内涂层技术在滩海平台消防管道中的应用

乔向国，曹湘武

（中国石油集团海洋工程有限公司海工事业部，山东青岛 266555）

内涂层技术在滩海平台消防管道中的应用

乔向国，曹湘武

（中国石油集团海洋工程有限公司海工事业部，山东青岛 266555）

消防管道内壁喷涂环氧树脂粉末可使其与海水隔离，免受海水的腐蚀和泥沙的磨蚀，同时提高内壁的光滑度，起到减阻作用，延长管道使用寿命，提高输送能力。通过对内涂层管道进行分析，并与玻璃钢管道及热浸锌碳钢管道的性能做对比，采用了合理的涂覆工艺应用于浅海区域的海洋平台。

内涂层；海洋平台；消防管道；涂覆工艺

0 引言

消防管道的材质通常采用碳钢，为降低成本，消防水采用海水，由于海水中含有大量氯离子，对金属管道腐蚀非常严重，会缩短管道寿命，降低管道利用率。我国海域辽阔，不同的海域，水质、气候、海况差别很大，因此海洋平台消防管道的合理选材和合理选择防腐方法至关重要。现以冀东油田NP1-5和NP1-29海洋生产平台的消防管道为例，介绍内涂层技术在海洋平台消防管道中的应用。

1 冀东南堡海域特点及消防管道的选择

冀东油田NP1-5和NP1-29海洋平台位于河北省唐山市南堡海域，平均水深6.1 m，最低水位2.6m。平均气温10.5～11.0℃，极端最高气温37.2℃，极端最低气温-20.9℃。累年平均水温13.5℃，累年平均相对湿度为68%，平均相对盐度29.878‰。NP1-5工程主要包括2座井口平台，3座生产平台，NP1-29工程主要包括3座井口平台，1座生产平台。

南堡海域海水较浑浊，海水中生长大量贻贝、龙介虫、苔藓虫等海生物。这几座平台的消防泵位于最低水位下1 m多的位置，当泵启动时，由于接近海床，泵头附近的海水扰动会吸卷起海底泥沙、生物壳体或其他物质进入管道中，当海水高速流动时，对管道磨蚀很严重。如果采用镀锌管道，强烈的冲击作用容易对镀锌层造成划痕，使腐蚀速度加快。这几座平台所处位置属于滩海，处于连发式地震带上，加上海况复杂，四季温差变化较大，所以不适合用玻璃钢管道。因此这几座平台消防系统采用了内涂层碳钢管道。

2 内涂层管道及其防腐蚀性能分析

内涂层技术是近几年应用迅速的一种新型工艺，它是指在管道内表面涂上一层塑料粉末的涂覆层，可达到耐蚀、耐磨、自润滑性、高绝缘等性能。

内涂层材料常用塑料粉末涂料，它不含溶剂，且物料无毒，大大降低了对操作人员的危害。粉末涂料利用率高，由于涂料是100%的固体，可采用闭路循环体系，喷溢的粉末涂料可以回收，涂料利用率高达95%。粉末涂料涂装时厚度可以控制，一次涂装可达30～500 μm，减少了施工时间，节能、高效。

金属管道的耐腐蚀能力有限，特别是耐酸碱盐等强腐蚀介质性能差，而多数塑料对酸碱盐介质具有良好的耐蚀防腐性能。塑料粉末涂覆于金属管道内壁上，利用金属的强度和塑料本身的热固性、热塑性特性，形成满足要求的塑料涂覆层。因此，有塑料涂层的金属管道具有如下性能：其一，对无机酸碱盐、有机酸具有良好的耐化学腐蚀性；其二，低摩擦性、防黏性；其三，耐磨性、防滑性；其四，抗机械振动性等。

3 内涂层管道连接方法选择

（1）内涂塑管道采用焊接连接，焊口处需要进行现场补塑。缺点是：现场补塑比较繁琐；管道过长，不利于对管道中间的焊缝进行修补；海洋平台管道的弯头过多，生产厂家无法满足技术要求。

（2）内涂塑管道采用法兰连接，可以解决弯头过多、不便于加工的缺点，但在两个法兰之间的弯头不能超过2个，要保证涂塑厚度要求。优点是减少现场补塑工序，安装灵活，缺点是增加了法兰费用，增加了泄漏点。

经两者比较，增加的法兰费用不是很大，增加的泄漏点也可以通过技术处理来解决，所以我们建议采用法兰连接形式的内涂塑技术，见图1。

4内涂层涂覆工艺

这几座平台大于和等于D 76.2 mm的消防、海水管道采用内涂环氧树脂粉末防腐技术，利用环氧树脂与固化剂交联后成为大分子网状结构，从而得到不熔、坚韧而牢固的保护涂层。

4.1 加工工艺流程 （见图2）

图2 加工工艺流程

4.2 内表面处理

管道内表面处理是内涂前必做的工作，表面处理质量的好坏直接影响着内涂覆层的质量，是内涂层技术的关键工序。表面预处理前先清除管道内表面的油污、泥土、焊瘤、毛刺、棱角等，如管道内壁潮湿，可采用热风或加热方法驱除潮气，使内壁干燥。管道内表面处理宜采用喷 （抛）射除锈，除锈等级不低于Sa2级，除锈后用清洁、干燥、无油的压缩空气将钢管内部的沙粒、灰尘、锈粉等微尘清除干净。内表面预处理后至喷涂前不应出现浮锈；当出现返锈或表面污染时，必须重新进行表面处理。喷涂前，应预热钢管，驱除潮气，预热温度为40～60℃。涂装工作场所室内湿度不大于85%,钢管表面温度大于5℃且高于露点3℃。

4.3 涂装的加工与控制

滚动熔衬涂装的产品放在小车上推进加热炉进行加热，加热温度控制在280℃左右，然后出炉吊放到涂装平台上进行滚动熔衬，内涂覆的直管及管件端头全部涂覆。涂层要求平整光滑、均匀致密，已涂装的管道目测合格后应在15 min内进炉进行二次固化，固化温度应控制在250℃左右，此工序为稳定涂层的性能，使涂层平整光滑，增强涂层的附着力和韧性。涂覆后的管道进行自检，首先目测涂层表面，要求平整光滑、无起皮、无气泡、无粉瘤和其他缺陷。用磁力测厚仪测涂层厚度，符合工艺要求时进行精磨修整，合格后进行涂层检验。

4.4 涂层检验

按照ISO 2808标准中的方法6A或6B，使用Eddy电流或电磁技术的测厚仪进行涂层的厚度检测。为了确保质量，应在管子长度的1/4、1/2及3/4处的3、6、9、12点处进行至少12个点的厚度检测，涂层厚度应大于300 μm。漏点检测应使用可调高压漏点检测仪进行，对涂覆钢管的全部直径进行扫描测试，确认合格后标识并入库保存。

4.5 补伤及补口

对涂层缺陷可用局部修补的方法补伤，并按下列要求进行:

（1）缺陷部位的所有锈斑、污垢和其他杂质及松脱的涂层必须清除掉。

（2）将缺陷部位打磨成粗糙面。

（3）用干燥的布和刷子将灰尘清除干净。

（4）用环氧粉末生产厂家推荐的双组份环氧涂料进行局部修补。

5 涂覆工艺的质量保证和控制

为了使涂层更好地起到防腐蚀、防磨蚀作用，不仅要保证生产过程中的每一道工序质量，还要控制涂料的关键性能指标。其中涂料的黏度、固体含量、干燥时间、细度直接影响防腐层的质量。黏度太大，涂覆困难，涂覆不均匀或出现断续现象；黏度小了，涂覆后防腐层流淌，保证不了每次涂覆厚度。固体含量作为涂料的有效成分，是组成防腐层的主要物质，固体含量低，无效成分多，浪费大，防腐层的成本高，同时，为保证防腐层厚度，涂覆作业的次数就要增加，施工费用也相应增加。干燥时间太短，溶剂挥发不充分，防腐层表面容易产生气泡；干燥时间太长，施工日期也要增长。而涂料的细度大了，防腐层不光亮，呈现颗粒状粗糙表面，防腐层致密程度小，容易造成介质渗透。因此在施工时，要严格控制涂料的性能和指标，保证涂覆工艺和涂覆质量。

6 结束语

冀东油田NP1-5和NP1-29平台于2009年7月投入使用后，每个月都要运转消防系统，半年后对采用内涂层技术的消防管道进行检查，发现管道内涂层完好无损。随着海洋平台的发展和管道防腐寿命要求不断提高，内涂层技术作为新工艺在海上平台的应用不断增多，该技术将成为近海海洋平台管道内防腐的主要防腐方法。

［1］SY/T 0457-2000，钢制管道液体环氧涂料内防腐层技术标准［S］.

［2］SY/T 0442-1997，钢制管道融结环氧粉末内涂层技术标准［S］.

Internal Pipeline Coating Technique Applied for Shallow Water Offshore Platform

QIAO Xiang-guo（Offshore Engineering Fabrication&Construction Division of China National Petroleum Offshore Engineering Co.,Ltd.,Qingdao 266555,China），CAO Xiang-wu

Spraying epoxy resin powder onto the internal wall of fire fighting pipeline can isolate seawater and sediment from the internal wall to prevent seawater corrosion and sand abrasion．Furthermore， it helps to improve internal wall smoothness so as to reduce flow resistance,extend pipeline service life and enhance transport capacity．Through analyzing the internal coating and comparing its performance with those of glass fiber reinforced polyvinylcloride composite pipeline and galvanized steel pipeline，the reasonable pipeline coating process has been made and applied for shallow water offshore platform．

offshore platform；fire fighting pipeline；internal coating；coating process

TE988.2

B

1001－2206（2011）增刊－0085－03

乔向国（1982-），男，河北唐山人，助理工程师，2000年毕业于重庆科技学院，现从事海洋平台工艺管道加工设计工作。

2011-08-10