内管涂层
什么是管道内涂层？
管道的内涂层可提高管道的抗腐蚀性、增强流动性并减少沉积物的产生。管道内涂层的种类繁多，包括熔结环氧（FBE）涂层和玻璃鳞片涂层。
在全球范围内，腐蚀是影响海上和陆上地下管道使用寿命和可靠性的最重要问题。外涂层和内涂层是两种截然不同的油气保护涂层，每种涂层都有自己独特而严格的要求：管道外涂层和管道内涂层。虽然大多数人认为防腐是指外部保护，但在保护管道免受腐蚀方面，管道内涂层与外部保护同样重要。
石油和天然气流体中含有部分聚合的油类，包括蜡和硅以及污垢。固体颗粒包括氯化钠、氯化钾、其他盐类、碳酸盐、硫酸盐和其他溶解物质。
在流体中，其中一些颗粒会分解，而另一些则会悬浮。当它们以接近 200 英里/小时的速度通过管道时，这些颗粒就会变成具有强烈腐蚀性的导弹，造成严重破坏。这些快速移动的颗粒对为内部管道应用而开发的涂层造成了巨大影响。
目录
熔结环氧树脂 (FBE) 内管涂料
FBE 内涂层管道是一种由防腐粉末制成的高性能涂层，适用于典型的工作温度。这种内涂层管道适用的温度最高可达 80 摄氏度。
- 内部 FBE 涂层的应用方法
在抛丸清理之前，需要进行目视检查，以检查是否存在油或油脂。必须使用抛丸清理彻底清洁管道表面，以消除铁锈、水垢和任何其他不良颗粒。这种涂层表面粗糙。这种涂层的粗糙度要求在 50 到 100 微米之间。管道内表面在喷砂清洁后使用喷枪喷涂。这有助于在加热后的管道上均匀分布涂层。管道围绕其纵轴不断旋转。粉末接触到加热表面后会融化并转化为液体。液态的熔结环氧涂层在管道表面流动并立即凝固。这就是熔结工艺。
- 内部 FBE 涂层的优点
- 这种涂层可耐高温。
- 这种涂层具有耐腐蚀性。
- 可用于直径为 2 到 48 英寸的管道。
- 它适用于各种厚度的管道。
- 它在土壤条件下具有耐化学性，并具有良好的抗冲击性。
- 内部 FBE 涂层的局限性
- FBE 涂层管道的最长使用寿命为 12 年，而设备的最长设计寿命为 25 年。管道只需更换一次。
- 设计复杂。
- 难以获得喷涂人员。
玻璃鳞片内管涂层
它也被称为 Chemflake 或 Belzona 涂层，符合 SP-1246 PCS-8 标准。这是一种高效的涂层技术。玻璃鳞片内管的涂层具有出色的耐高温性能，适用温度高达 93 摄氏度。通常，无法兰管轴的连接是通过法兰管轴进行的。
- 内部玻璃鳞片涂层的应用步骤：
- 表面处理： 采用喷砂清洁程序去除污垢、油脂、旧涂层等，确保表面清洁，粗糙度值在 75 至 130 微米之间。
- 喷涂： 使用普通的无气喷涂设备进行喷涂。
- 涂层： 注意边缘喷涂和小面积喷涂，以确保涂布率和均匀性。为获得规定的干膜厚度，必须充分注意。
- 干燥和固化：在特定的温度和湿度下干燥和雾化约 24 小时，以确保涂层的化学稳定性。
- 内部玻璃鳞片涂层的优点
- 具有良好的耐久性和耐候性
- 充分利用自然光
- 具有耐化学性和耐溶剂性
- 可节省建筑空间
- 可持续发展
- 内部玻璃鳞片涂层的局限性
- 具有良好的耐久性和耐候性
- 充分利用自然光
- 具有耐化学性和耐溶剂性
- 可节省建筑空间
- 可持续发展
管道内部涂层技术
作为一种有效控制管道腐蚀损失的技术，管道内涂层的使用越来越普及。石油管道防腐程序主要包括选择耐腐蚀的金属或非金属基材、添加腐蚀抑制剂、涂敷涂层或衬里以防止腐蚀发生。
- 耐腐蚀基材开发与应用技术
从本质上讲，选择耐腐蚀基材的目的是为了提高管道内部涂层的性能，因此基材的选择具有极其重要的意义。耐腐蚀基材分为两类：耐腐蚀金属基材和耐腐蚀非金属基材。金属基材是最常见的耐腐蚀基材类型。Fe-ni基耐腐蚀合金除了具有优异的耐腐蚀性能，如抗应力腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀，以及抗各种腐蚀破坏的能力外，还具有突出的机械特性和机加工性能。常用的耐腐蚀非金属基材包括玻璃纤维增强塑料、塑料、橡胶和陶瓷等。目前常用的管道分为两类：一类是内衬钢管，另一类是坚固的聚乙烯管。
- 缓蚀剂技术
只需在介质中加入极少量的缓蚀剂，就能在管道内壁形成钝化膜、吸附膜、沉淀膜等保护膜，防止或减缓腐蚀的发展。缓蚀剂的用量极少，对周围环境没有影响。添加缓蚀剂不需要扩建设备，操作简单方便。此外，它还具有在各种环境中使用相同配方的优点。因此，石油和天然气行业经常使用这种产品。
- 管道内部涂层技术
为了解决集输系统和注水系统管道的腐蚀问题，管道内涂层是一种高效的解决方案。在输送天然气时，可以通过涂层将管道的表面粗糙度和水力摩擦系数降至最低。这可以减小管道直径，从而降低管道的材料和施工成本。环氧粉末涂层技术、液体环氧涂层技术和其他涂层技术是最常用的涂层技术。
- 环氧粉末涂料技术
环氧粉末涂料具有附着力强、涂膜硬度高、耐腐蚀性和耐化学性好、固化过程中无副产品、使用率高和粘度低等特性。此外，环氧粉末涂料还具有良好的涂膜流平性和光滑的外观。环氧粉末涂料有几种不同的工艺，包括静电喷涂、热喷涂、真空吸附涂层和流化床等。静电喷涂常用于在管道内对大直径管道进行喷涂，效果非常好。在对小直径钢管进行涂层时，通常采用流化床空心锥体雾化喷涂技术（也称为真空吸附涂层法），而流化床法通常用于特殊形状的部件。另一方面，材料和人工成本过于昂贵。运行时，必须将管道和涂层加热到 250°F 的温度。
通过在管道中使用环氧树脂内衬，可以成功减少流体与管道之间的摩擦阻力。这种管道内涂层适用于用于输送石油、天然气、水、工业流体和腐蚀性流体等的钢管。它可以液体或粉末的形式进行涂敷。当油田钻井工具（钻杆、抽油杆（封隔器）、泵（油管）、套管（及其他部件）预计会发生腐蚀和石蜡沉积时，它就非常有用。它还可用于特定的连接，以保护油田钻井工具的焊接接头。
- 液体涂层技术
液态环氧涂料的最基本形式是由环氧树脂和胺固化剂组成。虽然液态环氧涂层具有出色的附着力、耐腐蚀性、耐磨性和物理特性，但涂层的施工厚度受到限制，涂层达不到预期效果。气溶胶喷涂、静电喷涂和高压无气喷涂都是将液体环氧涂料涂抹到管道内表面的方法。
- 其他涂层技术
氯化橡胶涂料具有高附着力、耐介质性和耐候性，在石油化工领域被广泛用作主要配套涂料，以方便建造简单实用的结构。许多大油田都使用了 Ni-P 合金化学涂层油管，不仅降低了油管的成本，还具有一定的防腐效果。
溶解氧的腐蚀机理
油气田中溶解氧的存在是造成腐蚀的最关键因素之一。氧气具有极化作用，使金属的腐蚀速度比正常情况下更快。以下是溶解氧腐蚀的反应机理：
阳极： 阳极：Fe-→Fe₂+ +2e；
阴极：2H+ +2e→H2; O2+ 2H₂O+4e→4OH-
结果是 Fe(OH)₂，但 Fe(OH)₂ 非常不稳定，会转化为 Fe(OH)₃。Fe(OH)₃ 脱水生成 Fe₂O₃。铁₂O₃是造成钢结构损坏的铁锈的主要成分。
CO₂ 的腐蚀机理
二氧化碳是石油和天然气工业中伴生气或天然气的成分之一，在干燥状态下不会对钢材造成腐蚀，但溶解在水中时会对钢材造成腐蚀，溶解在水中时会对钢材造成电化学腐蚀。
当两者保持相同的 pH 值时，溶解在水中的二氧化碳的腐蚀速率大于盐酸的腐蚀速率。
如何修复内部管道涂层？
由于环氧树脂是一种粘稠的液体，因此它在通过冷热水管道系统时能起到涂层、密封和固定的作用。环氧树脂混合均匀后，使用过滤的压缩空气喷射到饮用水管道中。当环氧树脂在冷热水管道中喷射时，它可以修复细小的裂缝和针孔泄漏，同时还能加固管道。环氧树脂足够厚，因此在使用时不会在管道内喷溅。相反，它有一种自我翻滚的趋势，从而在管道内径上形成一致的涂层。
环氧树脂喷涂到位后，必须让其固化一段时间，固化时间从几小时到一天或更长时间不等。环氧树脂固化后，就会变硬并形成持久的表面。
环氧树脂内涂层是否会减少内涂层管道的内径？
为了降低冷热水管道的内径（内涂层管道），必须在每根管道的内部涂上环氧涂层。由于环氧涂层通常只有几毫米厚，因此不会明显减小管道的内径。不过，在管道喷涂环氧树脂之前，所有冷热水管道都要进行彻底清洗，直至管壁，然后重新组装。对于腐蚀严重的冷热水管道来说，这意味着与涂环氧树脂涂层之前相比，它们的直径实际上会增大。
