管道内覆盖层产生的效益

1、管 道 内 覆 盖 层 产 生 的 效 益 很长时间以来，人们就认识到管道内覆盖层具有良好的经济性，它 能够耐磨损、耐机械破坏并降低清洗、过滤、清管的成本及其它清 管设备的费用，确保产品纯度，防止污染，极大地降低了维护费用， 使管内壁不会造成沉淀物的聚积 （如垢或石蜡 ） ，能增加输量。1967 年美国国家标准局的“腐蚀的方方面面”报告估计，由于水管 内壁锈蚀的阻塞所需的额外泵动力成本每年就达四千万美元。1增加天然气的输量由于内覆盖层表面的粗糙度减少了摩擦阻力，使天然气或液体 更容易在管内流动，从而提高了输送效率，增加了输量。用于天然气管道内壁的这类减阻型涂膜较薄，干膜厚度为3775卩m通常在

2、 表面处理达 Sa25 级的表面上喷涂。1953 年，北美天然气管线首次采用减阻内涂技术，管径500mm， 使用了美国COPO研究联合体开发出一种具有特殊表面粗糙度，能有助于介质流动，提高输量的涂料，这在实际应用中已得到证实， 许多文献作了具体的阐述。在当时使用了上述涂料， 5 年内进行定期跟踪检查，后因没有发 现任何问题，所以没有再继续检测。目前减阻内涂技术已被大家所接受，尤其被天然气输送公司所 采用，事实上，从初期在北美出现，直至现在在欧洲及其它国家广 泛应用，减阻内覆盖层也已成为管道的标准技术。H. G Fasold博士及H. N. Wahle于1993年发表的文章中提出 了输送量提高1

3、4%21%勺数据。并指出：“这种内覆盖层自 20世 纪 60 年代末以来一直被北欧和北美的许多天然气公司所采用，大部 分用于较大管径的管线，获得了上述比例的增量，而投资量增加相 对较小 （ 少于 2） ”。实际拉测表明，天然气管线上使用内覆盖层具有以下的经济效 益。(1) 可提高输量4%8%,许多国家应用实例表明均能维持这一 比例,这实际上已有一定裕度,一般认为能提高 1%,采用内覆盖层 就已值得了。(2) 可在管道敷设前提供保护,以保证没有腐蚀物影响表面粗糙 度,污染介质。(3) 敷设后可方便快捷地清洁管道内部,水压试验后由于内表面 光滑能迅速干燥。(4) 减少石蜡及其它污染物的沉积。(5)

4、 在运行期间能降低动力消耗。(6) 减少维护、清管的次数。(7) 不会固腐蚀物造成阻塞、破坏、污染介质。(8) 有利于管道内壁缺陷的检测，较易查出管道的层裂和其它缺陷。(9) 使用内覆盖层后的管内壁表面非常光滑。因此可延长清管器的寿命，与没有内覆盖层的条件相比，延长寿命近4 倍。(10) 提高了输送介质的纯度。对于轻度腐蚀性的天然气管道，用 75 um的干膜厚度内覆盖层 具有更高的经济效益。2减少维护量由于内覆盖层的使用，使清管更加容易，且减少了清管次数， 同时清管器所需的压力大约只是裸管的一半，所以管道的维护量相应减少。类似的情况有，当管道做水压试验时，臂径900mm勺管道 只需 4 个清管

5、器即能完全干燥；对于每条管道，清管的次数不尽相同，但从几家美国天然气运 输公司实际应用经验中提供的一些数据表明，有内覆盖层的管道每 一年至一年半进行一次清管，而没有内覆盖层的管道，通常一年需 要 3 次。3良好的经济性内覆盖层初期投入的成本可获几倍的补偿，即使管径对于当时 输量需求来说很充分，也应考虑使用内覆盖层，以便适应将来输量 增加的需求。通过贴现流动的方式，几年后就会有效益回报，分析表明对于 天然气和液体管线使用内涂技术。一般 35年即可有效益回报。测试数据不是很完全，因为常进行做内防腐前后的比较测量， 而且也不能完全确定待涂表面的粗糙度。涂层粗糙度随着所使用的 涂料的不同面不同，但从水

6、压试验角度来说，内表面粗糙度值最大 应降低到510 a m最初内涂料主要应用在水管线上，是为了确保水的纯度，在天 然气管线上，是为了希望最大程度地提高生产量。然而近来，也应 用在原油管线上，不仅是为了防腐，而且是为了通过改善流动有所 受益。其它的好处就是包括减少维护及降低了石蜡的沉积。据报道美国一些沿海管线的清管次数减少高达75。实验室试验结果也显示，由内涂层形成的光滑表面能显着地降低石蜡的沉积，可达25。总之，内涂层能大幅度地提高输量，这个提高正是依赖着管道、 内涂覆及流动特性。然而，理论分析还没有发展到可对任何管道系 统进行与之相关的检测。随着表面粗糙度的降低，摩擦系数也相应地减少，摩擦系数降 低的比率随着雷诺数的增加及管径的减小而增加。管径对减少摩擦系数的影响，随着雷诺数的增高而有所减少。当雷诺数在105107时，摩擦系数的变化最大。内表面粗糙度为4. 5am的工业管道内涂后可提高液态介质输 送能力 22，输气管道则是 24。内表面粗糙度为4. 5am的工业管道，则液体压力的降低减少 将达 33，内涂可缩小管径 8。众多降低成本的实例说明，内涂覆所带来经济效益，通常回报 期为35年。通过从内涂技术的受益，最初的成本投