logo
专注油气领域
与独立思考者同行

复合材料“精华霜” 让海上管道持续“娇嫩”

复合材料“精华霜” 让海上管道持续“娇嫩”

复合材料是一种通用、稳定的解决方案,可以解决上游油气行业包括海上平台上管道系统面临的诸多问题。

编译 | 影子

复合材料的工艺适应性较广泛使其能够适应各种情况。纤维为修复材料提供强度和刚度,而树脂则起到保护纤维以及将修复材料粘结在一起的作用。纤维和树脂的不同组合方式可以使复合材料具有不同的性能,从而可以解决各种问题,可以为现有涂层提供机械保护、防止外部腐蚀、或修复因外部腐蚀或其他严重缺陷而损坏的管道。

缝隙腐蚀

潜在腐蚀的一个危险区域是管道与其他物体接触的位置。复合材料可实现应力重新分布,是冲击保护和减振的理想材料。另外,由于轴向运动和振动,会使涂层随时间磨损,进而导致金属之间发生接触。因此,搁置在支撑件上的管道就很容易受缝隙腐蚀的影响,这将导致金属在载体上形成局部侵蚀。

ClockSpring|NRI的技术之一——Pipe Sock™体系,可以有效地预防这种情况发生。该体系由固化的玻璃纤维耐磨垫和弹性粘合剂组成。除了具有高度粘合性能之外,弹性聚合物还具有更高的韧性和弹性,这使其能够承受外部条件,避免了类似环氧基耐磨垫破裂和失效的情况发生。

复合材料“精华霜” 让海上管道持续“娇嫩”

耐磨垫物理性能

复合材料“精华霜” 让海上管道持续“娇嫩”

粘合剂物理性能

复合材料“精华霜” 让海上管道持续“娇嫩”

粘合剂基本性能

案例研究:卡箍修复

由于与管道支架和卡箍接触,一段6英寸管道形成了常规外部腐蚀(下图a)。除了恢复损失的强度之外,通过复合材料包裹防止与管道支架间的金属接触,最大限度地减少卡箍运动和腐蚀。为了包住卡箍,需要填充螺栓周围的空间以去除复合材料修复下方的气穴和空隙。为达到此目的,提供了一种具有触变性且不下垂的填料,其具有与花生酱类似的稠度并且易于大量施用。在填料凝固后用复合材料包裹,为受腐蚀的管道提供结构性加固,并防止金属与金属的进一步接触(下图b)。尽管也可以用刚性玻璃纤维耐磨垫来防止缝隙腐蚀,但复合材料可以应用于预定方案不实用且不方便实施的独特情况。

复合材料“精华霜” 让海上管道持续“娇嫩”

修复

另一个操作难点是修复位于溅水区或水下的管道。大多数环氧树脂是亲水的,这意味着它们在较高水分的情况下不能正常固化。对于处于飞溅区域或水下海上设施的许多受损管道而言,这是一个重大问题。因此,应该使用疏水性环氧树脂,因为它的固化不会受到水分的影响,这使其可以在潮湿的环境中使用。

案例研究:溅水区修复

位于东南亚的三根原油立管受到外部腐蚀,需要进行加固。立管上现有的氯丁橡胶涂层已被破坏,并在其下发现了严重腐蚀。作业人员采用 A+Wrap™复合修复体系与SplashBond™底漆对这些立管进行了修复。A+Wrap体系内的聚氨酯可利用水分启动聚合反应,并能在潮湿环境中发挥作用(下图a)。底漆是一种疏水性粘合剂,可去除管道表面的水,并在潮湿条件下固化。修复非常成功,并恢复了腐蚀立管的结构完整性(下图b)。

复合材料“精华霜” 让海上管道持续“娇嫩”

防护

在防护方面,复合材料最广泛的用途是吸收外部磨损,从而在操作或安装过程中保护管道。使用合适的编织物与硬化树脂相结合可以形成强大的牺牲层,可以防止管道受到任何重大损坏。对于因砂粒或其他碎屑而遭受连续侵蚀的管道,采用复合材料包裹将保护管道和涂层,必要时可方便地添加额外的保护层。

案例研究:冰凌防护

位于美国阿拉斯加寒冷水域海上平台上的立管,很容易受到流入管道内冰片的剧烈机械损伤。A+Wrap体系复合材料采用了橡胶底层包裹和坚硬的外缠绕层,成功分布吸收了来自冰片的能量,避免对底层管道或涂层造成永久性损伤。使用适当的体系可以屏蔽较大的负载和较小的冲击。即使特别具有破坏性的冲击破坏了复合材料,也可以在不干扰底层管道工作的情况下以相对较低的成本进行替换。

结论

复合材料是石油天然气工业管道的一种有效、通用的修复方案。通过使用纤维和树脂的各种组合,可以定制复合材料以适用多种工作和缺陷情况。许多类型的树脂可用于使复合材料更耐化学品、磨损、温度或潮湿环境。不同的织物编织可用于提供更好的防泄漏能力,而织物本身可以提供更大的强度和更好的抗循环疲劳能力,或更好地吸收冲击能量。复合材料可以与现有涂层结合使用,以提供更多的机械保护,防止额外的腐蚀或提供结构加固以修复已经损坏的管道,简单的重涂不能解决这些问题。无论是预防、修复还是保护,正确设计和涂覆的复合材料都可以保护基础设施免受腐蚀数十年之久。

For English, Please click here (展开/收缩)

未经允许,不得转载本站任何文章:

评论 抢沙发