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隨著熱力管道項目的廣泛推廣,預(yù)制直埋蒸汽管道越來越普遍的得到運用,而且受到了極高度的重視。直埋蒸汽管道外護(hù)管材料選擇及分類也成為至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
1 直埋蒸汽管道外護(hù)管管材選擇
1.1玻璃鋼管
由于玻璃鋼管的耐高溫性較差,一般最高承受溫度只能承受130℃,一旦埋地蒸汽管道發(fā)生泄露,蒸汽溫度較高,容易造成玻璃鋼管損壞,影響安全運行;玻璃鋼管的抗沖擊性比較差,一般用于管溝敷設(shè),不能直接采用頂管、直埋方式,造成施工成本較高;且玻璃鋼管的彈性模量較低,易發(fā)生變形;所以埋地蒸汽管道一般不直接采用玻璃鋼。
1.2鋼管
為節(jié)省工程投資,直埋蒸汽管外套管一般會采用焊接鋼管。焊接鋼管是由鋼板或帶鋼卷成筒狀經(jīng)焊接而生產(chǎn)的鋼管。根據(jù)焊接方法可分為電弧焊管、高頻或低頻電阻焊管、氣焊管、爐焊管等;根據(jù)焊縫形式可分為直縫焊管和螺旋焊管。螺旋焊管與直縫焊管技術(shù)特性的比較:
1.2.1 材料的冶金性能
直縫埋弧焊管是用鋼板生產(chǎn)的,而螺旋焊管是用熱軋卷板生產(chǎn)的。熱軋帶鋼機組軋制工藝具有一系列的優(yōu)點,具有獲得生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)管線鋼的冶金工藝能力。卷板的合金含量(碳當(dāng)量)往往低于相似等級的鋼板,這也提高了螺旋焊管的可焊性。
1.2.2 焊接工藝
從焊接工藝而言,螺旋焊管與直縫鋼管的焊接方法一致,但直縫焊管不可避免地會有很多的丁字焊縫,因此存在焊接缺陷的機率也大大提高,而且丁字焊縫處的焊接殘余應(yīng)力較大,焊縫金屬往往處于三向應(yīng)力狀態(tài),增加了產(chǎn)生裂紋的可能性。
1.2.3靜壓爆破強度
經(jīng)有關(guān)對比試驗證實,螺旋焊管的塑性變形能力優(yōu)于直縫焊管,爆破口一般只局限于一個螺距內(nèi),這是螺旋焊縫對裂口的擴(kuò)展起了有力的約束作用所致。
1.2.4 現(xiàn)場可焊性
由于螺旋焊管管型規(guī)整、焊縫均勻分布,相對于直縫焊管,螺旋鋼管有非常好的管口橢圓度和端面垂直度,保證了現(xiàn)場鋼管焊接組對時的組對精度。
1.2.5直埋蒸汽管道外護(hù)管價格分析
認(rèn)真考察螺旋焊管與直縫焊管的價格差異,螺旋焊管的價位略高于直縫焊管是由于生產(chǎn)主材的價格差異所致。然而鋼管制作僅只是項目工程的一部份,若考慮到工程整體質(zhì)量、項目綜合造價等因素,螺旋焊管仍具有整體優(yōu)勢。
綜合以上分析,在長輸熱網(wǎng)專有技術(shù)直埋預(yù)制蒸汽管的外套管選用的是螺旋焊接鋼管。
2 外防腐涂層選用原則
按照有關(guān)防腐規(guī)范要求,埋地蒸汽管道外護(hù)管外防腐涂層選用應(yīng)遵照以下原則:
①實際工程應(yīng)用中技術(shù)成熟可靠,防腐效果好;
②有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,與管道具有良好粘結(jié)力,耐陰極剝離,耐植物根莖穿透,耐微生物腐蝕,具有足夠機械強度和絕緣性能,易于補口補傷,能與陰極保護(hù)聯(lián)合使用;
③質(zhì)量可靠,來源廣泛,經(jīng)濟(jì)合理,在達(dá)到防腐技術(shù)要求前提下節(jié)省投資;
④能機械化連續(xù)生產(chǎn),滿足工程建設(shè)需要;
⑤防腐層能耐60℃以上溫度。
3 鋼質(zhì)管道防腐涂層的選擇
目前用于蒸汽管道外護(hù)管外防腐的涂層主要有:環(huán)氧煤瀝青、熔結(jié)環(huán)氧粉末、三層 PE、耐高溫玻璃鋼、聚脲等,實踐證明每種涂層各有其優(yōu)缺點和適用條件。
3.1 環(huán)氧煤瀝青+玻璃布
環(huán)氧煤瀝青由環(huán)氧樹脂、煤焦油瀝青、防腐顏填料、溶劑及固化劑組成。它的主要優(yōu)點是具有良好的物理性能和耐化學(xué)腐蝕性能,優(yōu)良的的耐水性、絕緣性、抗菌性腐蝕及植物根侵蝕的特點,在各種酸、堿、鹽、水和油類中長期浸泡無變化,另外,該涂料施工方便,具有長效防腐功能。由于涂料的固體含量高,成膜快,因此可以采用冷涂施工。它是一種比石油瀝青優(yōu)異的防腐材料,而且價格也比較便宜。
該涂料的主要缺點是施工過程中固化時間長,固化期間風(fēng)沙、雨水、霜雪對防腐層質(zhì)量產(chǎn)生不良影響,常溫自干的防腐層機械性能和耐陰極剝離性能不如環(huán)氧粉末和擠塑聚乙烯防腐層,但由于它比合成樹脂防腐層價格低、施工方便,在性能方面有其獨特的長處,市場潛力較大,常用于鹽湖地區(qū)。此外,環(huán)氧煤瀝青抗紫外線性能差,宜用于埋地管道。
長輸熱網(wǎng)專有技術(shù)工程中一般外套管防腐采用環(huán)氧煤瀝青特加強級防腐,防腐結(jié)構(gòu)為一底三布五面(底漆-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-兩層面漆)。
3.2 熔結(jié)環(huán)氧粉末(FBE )
熔結(jié)環(huán)氧粉末(FBE )是以熱固型環(huán)氧樹脂為主要原料,與一般溶劑型防腐涂料不同,它不是以易燃的有機溶劑作為分散劑,而是以空氣作為分散介質(zhì),借助于高速氣流和電荷引力將粉末均勻噴射在預(yù)熱好的鋼管表面,在高溫作用下,粉末熔融成均勻的防腐漆末。由于其粘結(jié)力強、陰極剝離半徑小、使用溫度范圍寬、化學(xué)穩(wěn)定性好、硬度大、抗土壤應(yīng)力好等優(yōu)點,在國外被廣泛應(yīng)用,國內(nèi)也已在油氣管道上推廣使用。其主要缺點是涂層薄而硬,對鋼管表面處理、環(huán)境溫度、濕度等條件要求很嚴(yán),稍有疏忽就會產(chǎn)生針孔,影響防腐效果;防腐涂層非常不耐尖銳物的碰撞、水汽滲透率也很高,不宜用于山地和潮濕的環(huán)境。熔結(jié)環(huán)氧涂層為薄涂層,厚度僅0.4mm,抗沖擊與耐磨性能差,在運輸、儲存、施工過程中要求十分小心,否則補傷工作量將十分巨大,造成補傷費用劇增,并給管道的安全運行留下隱患。
該涂層從二十世紀(jì)七十年代初正式投入使用,八十年代末開始少量用于長輸管道的河流定向鉆穿越。
3.3 玻璃鋼
玻璃鋼防腐采用玻璃纖維無捻布和不飽和樹脂作原料,采用機械濕法纏繞而成,其結(jié)構(gòu)由一層底漆、多層玻璃布和面漆組成。具有質(zhì)輕、表面光滑、強度大、硬度高、耐沖擊、耐高溫、電絕緣性強,耐酸堿鹽腐蝕性等優(yōu)點,現(xiàn)場補口工藝簡便,造價適中。
3.4 聚脲
PUA噴涂聚脲彈性體是由異氰酸酯半預(yù)聚體、端氨基聚醚、胺擴(kuò)鏈劑等原料現(xiàn)場噴涂成型的第三代聚脲彈性體。噴涂成型后的SPUA 是一種有一定厚度的無縫涂層,噴涂后 2 分鐘內(nèi)便可踩踏、上人行走或進(jìn)入下一步工序;材料本身具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能:拉伸強度高、延伸率可調(diào),以超常的耐磨蝕性能適應(yīng)現(xiàn)代建設(shè)的需要;固化快,可在任意曲面、垂直面及頂面連續(xù)噴涂而不產(chǎn)生流掛現(xiàn)象,一次施工即可達(dá)到設(shè)計厚度要求,施工周期極短,日作業(yè)面積可達(dá) 1000m2 ;與聚氨酯及環(huán)氧樹脂不同,SPUA 是疏水的,因而不受潮濕或寒冷表面的影響,該材料及施工技術(shù)可在-28℃的寒冷環(huán)境下正常施工固化,適應(yīng)性極強;100%固含量,不含有機揮發(fā)物,無毒害作用,符合環(huán)保要求; 附著力極強:在鋼、鋁、混凝土等各類常見底材上均具有優(yōu)良的附著力,即使是凝膠時間只有 3s 的快速固化體系,仍具有極好的附著力;具有良好的耐候性及熱穩(wěn)定性,可在-50℃~120℃下長期使用;可承受 150℃的熱;中擊;人工熱老化試驗 3000小時后,材料性能基本不降低,在戶外長期使用不粉化、不開裂、不脫落可引入短切玻璃纖維、碳纖維,對材料進(jìn)行增強。
外防腐涂層的選擇首先要講究實用——確保管道防腐絕緣,延長管道使用壽命,其次是防腐涂層價格上的考慮。防腐涂層的費用約占管道總費用的 3-5%,若不能保證管道防腐質(zhì)量,就可能因小失大,使管道受到損害,甚至發(fā)生嚴(yán)重事故。在防腐涂層選擇時,不僅要看 防腐涂層的單價,更要看重防腐涂層的最終使用經(jīng)濟(jì)效益,包括防腐涂層性能好壞、使用壽命、補傷費用、管溝回填費用、敷管速度、陰極保護(hù)費用和陰極保護(hù)對外部埋地裝置的干擾和環(huán)境污染。
4 結(jié)語
綜合以上防腐涂層的比較,長輸熱網(wǎng)專有技術(shù)工程中一般采用環(huán)氧煤瀝青多層厚涂的方式進(jìn)行防腐。隨著技術(shù)的不斷提升和發(fā)展,在直埋預(yù)制蒸汽管的外套管技術(shù)中,將更為普遍的采用螺旋焊管+環(huán)氧煤瀝青多層厚涂的技術(shù)。確保每一個工程成為一個穩(wěn)定、可靠、投資少的優(yōu)質(zhì)工程。
標(biāo)題:直埋蒸汽管道外護(hù)管材料選擇及分類
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