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《材料延壽》Part1第四章:鋼質管道內壁腐蝕與久久久2019一本高清層

日期:2017-8-16 9:43:58 / 人气:111

管道內壁腐蝕與介質的化學性質、溫度、壓力、流速有關,介質中所含的酸、堿、鹽和其它化學物質與管道內壁發生化學和電化學反應,直接腐蝕管道。化工廠、煉油廠、油田汙水中所含的油和溶劑會使內塗層溶脹、溶解,使其降低久久久2019一本高清性能。介質的流速和固體顆粒的磨損會加速塗層的破壞,介質溫度升高會增加介質的腐蝕性,而且使內塗層變軟,降低機械強度,失去粘結力,降低電性能,加速塗層老化。所以要根據介質的上述性質、狀態,設計選擇塗層的材料、塗層結構和塗層厚度。爲了更合理更經濟的選擇塗層,輸水管道應分爲輸送常溫普通水和輸送油田、煉廠的含油、含化學添加劑、含酸堿鹽而且帶有一定溫度的工業汙水兩類,對後者的久久久2019一本高清層需要提高等級並有某些特殊要求。

4.1常溫普通水管道內久久久2019一本高清層

4.1.1 内腐蝕環境

本節鋼質輸水管道輸送的是飲用水、江河水、海水、湖水和生活汙水,溫度爲常溫,流速處于層流速狀態。

4.1.2 内腐蚀等级

根據上述輸送介質的化學性質和物理狀態,內腐蝕等級可分爲弱腐蝕、中等腐蝕和強腐蝕三個等級,見表4-1。

4-1  腐蝕環境和久久久2019一本高清層等級

腐蝕環境

輸送介質

久久久2019一本高清層等級

弱腐蝕環境

江河水,湖水、地表水、飲用水

普通級

中等腐蝕環境

海水、鹽堿地區湖水、生活汙水、回收中水

加強級

强腐蝕環境

工業汙水、鹽湖鹵水、鹽堿水、酸性水質

特加強級

 

4.1.3 内久久久2019一本高清层要求

管道內久久久2019一本高清層有兩個功能,一是久久久2019一本高清,二是減阻。管道內久久久2019一本高清層的要求與外久久久2019一本高清層基本相同,見本書第三章3.1.3节,包括:电性能、机械性能、稳定性、抗微生物破坏性能、施工工艺性能、经济指标和低碳、节能环保要求。因管内有流动的液体,液体中含固体颗粒,管内衬层要抵抗固体颗粒的磨蚀,要有一定的耐磨性能,其测试方法包括国标GB/T 1768-1979《漆膜耐磨性測定法.》和國際標准ASTM D969-93《路标漆渗色程度的实验室試驗方法》。内衬层要有减阻作用,随着表面粗糙度的降低,摩擦系数也相应地减小,摩擦系数降低的比率随着雷诺数的增加及管径的减小而增加。管径对减小摩擦系数的影响,随着雷诺数的增高而有所减少。当雷诺数在105107時,摩擦系數的變化最大。內表面粗糙度爲4.5μm的工業管道內塗後可提高液態介質輸送能力22%,輸氣管道則是24%,在相同輸量下液體壓降低將減少33%,或者可縮小管徑8%。管道內塗襯將帶來減少輸送能耗、增加輸量、縮小管徑等經濟收益。

4.1.4 内久久久2019一本高清层的种类与标准

管道內久久久2019一本高清層主要有環氧類、聚氨酯類、水泥砂漿和聚合物砂漿襯裏。

早在1957年,美國天然氣協會(AGA)進行了一項稱爲NB14的天然氣管道內表面塗層研究,對38種不同類型的用于天然氣管道內塗層的材料進行了對比和篩選,最後得出結論,環氧樹脂塗料最優異。環氧樹脂塗料是以化學鍵與金屬結合,粘結力大,塗層堅硬,柔韌性好,抗滲透性強,耐水、耐溶劑性好,化學性質穩定,耐酸堿鹽侵蝕,收縮率低、熱膨脹系數小,可常溫施工,施工工藝簡便易行(詳見第7章7.10節液體環氧塗料久久久2019一本高清層)。

目前尚無用于管道內久久久2019一本高清的液體環氧塗料國家標准,有中石油行業標准SY/T 0457-2010《钢质管道液体环氧涂料内久久久2019一本高清层技术标准》,但此标准是针对石油化工行业较严酷的腐蚀情况而制定的。在油田、炼厂、石油化工厂的污水中含有石油、石油制品、苯类和氯化烷烃,这些物质会溶解、溶胀有机涂层。在污水中还含有在酸洗、碱洗工艺汇总产生的酸、碱、盐及各种化学添加剂。若生产车间和装置出现生产事故,还会有高温的油品和有机化工产品排入污水管网。因此提高了管道内涂层的久久久2019一本高清性能。若在输送常温普通水质、生活污水、海水等情况下,选用此标准会过度提高涂料的成本,提高涂层的造价,不适当地增加工程投资,不宜采用。美国国家标准协会/美国自来水厂协会的ANSI/AWWA C210-07《钢质水管道液体环氧内外久久久2019一本高清层》比较全面科学地制定了输水管道液体环氧涂料的技术要求,经济实用,完全适合与我国的普通输水管道。

ANSI/AWWA C210-07部分内容摘录:

 

a)本標准特別說明

本標准對供水工業提供選擇和評定用在自來水供水工業系統的液體環氧塗料的指導原則,並對在自來水供水工業鋼質水管道使用的襯裏和塗層設定最低要求。

當輸送水的含沙量或流速超過通常水平時,建議此標准的使用者考慮增加內襯層厚度,或用水渠代替。

如果預計已經塗敷的管子會在地面上存放相當長時間,應采取措施使塗層不受紫外線和大氣、環境及其他條件的影響發生降解。

b)塗料和襯裏結構

① 一层双组份化学固化的環氧底漆和一层多多层不同型号的双组份、化学固化的环氧面漆。

② 两层或多层同型号的双组份、化学固化的环氧涂料,在此情况下,第一层可认为是底漆。

③ 单层、双组份、无溶剂、化学固化的环氧涂料。

c)液體環氧塗料

本標准使用的塗料是呈液體狀態、化學固化的環氧塗料。固化劑可以是胺類、胺加成物、苯甲氨基醇、聚胺類或其他環氧固化劑。環氧樹脂可以用煤焦油、酚醛樹脂或其他改性材料進行改性。用在底漆和面漆的材料應由同一生産廠生産。

d)塗層厚度

外塗層和襯裏的最小和最大幹膜厚度(簡稱DFT)由用户规定。最小幹膜厚度应 为406μm(14 mils)

e)內久久久2019一本高清層要求

在固化後、埋地前,塗層體系應是一個連續的塗膜,沒有針孔,沒有第5.1節所描述的缺陷,並應通過第5.1.5條的電檢測。

f)塗敷管內久久久2019一本高清層檢驗

 

在車間或現場塗敷的環氧塗層體系的檢測試驗要求

試驗項目

最低要求

試驗方法

電檢測(針孔)

2500V

見5.1.5

粘結性

a. ASTM D 3359(A法)

b. ASTM D 4541

 

4A級

800psi(5.5MPa)

 

見5.1.6

見5.1.6

幹膜厚度

16mils(406μm)

見4.3.2.1和5.1.4

 

 

 

 

 

g)實驗室塗敷試件檢驗

在實驗室塗敷試件的檢測試驗要求

試驗項目

最低要求

最高值

試驗方法

浸泡試驗(液下和氣相)(30d)

a. 脱离子水

b.1%(w)硫酸溶液

c. 1%(w)氢氧化钠溶液

 

通過

通過

通過

見5.2.1.1

陰極剝離

剝離半徑9.53mm

見5.2.1.2

h)塗敷施工

優先使用無氣噴塗法或離心葉輪式塗敷機。

用于管道内久久久2019一本高清的液体环氧涂料品种很多,涂料中成份不同,价格不同,性质也有差异,用途上各有侧重,如环氧煤沥青主要用于污水、海水、工业用水,环氧钛白漆、環氧陶瓷用于飲用水、江河水,环氧玻璃鱗片用于酸、碱、盐水等强腐蚀性水质。根据水质的性质,选择普通級、加強級和特加強級结构,见表4-2、表4-3和表4-4。

4-2  普通級久久久2019一本高清层结构

應用範圍

方案

塗層種類

塗層結構

遍數

每遍厚度

(μm)

合計用量(kg/㎡)

弱腐蝕環境

普通水

中水

(40℃以下)

1

溶劑型環氧煤瀝青塗料

①環氧鐵紅底漆

1

≥40

0.15

②溶劑型環氧煤瀝青塗料

4

>80

0.8

總厚度>400

2

環氧陶瓷塗料

(黑色)

環氧陶瓷塗料(黑)

1

>400

0.8

總厚度>400

弱腐蝕環境

飲用水

(40℃以下)

1

溶劑型環氧钛白漆(無毒型)

①環氧鐵紅底漆

1

≥40

0.15

②溶劑型環氧钛白漆

4

>80

0.8

總厚度>400

2

環氧陶瓷塗料

(白色、無毒)

環氧陶瓷塗料(白)

1

>400

1.0

總厚度>400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-3  加強級久久久2019一本高清层结构

應用條件

方案

塗層種類

塗層結構

遍數

每遍厚度(μm)

合計用量

(㎏/㎡)

弱腐蝕水質

(40~80℃)

1

溶劑型環氧煤瀝青塗料

①環氧鐵紅底漆

1

≥40

0.15

1. 5

②溶劑型環氧煤瀝青塗料

6

>80

總厚度>600

2

環氧玻璃鱗片塗料

①環氧鐵紅底漆

1

≥40

0.15

②環氧玻璃鱗片塗料(含环氧煤沥青玻璃鱗片涂料)

4

>100

0. 8

③環氧清漆

1

≥60

0.15

總厚度>500

3

環氧陶瓷

環氧陶瓷塗料

1

>600

1.2

總厚度>600

中等腐蝕條件

(40℃以下)

1

厚浆型環氧煤瀝青塗料

①環氧鐵紅底漆

1

≥40

0.15

②厚浆型環氧煤瀝青塗料

4

80~120

0. 8

總厚度>600

2

環氧玻璃鱗片塗料

①環氧鐵紅底漆

1

≥40

0.15

②環氧玻璃鱗片塗料(含环氧煤沥青玻璃鱗片涂料)

4

>100

1.0

③環氧清漆

1

≥60

0.15

總厚度>500

3

環氧陶瓷

環氧陶瓷塗料

(雙組份噴塗)

1

>600

1.5

總厚度>600

 

4-4 特强级久久久2019一本高清层结构

應用條件

方案

塗層種類

塗層結構

遍數

每遍厚度(μm)

合計用量

(㎏/㎡)

强腐蝕環境(40℃以下)

1

无溶剂環氧陶瓷塗料

无溶剂環氧陶瓷塗料

1

>1000

2.5

總厚度≥1000

2

无溶剂環氧玻璃鱗片塗料

①環氧鐵紅或環氧富鋅底漆

1

≥40

0.15

②无溶剂環氧玻璃鱗片塗料(含环氧煤沥青玻璃鱗片涂料)

1

>1000

2.2

③環氧清漆

2

≥60

0.15

總厚度≥1000

2)熔結環氧粉末久久久2019一本高清層

用高分子環氧樹脂制成固體粉末塗料,噴塗在加熱後的鋼管上,環氧粉末受熱後熔融,並發生固化交聯反應,形成久久久2019一本高清層。其技術要求詳見中國石油天然氣集團公司編制的SY/T 0442-2010《钢质管道熔结环氧粉末内久久久2019一本高清层技术标准》。

3)聚氨酯類塗料

聚氨酯類塗料根據配方的化學組成分爲聚脲、聚氨酯(脲)和聚氨酯塗料。其技術要求見中國石油行標SY/T 4106-2005《管道无溶剂聚氨酯涂料内外久久久2019一本高清层技术规范》。

4)水泥砂漿內襯層

鋼管、鑄管的水泥砂漿內襯層與管內壁緊密結合,耐沖擊性能很高,不易損壞,不僅給管內壁提供了物理性屏障,使水與管內壁隔離,還給管表面提供久久久2019一本高清蝕的化學環境。水泥砂漿含氫氧化鈣,是強堿性,PH值在12~13之間,在如此高PH值環境下,鋼鐵表面形成氫氧化鐵保護膜,使表面鈍化,減緩和防止腐蝕的發生。

當輸送含Cl-SO42-CO32-HCO-等離子濃度高,水質偏酸性的情況下,水泥砂漿內襯將被腐蝕、碳化,失去對鋼鐵的保護作用。水泥砂漿被腐蝕、脹裂、破壞的原因詳見3.6章鋼筋混凝土管防護。近年來,國內外采用水泥砂漿中加入高分子樹脂或在水泥砂漿表面再塗液體環氧對水泥砂漿進行保護。

采用水泥砂漿襯裏,尤其是聚合物水泥砂漿襯裏是防止水管線內腐蝕的最常使用的方法,技術標准包括:國家標准《球墨鑄鐵管水泥砂漿離心法襯層一般要求》(GB/T 17457-98),石油行业标准《钢质管道水泥砂浆衬里技术标准》(SY/T 0321-2000)。

5)聚合物砂漿襯裏

輸送鹽水、海水、酸堿汙水不能采用水泥砂漿襯裏,介質中的SOClCOHCO等離子會浸蝕水泥砂漿,造成管道的腐蝕。在水泥砂漿中加入聚合物配制成聚合物砂漿,增加了抗水性能,塗層密實、粘結力大、機械強度高,耐腐蝕。中國秦山核電站三期工程海水管道采用聚合物砂漿襯裏,增加了抗蝕能力,滿足電站安全運行40年的要求。上海金山石化總廠DN1800mm輸送海水管道,采用有機矽聚合物砂漿,運行25年,完好如初,而用普通水泥砂漿,僅10年就腐蝕剝落,鋼管穿孔漏水。

在水泥砂漿中加入水溶性聚合物、水乳化型聚合物、環氧樹脂、有機矽聚合物等都可配制出聚合物水泥砂漿,在攪拌機中按比例充分混合,攪拌均勻。得到較好塑性、致密的漿料,噴塗施工。有機矽聚合物改性砂漿的結構成份和配比見表4-5(据AWWA C 205标准)。

4-5 有机硅聚合物改性砂浆成份配比

材料名稱

質量比

525矽酸鹽水泥

100%

D504聚合物

2%~2.5%(按固體含量)

水溶性有機矽

0.5(按3%溶液)

细砂粒(级配按AWWA C 205)

150%~300%(砂灰比1.5:1~3:1)

水(生活用水)

32%~50%(視實際坍落度)

粉煤灰(優質超細級)

20%~57%(英國設計)

用低分子環氧樹脂配制成樹脂砂漿、用噴塗機噴塗,制成粘結力大、機械強度高、光滑致密、久久久2019一本高清性能極強的聚合物砂漿襯裏,可以在鋼管、鑄管內作襯裏,噴塗車可在現場施工。

 

4.2 含油热水管道内久久久2019一本高清层

 

中石油行業標准SY/T 0457-2010 《钢质管道液体环氧涂料内久久久2019一本高清层技术标准》是针对石油化工行业的使用要求编制的,对内久久久2019一本高清层性能提出了较高要求。

SY/T 0457-2010部分内容摘录:

 

a)適用範圍:用于輸送溫度不高于80℃的原油、天然氣、水的鋼質管道內久久久2019一本高清層的設計、施工與驗收。輸送成品油的鋼制管道內久久久2019一本高清層也可參照本標准執行。

b)内久久久2019一本高清層等級及厚度

 

内久久久2019一本高清層等級

幹膜厚度(μm)

普通級

≥200

加強級

≥300

特加強級

≥450

 

c)液體環氧塗料性能指標

 

項目

性能指標

試驗方法

底漆

面漆

溶劑型

无溶劑型

溶劑型

无溶劑型

黏度

(塗-4黏度計,25±1℃),s

≥80

≥80

GB/T 1723

細度,μm

≤100

≤100

≤100

≤100

GB/T 1724

幹燥時間

(25℃±2℃)

表幹,h

≤4

≤4

≤4

≤4

GB/T 1728

實幹,h

≤24

≤16

≤24

≤16

固體含量,%

≥80

≥80

GB/T 1725

≥98

≥98

SY/T0457附錄A

耐磨性

(1000g/1000rCS17輪),mg

≤120

≤120

GB/T 1768

注:對無溶劑環氧塗料,可采用底面合一型塗料。

 

d)液体环氧久久久2019一本高清层性能指標

 

項目

性能指標

試驗方法

外觀

表面應平整、光滑、無氣泡、無劃痕

目測或內窺鏡

硬度(2H鉛筆)

表面無劃痕

GB/T 6739

耐化學穩定性

(常溫,90d)

(圓棒試件)

10%NaOH

久久久2019一本高清層完整、無氣泡、無劃痕

GB/T 9274

10%HSO

3%NaCl

耐鹽霧性(500h)

1級

GB/T 1771

耐油田汙水(80℃,1000h)

久久久2019一本高清層完整、無起泡、無脫落

GB/T 1733

耐原油(80℃,30d)

久久久2019一本高清層完整、無起泡、無脫落

GB/T 9274

附著力,MPa

≥8

GB/T 5210

耐彎曲(1.5°,25℃)

塗層無裂紋

SY/T 0442-2010附录E

耐沖擊(25℃),J

≥6

SY/T 0442-2010附录F

 

 

 

 


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