天然氣管道的內(nèi)覆蓋層

1．基本要求
　　不同國家不同機(jī)構(gòu)對天然氣管道內(nèi)覆蓋層的要求不盡相同，但是卻基于同一個基本原則。典型的性能測試應(yīng)符合英國天然氣委員會的要求，如涂膜的機(jī)械性能要求，彈性、抗沖擊性，當(dāng)然得有極好的附著性．要求耐鹽霧、濕度、冷凝酸、蒸餾水、三甘醇、潤滑油、脂肪族和芳香族烴類化合物、甲墓乙醇及氣體加味劑。
　　測試應(yīng)模擬實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，包括壓力起泡試驗(yàn)。在氣壓試驗(yàn)中，覆蓋層要承受6．895MPa的壓力，然后在30s內(nèi)釋放。在水壓起泡試驗(yàn)中，用蒸餾水將壓力加到13．79MPa，然后迅速釋放，涂膜必須保持良好的完整性。
　　天然氣管道的靜水壓試驗(yàn)，是用水在管壁90％的最小屈服強(qiáng)度的鋼材上進(jìn)行的，管壁如有缺陷將會爆裂，內(nèi)覆蓋層做此試驗(yàn)時，應(yīng)沒有任何受影響的跡象，即使是在屈服強(qiáng)度上限105％，管道加壓后也應(yīng)沒有變化。
　　浸在北海中的天然氣管道，要裝上海水一年，覆蓋層也必須能承受住這種惡劣環(huán)境。
　　內(nèi)覆蓋層摩擦角是變化的，在10°～13°范圍內(nèi)，焊接處將會有約4～8mm的烙印(如果末端不留出1cm或2cm)。
　　實(shí)際應(yīng)用噴砂或拋丸處理，而不是機(jī)械鋼絲刷，所以膜層可做得較厚，為65～75μm。
　　國際上對天然氣管道內(nèi)覆蓋層的嚴(yán)格規(guī)定已實(shí)施多年，并被廣泛應(yīng)用于石油工業(yè)領(lǐng)域。
2．防蝕用內(nèi)覆蓋層
　　為了實(shí)現(xiàn)防蝕保護(hù)，必須使用厚度至少250μm的涂膜，根據(jù)所用環(huán)境的不同，甚至更厚。獨(dú)根管子的施工，可噴砂處理后，再噴涂液體涂料，對于舊管線，只能就地施工。
　　內(nèi)覆蓋層除了起防腐保護(hù)作用外，以上所列的天然氣管線內(nèi)覆蓋層的優(yōu)點(diǎn)，同樣適用于其它有內(nèi)覆蓋層的管線，不管是輸送天然氣還是液體。
3．減阻用內(nèi)覆蓋屋
　　內(nèi)覆蓋層的另一優(yōu)點(diǎn)就是用在那些為了安全起見要求降低操作壓力的地方，如果壓力不可能降低，管道必須進(jìn)行更換，或者增加環(huán)套。然而，內(nèi)覆蓋層將會在較低壓力下允許增加流量，且成本較低。
4．內(nèi)噴涂裝置
　　對于不同管徑的管道需要不同的專用噴涂設(shè)備和清潔設(shè)備，使用經(jīng)過相關(guān)測試的適宜環(huán)氧涂料，進(jìn)行正確的表面準(zhǔn)備，如噴砂或酸洗。
　　內(nèi)噴砂有特殊的專用設(shè)備，將裝在轉(zhuǎn)向器上的碳化鎢噴槍插入管道中，砂流徑向轉(zhuǎn)動噴出，以相對精確的角度噴到管壁上，這種簡單的設(shè)備適用于φ125mm以下的管道。當(dāng)管徑較大時，通常采用自旋雙向噴頭，為確保管壁清潔均勻，噴頭裝在軸心上，由滾動的可調(diào)節(jié)的、重量較輕的支撐裝置支撐。
　　這種支撐可用于管徑達(dá)φ1050mm，旋轉(zhuǎn)的噴頭和支撐件作為一個整體在管道內(nèi)前后移動，除去氧化皮、銹及化學(xué)污染物。這種輔助設(shè)備價格并不昂貴，對清潔大口徑管道卻實(shí)際而有效。
5．焊縫的處理
　　對于敷設(shè)前單報管子內(nèi)噴涂，存在的問題就是后續(xù)的焊縫處理，鋼管之間的連接必須采用焊接，而不能用連接器。
　　大口徑管子內(nèi)焊接處，可手工處理。對于小口徑管內(nèi)焊接處的處理，曾做過各種嘗試，想設(shè)計(jì)內(nèi)表面焊接處的清潔及涂覆工具，做內(nèi)部清理和修補(bǔ)，至今沒有成功。然而，近來有報道說，日本已有可處理長達(dá)500m長的350～600mm管徑的焊接問題的設(shè)備。
　　這種自動遙控檢測機(jī)械能按要求對表面所有連接處進(jìn)行處理，清刷掉因焊接而被燒的涂覆區(qū)，完成指定操作后，機(jī)械能自動關(guān)閉，在吸去管道內(nèi)殘留的灰塵和熔渣后，離心葉輪代替噴頭，開始進(jìn)行涂料施工作業(yè)。
　　在旋轉(zhuǎn)期間，刷子的延伸部分清潔焊縫的兩鍘，不旋轉(zhuǎn)時，刷子保持收縮狀態(tài)，以避免損壞內(nèi)涂層，為了確保管道內(nèi)部徹底的清潔，蓑體的工作速度設(shè)定為25．4mm／s。
　　當(dāng)用離心葉輪施工時，為保證涂料用量均勻，載體移動速度與涂黔的流動速度是同步的，總用量由管徑?jīng)Q定。為處理清潔部分以外的搭接部分，該設(shè)備最大允許單行覆蓋距離為600mm。一個管段所需涂料預(yù)先貯存在兩只壓力容器里，以最短的時間供給附加可拆裝的圓柱形混合器。
6．非焊接頭
　　對于保護(hù)性覆蓋層來說，不進(jìn)行焊接而用凸緣或連接器連接通常是不行的，另一種選擇就是采用密封型管接頭，也就是外部焊接的管道套筒。
　　因此人們一直在研究連接管道的非焊接技術(shù)，近來就有一種用于天然氣和液體管道的新技術(shù)^[7]，幾家天然氣分輸公司和其它幾家公司就使用一種機(jī)械方法進(jìn)行鋼管盤繞連接及管道本身金屬間的密封連接方面發(fā)表了文章，據(jù)說這種方法對于管徑達(dá)100mm的管道連接來說都是有效的，同時也有設(shè)備處理管徑達(dá)300mm的管道。
　　在水壓下，雙環(huán)連接及金屬間密封均能很好地承受管道材料最小強(qiáng)度的90％以上，報告中還說，這種方法用在內(nèi)涂管道上時不會破壞涂膜的完整性。