蔡 云

蚌埠新奧燃氣有限公司，安徽 蚌埠 233000

我國天然氣資源分布不均衡，我國大量的天然氣主要分布在中西部地區(qū)，而天然氣的主要使用市場則分布在東部地區(qū)，為了有效的解決這一發(fā)展難題，國家不斷的采取各項措施，以促進資源的平衡利用和發(fā)展，西氣東輸工程就是我國政策的一個重要表現(xiàn)點。西氣東輸是一項非常復(fù)雜的工程，它涉及的內(nèi)容很多，需要對其進行詳細分析和處理，其中管道的腐蝕問題一直是一項值得關(guān)注和探討的熱點話題，它是導(dǎo)致管道穿孔泄露的重要原因。實踐證明，對于管道的內(nèi)壁如果采取有效的措施，腐蝕破壞的程度是可以大大降低的，這對于新時期的發(fā)展是非常重要的。

1 國內(nèi)外輸氣管道內(nèi)涂層的應(yīng)用情況

在20世紀50年代初期，作為輸送非腐蝕性天然氣的干線運輸管道就已經(jīng)開始使用了內(nèi)涂層，內(nèi)涂層技術(shù)的使用使得運輸效果大大提升，管道使用壽命大大提高，受到了人們的普遍歡迎。在1959年首次發(fā)表了分析內(nèi)涂層大口徑管道改善流動增加輸量的理論和效果的現(xiàn)場試經(jīng)驗性報告，這使得內(nèi)涂層的技術(shù)進一步得到證實，這為大范圍的使用管道內(nèi)壁涂層提供了基礎(chǔ)。從當前社會發(fā)展的形勢來看，天然氣輸氣管道使用內(nèi)涂層技術(shù)的案例已經(jīng)非常多，如1984～1990年間，英國北海天然氣管道就采用內(nèi)涂層技術(shù)，成功的將1746km里程的天然氣管道使用了內(nèi)涂層技術(shù)，使得運輸效果得到大幅度提升，社會開始大范圍的關(guān)注內(nèi)涂層技術(shù)。

我國是一個資源分布不均衡的國家，東部資源較西部資源相比，相對匱乏，因此，合理開發(fā)利用西部資源對社會的可持續(xù)發(fā)展是非常有意義的。四川盆地蘊藏著豐富的天然氣資源，但其中大部分是含硫化氫、二氯化碳的酸性天然氣。我國從上世紀七八十年代開發(fā)大規(guī)模利用天然氣發(fā)展，從開發(fā)生產(chǎn)的幾十年來看，因天然氣腐蝕問題帶來的管道爆破事故高達數(shù)十起，這嚴重危害著人們的身體健康和生命安全。為了有效的控制腐蝕，我國各級政府和各級單位做了大量的工作和努力，通過采用內(nèi)壁涂層技術(shù)，取得了非常重要的效果。

2 燃氣管道工藝設(shè)計過程中需要注意的幾個問題

燃氣管道的工藝設(shè)計對于天然氣的運輸具有非常重要的意義，設(shè)計的好壞直接決定著運輸?shù)哪芰妥饔谩Ｔ谔烊粴夤艿啦捎脙?nèi)壁覆蓋層后不但可以減少內(nèi)腐蝕，而且還可以有效的降低管道內(nèi)的壁粗糙度，減少運輸過程中所帶來的阻力，有效提高天然氣運輸能力。隨著西氣東輸工程的穩(wěn)步推進，對于天然氣長輸管道是否采用內(nèi)壁覆蓋層的問題，已經(jīng)引起了各方面的普遍關(guān)注和討論。

管道內(nèi)壁的粗糙度，是造成天然氣運輸能力減少的主要因素，如果降低管道內(nèi)壁的粗糙度，將會有效的降低摩阻，增強天然氣的輸氣量。天然氣流量可以在原先的基礎(chǔ)上提高12%～20%，這將會大大提高其運輸能力，促進社會的進一步發(fā)展和完善，當鋼管內(nèi)壁采用環(huán)氧或稀酸樹脂覆蓋層時，鋼管內(nèi)壁粗糙相對于新鋼管可以減少60%以上，這對于解決天然氣運輸量過小是非常有意義的。

同時，不僅要考慮內(nèi)壁的粗糙度問題，還要相應(yīng)的考慮到管輸能力、壓力問題和經(jīng)濟評價。天然氣輸氣管道采用內(nèi)涂層后，鋼管內(nèi)壁的粗糙程度將會減小，同時水力摩阻系數(shù)也會隨之減少，天然氣輸氣管道輸流量與水力摩阻系數(shù)之間有著非常密切的聯(lián)系，他們相互影響，管道運輸能力將會隨著水力摩阻系數(shù)的減小而增大，這樣就必須要減少摩阻系數(shù)，以便更好的提高管道運輸能力；如果在輸氣量和終點壓力不變的情況下，管道的起點壓力將會隨著水力摩阻系數(shù)的降低而降低，由于起點壓力的降低，首站的壓縮機功率也將會相應(yīng)的減少，這樣可以使增壓站的站間距相應(yīng)的延長，從而有效的減少增壓站的個數(shù)，節(jié)約管道運輸成本；減少流動阻力雖然是內(nèi)涂層的一個基本功能，但卻不是其全部的功能，如果我們僅從工藝的角度計算出摩阻系數(shù)的縮減率，作為內(nèi)涂層的選用依據(jù)，這顯然是不充分的。另外，采用內(nèi)涂層的管道需要增加的資金投入也是一個決定性的因素，要通過各類實例研究和分析，借鑒國內(nèi)外類似工程的先進經(jīng)驗，對管道工程的經(jīng)濟效益做出綜合評價。

3 管道內(nèi)涂層的優(yōu)點和作用

3.1 管道內(nèi)壁涂層的優(yōu)點

對管道內(nèi)壁進行涂層管理，可以有效的延長管道的使用壽命，為社會經(jīng)濟發(fā)展提供方便?？傮w來說，干線輸氣管道使有內(nèi)涂層具有以下優(yōu)點：

一是能夠有效的改善流動性能。在天然氣管道運輸?shù)倪^程中，天然氣流量直接決定著能否為城市發(fā)展提供有效的能量補充，如果不對運輸管道內(nèi)壁進行涂層，粗糙的內(nèi)壁會直接影響著天然氣流量的運輸效果，不利于天然氣的快速流動，通過將內(nèi)壁進行涂層之后，就可以有效的避免這種狀況，使內(nèi)壁變得光滑，增加流動速度，提高工程運輸效果，為社會發(fā)展提供強有力的支持；

二是防止施工期間的腐蝕。在運輸管道的施工期間，由于長時間的運輸以及在施工過程中需要用到焊接、以及地下溫度濕度的影響，這可能會導(dǎo)致運輸管道遭到一定程度的腐蝕，同時，氣體在運輸過程中，由于天然氣的成分原因，會對天然氣內(nèi)壁帶來一定的腐蝕，長期使用，會影響運輸管道的使用壽命，影響運輸效果。但是通過將內(nèi)壁進行涂層之后，就可以很好的解決這類問題的發(fā)生，提高運輸能力，在施工期間各種化學(xué)物質(zhì)不會造成對管道內(nèi)壁的腐蝕，使工期得以提前；

三是有助于管內(nèi)表面的目視檢查。在進行天然氣管道的鋪設(shè)和使用之前，都要對其進行檢查，以保證其質(zhì)量，同時使用一段時間之后，也要進行定期或不定期的檢查。如果不對其管道內(nèi)壁進行涂層，由于其內(nèi)部粗糙，用肉眼無法有效的觀察到里面的情況，而將內(nèi)壁管道進行涂層之后，用肉眼都可以有效的檢查，這就提高了工作的效率；

四是減少管道內(nèi)沉淀物。管道內(nèi)的沉淀物一直是影響管道線路鋪設(shè)的一個重要的難題，由于長期使用，會造成管道內(nèi)壁的物質(zhì)脫落，形成一定期沉淀物，管道內(nèi)的沉淀物會影響天然氣流動性能，使運輸量受到影響。通過將天然氣管道內(nèi)壁進行涂層之后，可以有效的減少因年久失修造成的沉淀物增加現(xiàn)象，對于清理管道具有一定的輔助作用，進而能夠有效的減少環(huán)境污染。通過減少管道內(nèi)的沉淀物，就可以減少管道的維修量，延長管道的使用時間，對于各類閥門及管件的使用期限也有一定的推動作用。

3.2 管道內(nèi)壁涂層的作用

通過對天然氣運輸管道進行內(nèi)壁涂層，可以有效的減少沉淀物，延長管道的使用時間。對于管道內(nèi)壁涂層而言，最基本的效能就是減少氣體流動摩擦阻力，提高管道內(nèi)天然氣運輸流量，為管道施工、管道的長期使用都具有非常重要的作用，但同時管道內(nèi)壁涂層的其它優(yōu)點也不能忽視，他們也同樣重要。首先是防止管道在儲存期的內(nèi)壁腐蝕，即一般天然氣管道在出廠后不會立即被投入使用，從出廠到使用要經(jīng)過幾個月的時間，這幾個月都是暴露在空氣中的，甚至有可能在露天的環(huán)境中，經(jīng)過這幾個月的空氣侵襲，會使得管道內(nèi)壁絕對精糙度降低，這樣會影響到管道的使用壽命，而具有內(nèi)涂層的鋼管則可以達到長期儲存的效果，可以使管道內(nèi)壁光滑。其次，借助于內(nèi)涂層的光澤，可以提高管道的檢查速度，快速的發(fā)生缺陷，避免或減少運行使用過程中事故的發(fā)生，這對于工程質(zhì)量的提高是非常有意義的。

4 內(nèi)涂層涂料和施工作用

內(nèi)涂層作為一項頗具優(yōu)越性的應(yīng)用技術(shù)，它的發(fā)展對于管道的防腐蝕應(yīng)用具體重要表現(xiàn)，它在設(shè)計的過程中鍵在于涂料和涂敷作業(yè)兩個方面，涂料的性能和涂敷作業(yè)水平是這項技術(shù)推廣應(yīng)用的前提，針對干線輸氣管道的特點和我國當前發(fā)展的實際能力，合適的內(nèi)涂層應(yīng)該具備以下發(fā)展特點；即附著力強，能夠有效快速的粘合；柔軔性好，質(zhì)地要柔軟，很好涂抹均勻；耐化學(xué)性強，因為在管道內(nèi)壁會在一定的腐蝕性，使用的內(nèi)涂層要具有一定耐化學(xué)性，只有這樣，才可以更好的滿足發(fā)展需要；機械性能好，即耐磨性，抗沖擊性要好，能夠抵御很大的壓強；最后，要求內(nèi)涂層的耐熱性要好，這樣在進行焊接的過程中燒損率就會降低，同時，溫度增加時也能夠不發(fā)生化學(xué)性變化，保護管道內(nèi)壁，防止發(fā)生管道內(nèi)壁腐蝕。

涂料本身的涂敷性能還應(yīng)該盡可能滿足涂敷工藝的要求，例如合適的粘度、流動性能等，干線輸氣管道要求盡量干凈，不能出現(xiàn)雜質(zhì)，保證氣質(zhì)的清潔，防止過濾器堵塞，所以這就要求內(nèi)涂層的附著力一定要強，能夠很好的進行粘合，并且能夠長時期的保持，不發(fā)生脫離，一旦發(fā)生脫離，將會使管道內(nèi)的雜質(zhì)增多，影響天然氣的運輸。對于內(nèi)涂層的壓強也有一定的要求，在遇到較高的壓強時，能夠不變形，不起泡，不脫落；同時，為避免涂敷施工時損壞外防腐層，內(nèi)外涂層的施工的先后順序是先內(nèi)后外，內(nèi)涂層必須要在200°以上的高溫下能夠正常工作，而不失去效用，這就要求內(nèi)涂層必須要具有耐高溫的特性。最后，內(nèi)涂層的光滑表面要有足夠的硬度和很好的耐磨性能，能夠經(jīng)的起天然氣的沖刷而不失去效用，這就要求內(nèi)涂層的抗化學(xué)性要比外涂層要高多。關(guān)于涂層的涂敷施工，國外已經(jīng)進行了長時間的試驗，并且也取得了較為豐富的經(jīng)驗，我們可以充分借鑒。

根據(jù)目前掌握的資料可以充分看出，國外干線輸氣管道應(yīng)用內(nèi)涂層技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在天然氣管道的運輸效果等方面做了大量的工作，獲得了許多的經(jīng)濟效益。內(nèi)涂層技術(shù)不管是在涂料方面還是在涂敷施工作業(yè)技術(shù)都已經(jīng)成熟，可以有效的滿足長距離、大口徑管道運輸?shù)男枰?，因此，在我國開展管道內(nèi)壁涂層技術(shù)的條件已經(jīng)具備。當前，在當前天然氣開發(fā)的關(guān)鍵階段，做好天然氣運輸管道的防腐工作至關(guān)重要，要通過內(nèi)外涂層相結(jié)合的方式，充分吸收借鑒國外發(fā)展經(jīng)驗，結(jié)合我國自身發(fā)展實際，制定出適合我國發(fā)展的內(nèi)外涂層技術(shù)，保障我國天然氣的正常運輸，為社會發(fā)展貢獻更多力量。

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