海洋复杂钢结构防腐修复材料的研制及性能研究

目的解决海洋环境复杂钢结构防腐修复难题,提高海洋平台钢结构的使用寿命,保证海洋平台的安全运行。方法以二羟基聚醚、三羟基聚醚、甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料合成了聚氨酯预聚体,对合成反应参数进行了研究,以水固化树脂为基料,研究了水固化涂料的颜填料和助剂。结果聚氨酯合成的最佳条件为:聚醚多元醇质量比为7:1,合成温度70℃,反应时间4 h。添加滑石粉、云母粉、炭黑为填料,二月桂酸二丁基锡为催化剂,填料和催化剂的质量分数分别为10%和0.5%,制备了水固化涂料。该涂料以无纺布为载体,制成了海洋复杂钢结构防腐修复材料。结论通过对水固化树脂合成条件的优化,确定了树脂合成时二羟基聚醚和三羟基聚醚比例、合成温度、合成反应时间等关键参数,通过对涂料颜填料、助剂的选择,得到了性能较好的水固化涂料,且以无纺布为载体制备了防腐修复材料,可用于海洋复杂钢结构的防腐修复。

表面工程技术在石油石化管道中的应用及展望

石油石化行业中管道的服役工况十分恶劣,很多管道未达其设计寿命而失效报废,造成极大浪费,因此采用表面工程技术对其进行防护和修复具有十分重要的经济价值。主要阐述了热喷涂、自蔓延高温合成和表面镀层等三种表面工程技术对管道内外表面的强化机理,并对它们的实际应用进行了具体介绍。热喷涂技术主要介绍了电弧喷涂、火焰喷涂和等离子喷涂三种热喷涂技术,并分别从它们的工艺原理、适用材料体系、制备涂层性能(结合强度、孔隙率等)以及经济性等方面进行了对比介绍。高温自蔓延合成技术主要从材料和工艺两方面进行了剖析,并对其所制备陶瓷内衬管的连接方法进行了具体介绍。镀层技术主要对钨合金电镀和Ni-P化学镀两种镀层技术的优缺点和适用范围进行了对比介绍。最后针对表面工程技术的特点,对其在石油石化行业的前景进行了分析与展望。

海洋大气区钢结构涂层体系及性能评价

目的评价自主开发的聚氨酯配套体系性能。方法概述了海洋大气环境下钢结构涂层性能的评价方法,通过NORSOK M-501循环腐蚀实验来探讨聚氨酯涂料与富锌类底漆、环氧类底漆的配套性,通过QUV加速老化实验来对比自主开发的聚氨酯涂料与国外同类产品的抗老化性能。结果聚氨酯涂料与富锌类底漆的配套体系的抗腐蚀蔓延性优于与环氧类底漆的配套体系。自主开发的聚氨酯涂料体系经4200 h循环老化后,划线处腐蚀蔓延5.56 mm,腐蚀蔓延小于NORSOK M-501标准规定的8 mm,附着力从12.26 MPa衰减到9.83 MPa,附着力衰减幅度为19.8%,附着力衰减幅度小于NORSOK M-501标准规定的50%。自主开发的聚氨酯涂料在紫外光照射下老化3000 h后,60°光泽度从81.5降低到66.5,光泽保持率为82.94%。结论自主开发的聚氨酯涂料体系的耐海洋大气环境性能优良,耐循环老化和耐紫外光加速老化性能与国外同类产品相当。

保温材料浸出液成分及腐蚀性分析

保温层进水,会造成层下金属的腐蚀。对玻璃棉、141 b体系聚氨酯泡沫塑料、二氧化硅气凝胶保温毡浸出液和去离子水的pH值、电导率、离子浓度进行了测试,对其腐蚀性进行分析,为保温材料的选用和腐蚀控制提供参考。实验结果表明:玻璃棉浸出液呈弱碱性,电导率是三种材料中最大的,并随着浸泡时间和浸泡温度的增加有增大的趋势,浸出液中含有Ca^(2+)、CO_3^(2-)、SO_4^(2-)和Cl^-,易引起点蚀、外应力腐蚀开裂; 141 b体系聚氨酯泡沫浸出液呈弱碱性,pH值随着浸泡时间和浸泡温度的增长有减小的趋势,电导率相对较小,80℃浸出液电导率大于常温浸出液,浸出液中未检出SO_4^(2-)、CO_3^(2-);二氧化硅气凝胶保温毡浸出液呈中性,随浸泡时间和温度的增加转变成酸性,电导率随浸泡时间和浸泡温度的变化不大,浸出液中未检出SO2-4、CO_3^(2-)。与去离子水中Cl^-浓度相比,141 b体系聚氨酯泡沫塑料、二氧化硅气凝胶保温毡浸出液中Cl^-浓度接近0 mg/L。

海洋钢结构节点多层包覆防腐结构设计及性能研究

由于海洋环境的特殊腐蚀性,海洋钢结构面临着严重的腐蚀问题。为此,需要在设计海洋钢结构多层包覆防腐节点的基础上,研究防腐结构的性能,为提升海洋钢结构使用寿命奠定基础。首先,选取海洋钢结构节点多层包覆防腐涂料,并完成覆层防护。然后,构建长效防腐蚀体系,实现对钢结构节点的多层包覆防腐处理。性能分析结果表明,本研究设计的海洋钢结构节点多层包覆防腐结构的防腐性能良好,且具有一定的稳定性,证明其具有较高的应用价值。

海洋平台桩腿防腐层修复三层包覆防护结构研究与应用

目的研究开发一种可在海水环境中施工的海洋平台桩腿飞溅区防腐层修复体系——三层包覆结构及其施工方法。方法通过材料研究及产品生产研究和性能评价及现场应用及检测,开发出满足防腐层修复的材料体系和施工方法。结果该三层包覆防护结构的自憎水密封油的憎水率达到98.4%,防腐带的拉伸强度达18.6 MPa,断裂伸长率达21.6%;防护套的拉伸强度达31.8 MPa,断裂伸长率达760%,抗紫外光时间达3000 h,三层包覆防护体系能够耐渤海湾百年一遇的冰冲击。结论研制的三层包覆防护材料能满足海洋环境的施工和防腐要求,同时满足海洋平台飞溅区桩腿防腐蚀和抗冰冲击的要求,是一种海洋平台桩腿及其他类似构筑物飞溅区腐蚀防护效果很好的修复技术。

海底管道配重层补口结构研究

高密度开孔聚氨酯泡沫广泛应用于海底管道配重层接头部位的填充,其熟化时间影响着海底管道施工效率。从化学反应的角度出发,分析了影响聚氨酯泡沫塑料熟化时间的因素,设计了三种配重层补口填充结构,测试了不同时间、不同施工工艺对其抗压强度的影响。实验结果表明减少聚氨酯泡沫用量、采用水喷淋降温强化散热有助于缩短聚氨酯泡沫的熟化时间,每种补口填充结构结合相应的施工工艺都可有效缩短聚氨酯泡沫的熟化时间,加速聚氨酯泡沫塑料强度增长,提高海上施工效率。

复合阻垢剂PASP-ATMP的协同效应及影响因素研究

采用静态阻垢法,研究了聚天冬氨酸(PASP)与氨基三甲叉膦酸(ATMP)复配体系的协同效应,考察阻垢剂添加量、温度、pH值、Ca2+浓度、HCO3-浓度对阻垢性能的影响。结果表明,复配体系的阻垢性能较单一阻垢剂好,PASP/ATMP质量比在2∶3时,阻垢性能最优,当复合阻垢剂PASP-ATMP投加量为5 mg/L时,阻垢率高达93.04%。复配体系阻垢性能随温度、pH值、Ca2+浓度、HCO3-的增加虽然有所下降,但仍表现出一定钙容忍度及适合高pH值、高HCO3-环境使用等特性。

电晕处理在聚乙烯外护保温管预制中的应用

从原理、工艺控制要点、处理效果判别、时效性影响因素等方面,对电晕处理进行了介绍,并对电晕处理后高密度聚乙烯管材内表面的表面张力进行了测试,内表面及其与聚氨酯泡沫塑料结合界面的微观形貌进行了表征。选用电晕处理效果消退慢的树脂作原料,控制好电晕处理程度,储存中注意防尘降温,使用日期距生产日期不超过3个月,可保证电晕处理在聚乙烯外护保温管预制中发挥预期作用。电晕处理后,高密度聚乙烯管材内表面的表面张力达到50.0 mN/m,表面变得更加粗糙,有效改善了与聚氨酯泡沫塑料的粘接,提高了预制直埋保温管的整体质量。

大口径玻璃钢外护保温管补口工艺及质量控制

现场补口是保温工程的薄弱环节,已有因补口失效而导致整条管线失效的案例。因此,加强补口质量控制是保证工程质量的重要环节之一。为满足玻璃钢外护保温管现场补口的工程需要,提出了一种新型大口径玻璃钢外护保温管现场补口的施工工艺,并结合现场补口的实际情况,从补口用原材料、现场补口施工工艺等方面,介绍了补口过程中需要注意的质量控制要点,以保证补口质量及工程质量。

玻璃钢外护保温管预制中存在的问题及应对措施

为提高玻璃钢外护预制直埋保温管的预制质量,结合原材料验收、钢管除锈、聚氨酯保温层预制、外护层预制等方面的实际生产情况及相关标准规范,介绍了玻璃钢外护预制直埋保温管生产过程中易出现的问题及应对措施,以保证保温管的质量,进而保证工程质量。

冀东南堡油田土壤环境腐蚀性研究

地下金属结构物的服役寿命与土壤腐蚀性密切相关。通过化学和电化学检测手段,分析了冀东南堡油田两个典型地点的土壤电阻率、土壤氧化还原电位、土壤含水量、土壤含盐量、土壤pH值、氯离子含量和硫酸根离子含量等理化指标。根据相关标准分析评价了冀东南堡油田的土壤腐蚀性,评价结果表明该油田土壤属于强腐蚀土壤,在此基础上提出了相应的防腐蚀措施。

提高玻璃钢外护直埋保温管预制质量的措施

国内集中供暖干线越来越多地使用玻璃钢外护直埋保温管及管件。由于保温管及管件管径尺寸大,预制过程中很多因素都会影响预制质量,从而成为供暖工程的隐患。针对玻璃钢外护直埋保温管及管件预制生产过程中容易出现的问题,从原材料、预制工艺、玻璃钢固化等方面,提出了应对预防措施和建议,有效保证了玻璃钢外护保温管和管件的预制质量。

基于直流电位梯度法的滩浅海海底管道外防腐层破损检测技术研究

目的介绍基于直流电位梯度法的滩浅海海底管道外防腐层破损检测的研究思路及所开发的配套的检测设备。方法通过模拟检测实验,考察了直流电位梯度检测方法在海底管道外防腐层破损检测中的可行性、检测装置运行及测量功能的适用性。结果模拟检测实验实现了滩浅海海底管道外防腐层破损的有效检测,且不受海底管道正常填埋的影响,可实现管道外防腐层8 mm×8 mm(8 m V/m)以上破损的非接触式检测。结论基于直流电位梯度法的滩浅海海底管道外防腐层破损检测技术可行。可以利用所研发的检测装置,通过海底管道沿线电位梯度的测量,判断管道外防腐层破损及牺牲阳极块位置,从而为管道的运行维护提供技术支持。

储罐底板声发射在线检测技术的研究现状

原油储罐底板是罐内腐蚀最严重的区域。声发射检测技术可实现储罐底板的在线检测,避免了开罐检测停产、清罐等造成的损失。从声发射检测的原理、国内外的研究现状、影响因素及降噪措施等方面,介绍了储罐底板声发射在线检测技术的研究现状,并指出声发射检测技术效率高、成本低、无需停产、适用面广,是未来储罐罐底检测的主要发展方向。

冻土区油气管道保温技术现状

在国内外油气管道建设中,部分管道要穿越冻土区,对管道保温技术提出了更高的要求。国内在这方面的研究工作与国外相比,存在较大差距。文章以漠河-大庆段原油管道为例,介绍了国内保温管道预制和补口技术;以阿拉斯加原油管道为例,介绍了国外架空和埋地管道保温技术;从保温材料和生产线、保温热力学分析和软件开发等方面介绍了国外保温技术的新进展;最后着重分析了管道补口施工过程中存在的问题,提出了改进建议。

西气东输一线埋地管道补口材料失效分析

西气东输一线管道补口一般采用"环氧底漆+热熔胶+辐射交联聚乙烯"的3层结构热收缩带补口方法。通过对西气东输一线管道已服役10年以上补口进行开挖检测,评价了管道补口的失效形式,发现补口失效的原因主要是由于热收缩带补口防腐层在使用环境中的失效和施工质量较差导致的。通过多种补口修复方式对比,建议将施工便利、性能稳定的"粘弹体胶带+外护带"复合结构作为在役埋地管道补口防腐层修复的首选结构。

国内外海底管道保温技术现状

在海底管道进行海上油气资源输送或停输过程中，原油（气）受较低海洋温度影响，容易形成蜡等水合物阻塞管道，给安全生产造成很大隐患，因此，通常情况下都需要对海底管道进行有效保温，确保管线安全运行。本文主要介绍了国内外海底管道常用的保温结构及其应用特点。

典型砂砾油藏CO_2驱地面集输管道缓蚀剂的开发及性能研究

CO_2驱油是提高油藏采收率和动用率的三次采油技术,CO_2驱油技术造成管道和设备遭受严重腐蚀。通过失重法、动电位扫描及腐蚀形貌分析等方法,对开发出的一种适用于砂砾油藏CO_2驱腐蚀环境的缓蚀剂进行了综合性能评价。实验室结果表明,碳钢在CO_2驱模拟腐蚀环境中发生了严重的均匀腐蚀和点蚀,添加浓度为30 mg/L的新型缓蚀剂后,缓蚀效率可达93%以上。动电位扫描结果表明,该缓蚀剂是阳极型缓蚀剂,其在碳钢表面的吸附服从Langmuir等温吸附模型。

PE防腐层脱粘对阴极保护电位分布的影响研究

当绝缘性能良好的管道PE外防腐层脱粘剥离后,缝隙内可能会存在阴极保护屏蔽现象。建立了防腐层脱粘模拟装置,并测试了其在不同电导率、不同温度溶液中施加不同阴保电流时脱粘部位离缝口不同距离的保护电位,总结了脱粘部位阴极保护电位的分布规律,并进行了机理分析。