除上面GBE/CM2標準要求之外,還需補充以下幾種介質(zhì),詳見表3-8。
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表3-8 耐化學(xué)介量補充試驗的條件和恢復(fù)時間
介質(zhì) | 溫度/℃ | 壓力/kPa | 浸漬時間/h | 恢復(fù)時間/h |
乙二醇 | 20~25 | 101.325 | 500 | 4 |
環(huán)已烷 | 20~25 | 101.325 | 168 | 4 |
甲醇+3%氯化鈣 | 20~25 | 101.325 | 168 | 4 |
液壓油+3%氯化鈣 | 20~25 | 101.325 | 500 | 4 |
③其它試驗
a.鏡面光澤(specular gloss ) 用Gardiner60°光澤儀測取的涂覆層的光澤不應(yīng)底于50,測試程序符合ASTMD 523的要求。
b.耐熱(heat resistance) 涂覆層應(yīng)在250℃下保持30min,然后用水冷卻,不得有任何失效產(chǎn)生(包括剝離、開裂、鼓泡或黏結(jié)力損失等)。
4.3 包裝、搬運、裝卸和儲存
涂料和稀釋劑等應(yīng)裝在適當尺寸和材料的容器中,適合于產(chǎn)品從制造廠到現(xiàn)插的搬運、裝卸和儲存過程中不受破壞。涂料供應(yīng)商要提供涂料儲存的條件。
4.4 技術(shù)服務(wù)
業(yè)主有權(quán)向涂料生產(chǎn)商的廠內(nèi)派出技術(shù)檢驗員,以解決涂料生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題。一旦涂料的供貨關(guān)系成立,涂料生產(chǎn)商應(yīng)向業(yè)主或涂覆商提供全方位的技術(shù)服務(wù),如協(xié)助涂覆商調(diào)試,解答噴涂工藝中的問題等。
4.5 材料的確認
(1)涂料供應(yīng)商必須提供至少10年中該涂料成功使用的業(yè)績;
(2)涂料供應(yīng)商應(yīng)提供已使用該涂料的工程業(yè)主的證明資料;
(3)涂料供應(yīng)商應(yīng)提供可滿足業(yè)主“先內(nèi)后外”的工藝要求的證明資料;
(4)涂料供應(yīng)商應(yīng)提供相關(guān)資質(zhì)證明,主要包括涂料的使用說明、工廠歷史及業(yè)績、ISO 9000認證等。
4.6 涂料驗收
(1)涂料供應(yīng)商應(yīng)按標準規(guī)范要求提供所必備的常規(guī)的檢測結(jié)果報告,如果需要,業(yè)主有權(quán)進行抽檢,抽檢樣品可在生產(chǎn)廠內(nèi)徑取,也可在到達現(xiàn)場的產(chǎn)品中提取。如有不合格項,應(yīng)予拒收。
(2)原始檢測所需費用由涂料制造商承擔,抽檢項目的費用由抽檢方承擔,如果質(zhì)量不合格,則由涂料制造商承擔。
4.7 保證
涂料供應(yīng)商應(yīng)對業(yè)主提供以下保證:不符合標準規(guī)范要求的涂料應(yīng)得到糾正或更換,而不追加業(yè)主的費用。在管道完全回填之前,只要能證明是由于涂料的某一組分造成的缺陷的任何額外的費用均應(yīng)由涂料供應(yīng)商承擔。這些費用包括涂料更換、運輸、人工、設(shè)備租賃和其它與管道修補改造的相關(guān)費用。
4.8 裝卸
詳細的裝卸說明將由業(yè)主或涂覆的施工單位提供。
3.5 內(nèi)渝涂料的選擇
5.1 選擇的原則
內(nèi)涂涂料的選擇應(yīng)符合下列原則。
(1)所選涂料的性能必須滿足Q/CNPC 377-2002《非腐蝕性天然氣輸送管內(nèi)壁覆蓋層推薦做法》和相關(guān)技術(shù)標準的要求,如GBE/CM2《鋼質(zhì)管道和接頭內(nèi)覆蓋層涂料的技術(shù)要求》等。
(2)所選涂料必須具有成功應(yīng)用的歷史業(yè)績,并能提供跟蹤記錄。對于新涂料,因為沒有業(yè)績,所以在應(yīng)用前應(yīng)對其性能嚴格按照技術(shù)標準的要求進行測試,并出具權(quán)威部門的證明,使用壽命應(yīng)能滿足設(shè)計要求,在壽命期內(nèi)不應(yīng)發(fā)生剝離和脫落等問題。
5.2 涂料品種的確定
適用于天然氣管道內(nèi)涂的涂料品種很多,要從經(jīng)濟價格比中選出最為經(jīng)濟的內(nèi)涂涂料。美國天然氣協(xié)會(AGA)的管道研究會曾經(jīng)進行過一個NB14的研究項目,對天然氣管遭內(nèi)表面的涂料進行研究和篩選,在對38種各類涂料進行研究后發(fā)現(xiàn),最終認為環(huán)氧樹脂型液體涂料,特別是聚酰胺固化的環(huán)氧樹脂,最適合于天然氣管道的內(nèi)涂。
環(huán)氧樹脂涂料是20世紀最重要的涂料技術(shù)之一。從20世紀40年代末發(fā)展至今,已形成厚漿型、水分散涂料、無溶劑涂料和粉末涂料。環(huán)氧樹脂涂料是廣泛使用的長效防腐涂料,它是由涂料中的環(huán)氧樹脂分子和固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)固化而成,利用環(huán)氧基的反應(yīng)活性,可以用各種樹脂對環(huán)氧樹脂進行改性,制得各種具有良好使用性能的涂料。環(huán)氧涂料的主要特性如下。
(1)極好的黏結(jié)性 環(huán)氧樹脂分子含有羥基和醚健,氧分子對臨界面上金屬的電子具有強吸引力。固化時,活潑的環(huán)氧基能夠和金屬表面的游離價鍵反應(yīng),形成牢固的化學(xué)健。
(2)優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性 環(huán)氧樹脂涂覆層結(jié)構(gòu)致密,固化時無小分子物質(zhì)產(chǎn)生,涂覆層不易產(chǎn)生氣隙。環(huán)氧樹脂分子中含有穩(wěn)定的苯環(huán)、醚鍵,雖然有親水性的羥基,但樹脂的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的隔離作用可以削弱羥基的親水作用,涂覆層性能穩(wěn)定。因此,水和其它介質(zhì)難以對覆蓋層產(chǎn)生破壞作用,也難以通過覆蓋層,滲透到金屬表面,對金屬產(chǎn)生腐蝕。
(3)良好的機械性能 固化后的環(huán)氧樹脂覆蓋層中,既有剛性的苯環(huán),又有短的柔性烴健,因此覆蓋層堅硬,略具柔性。覆蓋層固化時收縮率小,覆蓋層熱膨脹系數(shù)小,與被涂覆的金屬表面之間應(yīng)力小,這一特性可確保內(nèi)涂材料的耐溫和耐應(yīng)力作用的要求,能承受住大的壓力變化,覆蓋層受機械外力作用不容易產(chǎn)生破損。
(4)優(yōu)良的耐磨性和防腐性 固化后的環(huán)氧樹脂層中,既有剛性的苯環(huán),又有短的柔性烴鏈??墒垢采w層堅硬、耐磨、柔韌、防滲透,而具有良好的耐磨性和防腐性。此外,環(huán)氧樹脂還具有良好的電絕緣性。
5.3涂料選擇實例
在國內(nèi),西氣東輸工程中首次采用了減阻內(nèi)涂技術(shù),對于涂料的選擇采取國外標準,即必須符合APl RP 5L2和GBE/CM2標準的要求。為了更結(jié)合本項工程實際,設(shè)計人員參照美國AL-LIANCE管道編制了有關(guān)內(nèi)涂涂料的技術(shù)規(guī)格書。由于西氣東輸外部防腐層采用三層PE,考慮到與外防腐層的關(guān)系,有的施工單位可能采取“先內(nèi)后外”工藝,所以對內(nèi)涂涂料有了耐熱的要求。
內(nèi)涂的涂料由帶有顏料的環(huán)氧樹脂、固化劑、溶劑等組成,按標準要求,供貨商應(yīng)提供有關(guān)涂料性能的資料和證明文件。另外,考慮到這是國內(nèi)第一次采用,沒有實踐經(jīng)驗,所以特別強調(diào)了涂料的使用業(yè)績。如果沒有這種成功的業(yè)績,則要求制造商提供產(chǎn)品通過嚴格和廣泛的實驗室及短期現(xiàn)場試驗的等效性能證明。對于涂料的包裝容器也做了能適應(yīng)各種等級道路運輸?shù)囊蟆?br />
6.當前世界知名的內(nèi)涂涂料
6.1 英國COPON EP 2306 HF涂料
英國E.WOOD有限公司位于英國北約克郡,技術(shù)人員約占70%,已有110年歷史,其主要產(chǎn)品為各種類型的保護涂料,石油領(lǐng)域的涂料只為其中的一部分。COPON管道涂料開發(fā)于20世紀50年代,是管道減阻內(nèi)涂涂料的先驅(qū),如今在世界范圍內(nèi)已有100000km的內(nèi)涂業(yè)績,并有40年的成功應(yīng)用的跟蹤記錄。
作為天然氣管道減阻內(nèi)潦涂料,E.WOOD有艱公司的主要產(chǎn)品是COPON EP2306HF涂料。它是一種雙組分液體環(huán)氧樹脂,專門用于天然氣管道內(nèi)壁,具有較好的施工特性和優(yōu)良的防腐性能,化學(xué)穩(wěn)定性極好,可承受各種化學(xué)介質(zhì)的浸泡,固化后的覆蓋層能承受清管的考驗,在壓力下水壓起泡和氣壓起袍試驗均無問題,完全可以滿足APl RP 5L2和GBE/CM2標準的要求,極大地改善了氣體的流動性,提高輸氣效率。
該涂料主要特點是:
類型:雙組分觸變型;
光澤:半光;
顏色:紅色;
固體含量;52%;
表干(20℃):1h:
實干(20℃):4h:
相對密度(混合物):1.25:
該涂料的一次成膜厚度為:65~80μm。
按照美國API標準的要求,COPON EP2306HF涂料的性能列在表3-9~表3-13中。涂料的理論涂布率可按下式計算:
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表3-9 單組分的物理性能
組分 | 物理性能 | 數(shù)值 | 方法 |
基料 | ? | 5.897kg | ASTM D 1475 |
固化劑 | ? | 4.545kg | ASTM D 1475 |
溶劑 | 餾程 | 117~185℃ | ASTM D 1078 |
基料 | 餾程 | 130~240℃ | ASTM D 1078 |
固化劑 | 餾程 | 120~200℃ | ASTM D 1078 |
涂覆料 | 餾程 | 120~220℃ | ASTM D 1078 |
基料 | 沉淀 | 10 | ASTM D 1039(試驗) |
ASTM D 869(報告) |
固化劑 | 沉淀 | 10 | ASTM D 1039(試驗) |
ASTM D 869(報告) |
表3-10 混合組分的物理性能
物理性能 | 數(shù)值 | 方法 |
固體體積 | 48% | API RP 5L2之附錄1 |
細度(Hegman) | 6 | ASTM D 1210 |
粗顆粒 | 200目篩全部通過 | ASTM D 185
(除使用乙基乙二醇正單丁基醚作清洗液) |
表3-11 稀釋后涂料的物理性能
物理性能 | 指標 | 允許范圍 | 方法 |
流動 | 在豎直平面上涂覆時,沒有不均勻現(xiàn)象產(chǎn)生 | 在豎直平面上涂覆時,沒有不均勻現(xiàn)象產(chǎn)生 | 在鋼板上噴涂,溫度分別為10℃,37℃,66℃,涂覆后形成的干膜厚度最小為76μm |
適用期 | 8h | 黏度值最大增加100%,8h,25℃,250g樣品 | ASTM D 1200 |
黏度 | 90s | ±5s | ASTM D 1200,4號Ford杯測試,25℃ |
表3-12 實驗室涂覆的玻璃試片性能
測試 | 指標 | 測試方法 |
針孔(濕膜) | 無針孔 | API 5L2附錄7 |
針孔(干膜) | 無針孔 | API 5L2附錄7 |