油田集输管线的保温几乎全部采用了硬脂聚氨酯泡沫塑料保温外加聚乙,夹克的结构。泡沫夹克保温体系的可靠性和安全性取决于接头补口部位是否可靠,国内先后采用了玻璃钢石油沥青玻璃布聚乙烯胶带。聚乙烯电熔补口套及聚乙烯热收缩带等补口材料。由于玻璃钢补口材料与聚乙烯夹克不匹配,目前己不使用。
  2保温结构及材料选择2.1保温层结构埋地钢制管道保温层是由防腐层保温层防护层组成的复合结构。防腐层是指防腐涂料或具有防腐性能的热熔胶层;保温层是指泡沫塑料层;防护层是指聚乙烯槊料以。
  防腐层材料及厚度由设计确定,但厚度不应小保温层厚度应采用经济厚度计算确定,但不应防护层厚度应根据管径及施工工艺确定,但不应小于1.2氨厉潘,厉,士潘如,碟幕,须雕灌潘12常用油气管道敷设方式及保温结构油气管道敷设方式通常采用架空管沟及直埋敷设。根据敷设方式的不同,所采用的保温及外护层材料亦不同,现分述如下2.2.1直埋敷设当温度小于100,时,钢管经除镑后,进行钢管面防腐,其防腐材料要求较高,目前广泛采用的涂料有氰凝0树脂及其它聚氨脂或树脂类涂料。聚氨酯发泡保温钢管采用较多的为聚氨脂硬质泡沫塑料,保温厚度般为304保护层多为油布沥青玻璃布环氧树脂玻璃钢10树脂玻璃钢,长输干线管道采用高密度聚乙烯夹克外护层。
  当温度大于100时,通常在钢管及聚氨脂泡沫塑料之间加层硅制品如微孔娃酸钙,但这也仅适用于短距离及站场内部管道。
  22.2青沟敷设该种敷设方式广泛用于站内管逍或跨越管段。钢管除锈后,刷防锈涂料,聚氨酯发泡保温钢管常采用水泥珍珠岩。微孔硅酸钙复;砬酸铝及岩棉或矿济棉制品等。再经捆乳固定后加外护层。外护层常采用沥青油毯玻璃布结构沥青玻璃布或环氧煤沥青玻璃布结构等。
  2.2.3架空敷设该种敷设方式仅适用于站场管道。
  钢管除锈后刷防锈涂料。聚氨酯发泡保温钢管常采用容重较轻的岩棉制品矿渣棉制品复合硅酸盐材料及制品等。保温层经捆乳固定后进行外防护。防护层采用较多的为镀锌铁皮铝六金板。近牢来铝箔玻璃钢也被广泛应用当输送高粘度介质时如原油重油,根据工艺要求亦采用保温加伴热结构,即在保温层与钢管之间布置蒸汽或热水伴热管或采用电热带。
  23材料2.3.1防腐涂料其性能如附着力柔韧性耐冲山强度等要符合要求。
  2.3.2采用的聚氨酯发泡保温钢管应符合如下系列条件和要求导热系数不大于0.12认7.1;除软质半硬质散状材料外,硬质成型制品的抗压,役不应小于0.293;在使用温度下性能稳定,聚氨酯发泡保温钢管制品的允许使用温度应高于介质温度。
  阻燃或不燃,水分含量小吸水性低,对金属无,经综合比较,合理选用。
  7高温介质的管道,经综合经济比较后,可选用复合材料。
  3国内外保温管的材料及结构3.1国内保温管道常用材料3.1.1防腐层钢管防腐层常用材料有3521型聚氨酗型防腐防水漆煤焦汕瓷漆防锈漆。汉树脂环氧粉末及氧树脂类涂队环茛煤沏青及热沥。
  3.1.2保温地上保温管逍多以岩拙玻璃棉水泥虫至石聚氨酯泡沫塑料等为主;埋地保温管道则主要以硬质聚氨酯泡沫塑料为主,输送介质温度较高的保温管道则般采用在钢管与聚氨酯泡沫之间加夹层微孔娃酸钙等的复合结构。
  3.1.3外保护防水层地上敷设管道多采用镀锌铁皮铝箔玻璃钢等。埋地管道则多为高低密度聚乙烯包覆层,俗称夹克。近来也有将高低密度聚乙烯综合起来使用做防护层的,俗称中密度聚乙烯。该种材料既有近似于高密度聚乙烯的强度,同时又具有低密度聚乙烯的初性,将者综合后的材料大大延长了材料有的使用了0树脂玻璃钢环氧树脂玻璃钢或改性石油沥青玻璃布等。整改整修的管道般采用环氧煤沥扉冷缠胶带煤焦you瓷漆等防水防腐村料。
  3.1.4补口材料根据统计,管道腐蚀的主要原因是由于地下水从管道补口处侵入保温层后,由电化学腐蚀引起的。但从近十几年来各油田的陆上保温管道的补口材料来看,过去主要采用冷缠带石油沥青玻璃布等,近年来,由于热缩制品的发展,多采用聚乙烯热收缩带聚乙烯热熔套等。针对补口是保温管道的关键环节,设十中般在管端采用辐射交联热收缩朴1防水帽,并在补口处钢管外壁采用加强防腐措施,采用的材料有加强煤焦you瓷漆加厚型3521型聚氨酯专用防水防腐漆环氧类防水材料辐射交联热收缩套带3.2国外保温管道结构及常用材料根据对国外保温管道检索资料分,国外保温管道常用的材料主要有以下几种类型1保温矜道的结构为输送钢矜防腐保诏混外尉户层,其保温层的村料为闭孔吧硬质泡沫塑料,地上管道保温层外的保护层般采用镀锌铁皮,地下管道保温层外的保护层般采用聚乙烯夹腐蚀作用。
  6相同温度范围内,所用的聚氨酯发泡保温钢管应是导热系数小密度小造价低,就地取材或就近取材,施;热收缩套和铁皮双重保护。目前保温管道的防护层采用缠绕法涂敷工艺使涂敷质量更佳,较其它涂敷工艺更经济。
  对管道采用导管倾倒岩石和砂石碎屑进行保护和保温。即对预先开挖管沟,对管线覆盖保温砂层和保护性岩石碎屑的保温保护方式。英国北海管道挪威的国家石油公司对近海油井出油管道采取这种保温保护方式证明,它是种有效的经济的保温方式。
  国外近年来用于保温管道的材料,除以上所述夕还有主要为岩棉制品矿渣棉制品硅酸盐纤维制品。
  玻璃棉制品等。这类材料造价低施工方便,工期短,结构简单。
  硅酸盐纤维制品硅酸铝毡保温绳陶瓷纤维纺织品。这类材料的特点是耐火保温,使用温度高,化学稳定性好,但价格较贵。
  玻璃棉及制品材料密度小,导热系数小,在日本使广泛。
  目前在这类材料基础上又发展出超轻量硅酸钙及超微粒子氧化硅。超轻量娃酸钙密度线收缩率防水性能添加增强材料等方面均优十普通硅酸钙制品它的导热系数仅是其它无机聚氨酯发泡保温钢管的1314.
  目前,国外发泡型聚氨酯发泡保温钢管分为有机发泡材料如酚醛泡,塑料聚氨酯泡沫塑料聚氯乙烯泡沫塑料聚异氰脲酯泡沫塑料等。它们都具有导热系数小吸水率低抗压强度高易于成型,方便施工等特4无机发泡塑料如发泡珍珠岩玻璃发泡体发泡水泥发泡粘土发泡蛭石水玻璃发泡体发泡陶瓷以及磷酸盐等外通过对无机发泡村利1的;发和研究这杩无机发泡材料有,代泡沫夹克聚试酯泡沫朔料聚氨酯发泡保温钢管的趋势;0复合泡沫材料如由树脂粘合玻璃泡沫而形成的种复合泡沫聚氨酯发泡保温钢管。异氰酸脂与碱金属桂酸盐类反应,可制成有机无机复合泡沫塑料。
  该类材料的da优点是泡沫结构非常坚固,抗压强度大和耐高温,其特点是密度大导热系数大价格。
  从上所述可以看出,管道聚氨酯发泡保温钢管从其类型上可由于多泡型聚氨酯发泡保温钢管具有导热系数小吸水率低抗压强度高及易于成型和便于施工等优点,在国外的油气管道保温中己经得到越来越广泛的应用。
  4保温管材料应用及其特性4.1防腐层符近防腐衬料选择应做到技术,靠层济合虬闪地幢,傲,训防腐材料站材能,范咖14.1.1石油沥青防腐涂料石油沥青具有良好的粘结力,屯绝缘性能好,吸水性低,化学稳定性强。并且成本低防腐效果好等优点,但石油沥青耐候性差,不耐阳光直接照射几械强度较低易受植物根系穿透和微生物侵蚀,因此适用于输送介质温度不超过80的埋地钢质管道。石油沥青外防腐管道不宜敷设在水下或沼泽及芦苇地带。
  4.1.2环氧煤沥青防腐涂料该涂料由环氧树脂煤沥青有机溶剂防锈剂和填料等组成。它不仅具有环氧树脂的高粘结力高机械强度耐化学介质侵蚀等性能,具有煤沥青优异的耐水性抗微生物抗植物根系等优点。其绝缘性能优良,能在各种酸碱盐水和油类中长期浸泡,使用温度在40,1之间。
  环氧煤浙青涂料是甲乙双组分涂料,并和相应的稀释剂配套使用环氧煤沥青抗紫外线性能差,涂敷施工要求严格,但具有抗植物根茎穿透的特点,般适用于管沟管道埋地管道。不宜用丹也上裸露管逍。
  4.1.3氯化橡胶防腐涂料氯化橡胶分为防锈底漆和各色面漆。它具有良好的耐侯性除锈性能,附着力良好,耐水和耐化学介质的腐蚀性等优点。它使用维修方便,漆膜基本无毒。氯化橡胶应采用厚浆型面漆,总的漆膜厚度应在200〃,1左右,用厂地上管线及管沟管线。
  4.1.4氯磺化聚乙烯防腐涂料闱磺化聚乙烯具有好的耐臭,和耐天候老化生耐酸碱盐类腐蚀性和耐水耐油抗寒等性能,其附着力强,柔韧性耐磨性好,漆膜干燥快和抗离子辐射性能强,般适用于地上管线。
  4.1.5丁0树脂防腐涂料10树脂防腐涂料主要是由10树脂及加入的增,剂固化剂稀释剂等组成。
  其主要特点是附着力强密封绝缘性好韧性和抗冲击性强涂膜无可在温度60150下长期使用。
  10树脂防腐防水涂料适用于钢质直埋管线或理分为多气层型和纤维型大类,俞。也保温管线的外保护层,倾用于常年在强烈日光照射场介使用的设施。如架空管线露天阽罐及设备的防腐蚀。
  41.6聚氨脂涂料其中的聚闱脂底漆广泛应于油气管道储罐及海洋条件中强腐蚀环境下钢结构及轮结构的防护。而聚氨脂面漆具有高光泽,保色性和保光性强。耐酸碱盐类腐蚀性4.2保温层4.21岩棉矿渣棉岩棉矿渣棉可加入酚醛树脂制成或直接贴面缝合成毡板带管壳缝毡贴面毯等各种制品。广泛用于架空敷设的保温油气管道,当用于地沟敷设时,应采用加强防水措施。
  4.22聚氨脂硬质泡沫塑料它足种发泡体保温钢管,广泛应用于地下直埋敷设保温油气管道,尤其是长输干线管道。
  4.2.3复方硅酸错复方硅酸铝棉又称陶瓷棉,是种具有绝热。耐火双屯功能的尤机纤维村料。它的要成分是氧化铝和氧化硅。主要用于架空高温管道,其使用温度为8001200 4.24复方硅酸盐保温涂料它广泛用于架空及地沟敷设的管道,因其适用于涂抹施工及对保温面的良好粘接性能,尤其适合于各种不规则保温面如管件阀门等,其温度适用范围为25,600 4.2.5膨胀珍珠膨胀珍珠岩琪制品坫较早较多在油气管道上应用的保温钢管,其温度使用范围为509,1对管沟敷设的各神管道尤为经济合理。
  4.2.6微孔硅酸钙微孔硅酸钙耐温达65,1较多用于地沟及架空敷设的各种保温管道,尤其是近年来和聚氨脂硬质泡沫塑料的配合使用,使其在高温直埋,得以广泛使用,4.3外防护层管道保温工程质量的好坏在很大程度上取决于防护层材料质量的优劣。由于目前采用的大多数保温钢管都具,定的吸水率。所以外防护层破坏,水很容易侵入保温层内部,此时保温层就失去了干态时的优良性能,导致热损失增大,管道加速腐蚀,管道运行就会偏离设工况,因此。外都很重视对防水防护材料的开发和选仙常用非金属防水防护层村料打4.3.1高低密度聚乙烯覆盖层国内俗称夹克聚乙烯是种超高分子聚合物,用聚乙烯作为聚氨酯发泡保温钢管的保护层,可以有效地阻止水向保温层的渗透,且这种材料的电绝缘性好,易于加工成型。用这种材料制成的防水保护夹克具有定的抗磨抗冲击抗撕国内外多采用聚乙稀作为防水防护层。
  聚乙烯分为高密度聚乙烯和低密度聚乙稀,它们均可用作防水防护夹克材料。者的不同点是高密度聚乙烯的拉伸强度断裂伸长率和耐老化性能优于低密度聚乙烯,而低密度聚乙烯的耐环境应力开裂性能优于,密度聚乙烯目前国外已有将高低密度聚乙烯共同混制成新材料国内亦称其为中密度,这种共混的新材料的性能优于两种单纯的聚乙烯原料,其密度介于者之间。
  4.3.2机砘怡水剂这站种合硅元素的有机高分子聚合物,它具有优异的防潮憎水耐温耐老化电绝缘阻燃及化学性质稳定等特点。并且易于力口工,用量少,般用于无机聚氨酯发泡保温钢管的防水处理。其处理方式有两种是面憎水,即将稀释到定浓度的有机硅憎水剂乳液涂刷在聚氨酯发泡保温钢管面,然后烘干;是整体防水,即将定量的有机硅憎水剂掺入聚氨酯发泡保温钢管内,使其以分子状态均匀分布在每个孔隙中,使保温制品形成整体防水体4.3.3模制聚氨酯夹克它1般用厂,1泡沫朔料保温管道。这种夹克是通过在保温层外面涂敷聚氨酯并使聚氨酯渗入泡沫保温块之间的缝隙而形成高,同这种夹克具似好的耐磨性能。

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