从国内外的应用概况、优点与应用效果、经济效益以及内涂层工艺设计过程中应该注意的问题等方面进行详尽的介绍,认为应该对输气管道内涂层技术等众多技术问题进行深入研究和论证,合理开发和利用天然气,有效延长长输管道的使用寿命,提高综合经济效益和社会效益。

  我国天然气资源主要集中在中西部地区,而广阔的天然气市场则主要分布在东部地区,为解决这一问题,我国开始了西气东输工程的建设。对如此重大的工程,有许多技术问题值得认真探讨和论证。
  腐蚀是长输管道的大敌,是导致管道穿孔泄露的重要原因。
  管道的运行实践表明,如果在对管道采用正确的防腐蚀措施,腐蚀破坏是可以降低的。
  一、国内外输气管道内涂层的应用概况国外输气管道内涂层的应用概况在20世纪50年代初期,作为输送非腐蚀性天然气的干线输气管道就已经开始使用内涂层。1959年首次发表了分析内涂层大口径管道改善流动增加输量的理论和效果的现场试验报告。
  目前世界范围内,输气管道内涂层技术的应用实例有很多。例如:1973~1983年间修建的阿尔及利亚-意大利跨越地中海的管道,选用了环氧树脂进行内涂层;1984~1990年间,英国北海天然气管道采用内涂层的达1746kn国内输气管道内涂层的应用概况四川盆地蕴藏着丰富的天然气资源,但其中大部分是含1128、0)2的酸性天然气。从开发生产三十年以来,因腐蚀问题曾发生过数十起管道爆破事故。例如:付家庙-纳溪<!>720x8mm的输气管道,投产两年便先后发生了11次爆破事故。为了控制腐蚀,曾采用了加强脱水、脱硫、加注缓腐蚀剂、采用抗硫钢材等措施,取得了一定的效果。为了进一步控制腐蚀在管道内壁采用了内涂层技术,由于在含的酸性天然气环境中,普通的防腐涂料的防护效果不理想,因此耐的专用防腐涂料的研究与开发具有特别重要的意义。
  二、工艺设计过程中应注意的几个问题由于输气管道采用内壁覆盖层后不但可以减少内腐蚀,还可以降低管道内壁粗糙度,因而可以减阻和提高输气能力。随着“西气东输”管道工程的建设,对于天然气长输管道是否采用内壁覆盖层的问题,已经引起各方面的关注和讨论。
  内壁粗蒺度的影响管道内壁的粗糙度,是造成摩阻的主要因素,如果降低管道内壁的粗糙度,将降低摩阻增加输气量。
  实验证明管子粗糙度一般在20~40/im,如果采用内涂层后粗糙度变为6.4/xm,则流量可提高11.5%~ 20.1%.当钢管内壁采用环氧或稀酸树脂覆盖层时,钢管内壁粗糙度相对于新钢管可以减少60%以上。
  对其他几个方面的影响输气管道采用内涂层后,钢管的内壁粗糙度将减小,水力摩阻系数将随之减小。输气管道管输流量和水力摩阻系数之间有如下关系管道的管输能力会随着水力摩阻系数的减小而增大。
  如果在输气量和终点压力不变的情况下,管道的起点压力将随着水力摩阻系数的降低而降低。由于起点压力的降低,首站的压缩机功率将减小,增压站的站间距可以加长,从而减少增压站的个数,节约投资。
  流动阻力的减低固然是内涂层的基本效能,但并非全部。如果仅从工艺的角度计算出摩阻系数的缩减率,作为内涂层的选用依据,显然是不充分的。
  事实上,其减阻之外的效能也会带来不小的效益。另外,采用内涂层的管道需要增加的资金投人也是一个决定因素。应该通过实例分析,借鉴国外类似工程的经验,对管道工程的经济效益做出综合评价。
  干线输气管道应用内涂层的具有以下优点:有助于管子内表面的目视检;减少沉积物,改善清管效果,减少环境污染;减少维修量,延长管道和阀门及管件的寿命。
  管道内涂层的最基本效能,是减少气体流动摩擦阻力,但其他几个突出作用也不可忽视。首先是防止管道储存期的内壁腐蚀,一般钢管出厂后不会立即使用,到铺管时往往要经历在大气中数月的暴露。
  据有关介绍,新钢管内壁绝对粗糙度约为13~19/n,在大气中暴露6个月后变成25~32/im,24个月后则可篼达45-51/Lun.而具有内涂层的钢管可以长期储存,绝对粗糖度可保持在4~8Mm.其次借助于内涂层的光泽,可以方便的进行内壁目视检,容易事先发现缺陷,避免或减少运行使用中的事故。
  内涂层作为一项颇具优越性的应用技术,其关键技术在于涂料和涂敷作业两个方面,涂料的性能和涂敷作业水平是这项技术推广应用的前提。
  针对干线输气管道减阻的内涂层,合适的内涂层应该具备以下特性:机械性能(耐磨性、抗冲击性)好;涂料本身的涂敷性能还应该尽量满足涂敷工艺(尤其是机械化喷涂)的要求,例如合适的粘度、流动性能、适用期、固化时间等等。一是干线输气管道要求尽量减少杂质,保证气质清洁,防止过滤器堵塞,所以内涂层的附着力应相当高,并且能够长期保持,否则因脱落反而会导致杂质的增多;二是天然气管道运行压力高且变化大,这就要求内涂层应具有很好的耐压性能,在突然失压时不起泡、不脱落;三是为避免涂敷施工时损坏外防腐层,内外涂层的涂敷工序往往是先内后外,内涂层必须能够耐受施工时必然要经历的230~25(:高温而不失效,这就提出了内涂层的耐高温问题;四是内涂层的光滑表面要有足够的硬度和很好的耐磨性能,能够经的起气体乃至清管器的冲刷磨蚀;五是输气管道内壁可能接触含有的酸性天然气和注人的一些化学品(缓蚀剂、脱水剂、加味剂等),这就要求内涂层的抗化学性能要高于一般的外涂层。
  关于内涂层的涂敷施工,在国外已经有数万公里的干线输气管道应用了内涂层,其涂敷施工作业水平是不言而喻的。涂敷施工可分为现场施工和工厂预制两大类型,两种类型各有优缺点和所适应的工程情况。
  根据目前掌握的资料可以看出,国外干线输气管道应用内涂层已经比较广泛,以提高流动效果为。目的,同时获得多方面的效益。内涂层技术在涂料和涂敷施工作业两方面都比较成熟,足以满足长距离、大口径管道的需要,因此在“西气东输”管道工程中使用内涂层技术具备条件。
  设计过程中要注意以下几个方面的问题:管道内壁粗糙度的选择、水力摩阻系数的计算、管输能力、起点压力、压缩机功率、增压站站间距、经济评价等。关键是管道内壁粗糙度的选择,应在广泛调研究和实际实验数据的基础上,通过专家论证后,谨慎选取。
  专家建议在当前天然气大开发西气东输“管道工程大建设的时期,认真研究和汲取国外内涂层技术和应用的经验,肯定大有裨益。