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案例展示
福世藍管道預保護技術
發布時間:2019-04-19  閱讀: 480次

一、設備問題背景

管道是常見的用來輸送流體物質的特種設備,它廣泛用于化工、石油。據資料統計,用于化工廠管道的建設投資約占化工廠全部投資的30%以上。化肥、化工、煉油采用的管道主要用于輸送、分離、混合、排放、計量和控制或制止流體的流動。由于化工生產的連續性,生產過程除常溫常壓外,許多是在高溫、高壓、低溫、真空條件下進行的,而且許多工作介質還具有易燃易爆、有腐蝕、有毒性的特點,因此對管道安全運行帶來一定的威脅,加之石油化工廠的管道與其他工業相比,數量多、尺寸形式多種多樣,而且錯綜復雜,這就加劇了發生安全事故的可能性和危險性。

二、設備問題分析

某氯堿廠32%燒堿輸送管線在部分彎頭的焊縫及熱影響區出現堿滲漏,存在很大的安全隱患。綜合各種行業的管道滲漏問題進行分析總結,造成管道滲漏問題的主要原因有以下幾點:

1)管道設計不合理。

撓性不足導致的焊縫裂紋、疲勞或支點變形導致的管道破裂。工藝設計缺陷導致的管道受熱膨脹沒有伸長空間,造成的管道破裂。

2)材料缺陷或制造加工質量缺陷。

管道在加工制作環節因管材本身缺陷、或焊接質量不合格(焊縫裂紋、錯位、燒穿、未焊透、焊瘤、咬邊等等)都有可能導致管道砂眼或焊縫砂眼,造成管道滲漏。

3)人為破壞。

工作時造成的磕碰或維修維護不到位、違章操作導致的管道滲漏。

以上三點是造成管道滲漏的主要原因,除管道設計不合理及人為破壞兩點可以通過提高設備管理水平等手段可以控制之外,最難以控制的一點就是管道材料缺陷或焊縫缺陷,因此選取合理的方案,針對新管道容易出現問題的部位(通常是焊縫)進行預保護,是避免后期管道滲漏的首要問題。

三、管道預保護技術工藝

針對這一問題企業提出了針對新的管道進行焊縫預保護方案,避免出現滲漏問題,進而避免因管道滲漏問題引起的安全事故出現的可能性。選取了福世藍修復技術,該技術有以下幾點優勢:

1)良好的防腐蝕性能;

2)對基材破壞小,不會破壞管道整體強度,表面處理時使用砂紙打磨即可達到應用條件

3)良好的金屬修復性能,在管道薄弱點(焊縫位置)使用材料進行修復可以增強管道強度。

因此針對福世藍修復工藝所使用的材料進行了分析其主要數據及修復工藝如下:

福世藍高分子復合材料,在抗介質腐蝕方面與金屬材料相比有無可比擬優勢,通過表面處理后,涂抹材料避免熱應力的產生大大延長設備使用壽命。此次針對腐蝕滲漏的管道首先使用福世藍EE-101防腐材料進行滲漏修復,然后使用901加強帶混合2211F金屬修復材料進行加強保護(見圖1)。


福世藍EE-101防腐材料是一種在浸泡環境下的抗高溫、抗強化學腐蝕保護的材料,主要應用于強化學物質和高溫環境。對氮,鹽酸,冰狀醋酸和甲醇都有極好的抗腐蝕能力;用于高溫,強腐蝕,一般涂料不能工作的環境;可修復和保護各種搪瓷罐體、金屬罐體、管道、閥門,避免腐蝕;特別用于浸泡環境下的高溫,強化學腐蝕的搪瓷反應釜的修復和整體保護。其具有以下幾點主要性能:

1)可很好的粘著于各種金屬、橡膠、混凝土、塑料等材料。  

2)在完全浸泡的環境下有極好的抗高溫性能。

3)抗強化學腐蝕性能。可以抗幾乎所有的無機強酸和有機酸的腐蝕,抗鹽、抗所有的有機溶劑、抗燃油、航空煤油和汽油。

其主要物理數據如下:

干環境耐溫

濕環境耐溫

固化時間

粘度

應用溫度

260℃

177℃

121℃/2h

9,000-15,000 cps

13-35℃

福世藍2211F材料是一種抗高溫、抗強腐蝕并可以機加工的金屬修復、保護復合材料主要修復各種磨損的軸類、軸襯、軸承座、鍵槽、螺紋;也可以用于液壓臂和道軌面的局部劃傷。利用材料的抗高溫腐蝕性能,可以修復和保護各種搪瓷罐體、金屬罐體、管道、閥門等。具有以下幾點主要性能:

1)可很好的粘著于各種金屬、橡膠、混凝土、塑料等材料  

2)有良好的抗高溫、抗腐蝕性能。可以抗大多數的無機酸、有機酸等的腐蝕。

3)具有良好的機加工和耐磨性能

其物理數據如下表所示:

耐溫℃

硬度

抗拉力

抗壓強度

粘著力

260(干環境)

120(濕環境)

ShoreD90

(ASTM D-2240)

415kg/cm2

(ASTM D-638)

1600kg/cm2

(ASTM D-695)

279kg/cm2

(ASTM D-1002)

四、方案試驗過程

實驗步驟

為證明工藝的可行性,制作了試件,模擬管道的實際使用環境(包括溫度、壓力、介質)、砂眼等,進而驗證了這一方案的可行性,主要試驗過程如下:

1)制作試件。試件由規格為DN50的彎頭、直管、法蘭焊接而成,材質304,厚度4mm,在彎頭及彎頭焊縫上鉆出Φ4通孔各1個;

2)使用福世藍修復工藝對2處通孔進行修復;

3)對修復后的試件進行1.75MPa水壓試驗,保壓20min,未見滲漏;

4)將試件投入32%燒堿液中進行耐腐蝕試驗。經10天時間的試驗,未見腐蝕、裂紋等缺陷;

5)再次對試件進行1.65MPa水壓試驗,保壓20min,未見滲漏;

6)剖開試件進行宏觀檢查。內壁及修復層未見明顯腐蝕痕跡;修復層質硬,厚度約4mm,

與基體貼合良好。

實驗圖片


試驗結論

經過以上試驗得出以下結論:

1)試件具備較好的承壓性能,能滿足管道1.2MPa的承壓要求。

2)試件具備較好的耐腐蝕性能,常溫下能滿足32%燒堿的抗腐蝕要求。

3)該修復技術可用于公司32%燒堿管線的滲漏修復。

證明了使用福世藍管道預保護技術修復后的管道具有良好的抗腐蝕、抗壓、安全操作、工藝簡單的特點,該方案具有很高的可行性。

五、現場施工過程

1)表面處理,使用鋼絲輪打磨需要保護的焊縫部位;

2)立即用丙酮或99.7%無水乙醇清洗打磨后的表面,要求處理后干凈、干燥、堅實、粗糙;

3)按比例調和適量EE-101材料至均勻無色差;

4)將材料均勻涂抹至待保護部位。

5)EE-101材料固化完成后彎頭焊縫處使用901加強帶混合2211F材料整體加強保護

(見圖2);

6)修復完成,等待材料固化。

施工圖片信息


六、總結

管道與眾多化工設備相比其附加值不高,雖不被人們更多地關注,但是因管道滲漏而發生的破壞事故是不可忽視的。特別是因管道發生滲漏而引起的安全事故。隨著國家安全、環保管理要求的不斷調整變化和新政策、新法規的趨嚴從緊,以建立在高能耗、高污染、高危險的基礎上的發展模式將難以為繼。在設備出現問題的前期將隱患進行有效評估及控制是當今工業設備管理的發展趨勢。長期以來化工企業在管道出現滲漏時如何快速有效的治理,一直是設備安全管理人員的重中之重,我們認為針對滲漏的在役管道反復的帶壓堵漏是一種落后的維護手段,其結果是導致能源消耗上升、設備效能低下、安全事故頻發、排放污染嚴重等重大突出問題。因此針對容易出現滲漏問題的管道、運輸危險介質的管道應進行預保護處理,可以有效的避免出現管道滲漏造成的一系列問題,另外其成本也遠遠低于傳統管道滲漏后停機更換管道或帶壓堵漏的成本。不僅保證了企業設備良好、安全、高效運行,又實現低能耗、低排放、低成本的化工企業管理方針。

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