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海洋石油平台工艺管线内涂FBE补口技术,深圳资讯网,szftx.com
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海洋石油平台工艺管线内涂FBE补口技术
2021年07月08日    阅读量:3538    新闻来源:深圳资讯网 szftx.com  |  投稿

引 言

熔结环氧粉末涂层(Fusion bond epoxy coating,简称FBE)是一种以空气为载体进行输送和分散的热固性重防腐环氧粉末涂料, FBE与金属表面以化学键方式牢固结合,涂层坚硬、光滑、输送流体流动阻力小,耐磨、耐弯曲、耐化学腐蚀性优良,具有较强的抗阴极剥离能力等优点。另外,FBE施工过程中,不会产生废水、废气和固体废弃物,是一种环保型涂料。


目前FBE在国内外已广泛应用于供水、通风、化工、石油钻杆等多个专业领域,经过不断的发展完善,这项技术已经走向成熟涂料在线coatingol.com。在国内海洋石油平台中的部分管线系统中,同样也采用了内涂FBE的防腐形式。


但由于FBE的固有特性,FBE的设计、施工、检验等环节均需高标准要求才能保证涂层不易失效。通常,FBE失效的原因主要有以下几种:①涂料质量原因:为了降低成本而在生产环氧树脂中添加一定比例的价格较低的聚酯中间体,以次充好导致涂层失效;弃用材料价格比较高的改性环氧,以低代高导致涂层失效;运输和贮存时粉末涂料结块、吸潮、变质导致涂层失效;②施工质量原因:基材表面处理不达标,包含但不限于清洁度、除锈等级、锚纹深度、油污、焊道处理等不满足要求而导致涂层失效。FBE的涂敷工艺,厚度、尤其是固化工艺的控制不满足标准要求或粉末厂家推荐,不完全固化或过固化等导致涂层失效;③涂料选择原因:未按照所服役的基材和环境合理选择环氧粉末的类型而导致涂层失效。


上述这些均属于常见的FBE设计和施工问题。目前有很成熟的标准和体系可以解决,可以保证FBE的质量。但是对管线在总装现场如何较好地进行管线补口问题的研究相对较少且薄弱。若是管线补口质量不佳,则补口位置极易发生腐蚀,尤其是大阴极小阳极的电偶腐蚀。该部位的局部腐蚀易向纵深发展,导致在补口位置发生腐蚀穿孔,造成泄露。所以在总装现场有局限的施工环境、工机具、施工窗口等客观因素的制约下,补口的相关技术成为研究的重中之重。


1 海洋石油平台工艺管线内防腐FBE


作为海洋石油平台工艺管线内防腐的一种解决形式,FBE被越来越多地使用。但是工艺管线与长输管线不同,工艺管线的管径更小,形式更复杂。相对于长输管线,海洋石油平台工艺管线应属于异型管,即非标涂敷管线。在进行FBE内涂时,由于喷砂、喷漆、加热等设备具体参数的限制,并不是所有组合类型的管线均能进行FBE内涂施工。需依据管线和管件的管径、长度、类型、壁厚、质量以及管线与管件的组合形式等信息,结合管线内涂的施工能力,进行管线施工设计,在管线预制时合理进行管线断管。若断管过多,会增加FBE的补口数量,严重影响FBE管线的整体性和质量,增加腐蚀风险。


2 内涂FBE常见补口方式分析


鉴于海洋石油平台工艺管线的特点以及涂装施工难度,内涂FBE的现场补口是关系到整体内涂质量的关键环节。现对以下几种常见的海洋石油平台工艺管线内涂FBE现场补口的方式以及优缺点进行分析。

  

2.1 焊接连接方式

焊接连接是最常见的一种连接方式,方法简单,易于操作。在管线组对焊接完成后需对焊缝位置进行涂层修复(见图1)。补口时需要将喷砂机和喷涂机等送至管线内壁焊缝处进行作业。目前,国内该种补口技术相对成熟,已经形成了一整套包含控制单元、喷砂单元、喷涂单元、检测单元等的设备。但是受制于内补口机尺寸等因素,内补口机不能进行小管径、弯管、大角度管线等的内补口,内补口机的应用受到严重的限制。


而海洋石油平台工艺管线,其管径小,管线走向多变且有一定角度,甚至垂直。所以若采用焊接连接方式,应尽可能减少现场焊接口,并将焊接口布置在易于施工的位置。这势必会对管线分布设计、分段设计、预制能力、总装能力以及内涂FBE施工方的施工能力提出了更严格的要求。同时,受制于焊接方式的局限性,项目投产后管线内部FBE很难检验和维修,这也会增加维保风险。

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图1  焊接链接方式示意图


2.2  法兰连接方式

法兰连接是一种常见的机械连接的方法(见图2)。采用法兰连接可以有效避免焊接所造成的内涂层破损,保证了内防腐涂层的连续,且施工效率较高。管线预制阶段将法兰提前焊接安装完成,待内涂施工完成后,在现场总装阶段只进行法兰对接的安装。这种安装方式简单,易于标准化和施工安排。但是法兰连接相比其他连接方式,会大大增加海洋石油平台的质量,这对浮式平台的质量控制的影响很大。受制于法兰连接的局限性,也会增加采用内涂FBE油气管线系统的泄露风险。同时,法兰的造价相对较高,会影响项目的整体成本。

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图2  法兰链接方式示意图


2.3  内衬夹套法连接方式

采用内衬夹套法链接方式的管线如图3所示。需在管线两端膨胀,即扩大管径(也可不进行膨胀处理,但会出现管线内径变径的情况)。待管线预制完成后对管线内表面进行FBE的涂装。在管线总装时,分别在对接口两端的管线端部膨胀口内安装内衬夹套。待内衬夹套安装完成后,再进行管线对接口的焊接。内衬夹套的材质可以为非金属也可以是金属的,比如玻璃钢或与管线相同的材质等均可。


内衬夹套方式设计精巧、强度高、耐腐蚀性能优异,易于安装,与管体配合紧密,理论上减少了泄露的风险, 可以减轻海洋石油平台的质量。但是在海洋石油平台工艺管线这种复杂的结构形式中应用较少,原因是管线和管件的公差要求和尺寸控制非常严格,并且在管线组对焊接完成后以及项目投产后管线内部的FBE很难检验和维修。

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图3  内衬夹套法连接方式示意图


2.4  耐蚀合金接头连接方式

采用耐蚀合金接头连接方式的管线,先在管线两端分别焊接耐蚀合金环,然后进行管线内涂FBE的施工,涂层需搭接在耐蚀合金环上,如图4所示。在管线组对连接时采用对应的耐蚀合金焊条焊接即可。该方法避免了现场涂层的补口施工,可以有效解决内涂FBE现场口的腐蚀问题。但耐蚀合金的成本相对碳钢等较高,需在项目设计阶段提前考虑管线布置,尽可能减少接头数量。


有的项目为了降低该部分成本,采用碳钢接头堆焊镍基合金的方式代替整体采用耐蚀合金的方法。耐蚀合金接头与FBE搭接位置的表面处理不宜采用钢砂,可以使用石榴石。但是采用石榴石进行表面处理后的粗糙度很难达到标准要求或者只能保证满足标准要求的下限值,且易出现夹砂的情况,夹砂无法彻底清除或避免。这些也会影响该重叠区域FBE的质量。而且耐蚀合金的现场口焊接相比碳钢,对焊接质量也提出了更高的要求。

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图4 内衬夹套法连接方式示意图


结 语

海洋石油平台工艺管线的防腐非常重要,而相对于外防腐可靠的技术相比,内防腐是一个非常薄弱的环节,尤其是现场口位置内防腐补口的质量是整个海洋石油平台工艺系统平稳运行的关键环节。本文介绍的几种海洋石油平台工艺管线熔接环氧粉末内补口方式仅为常见的几种,其各有优缺点,都存在一定的局限性。因此,研发一种能够彻底解决内补口,尤其是适用于海洋石油平台工艺管线内补口的技术是非常重要的,这就需要科研人员加大对内防腐补口技术的研究,并尽快将新的成果投入使用。


标签:工业涂料辅料与设备涂装应用技术中心粉末涂料防腐涂料船舶涂料涂装
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