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第1章 绪论 1

1.1 综述 1

1.2 内覆盖层产生的效益 1

1.2.1 增加天然气的输量 2

1.2.2 减少维护量 3

1.2.3 良好的经济性 3

1.3 天然气管道的内覆盖层 4

1.3.1 基本要求 4

1.3.2 防蚀用内覆盖层 5

1.3.3 减阻用内覆盖层 5

1.3.4 内喷涂装置 6

1.3.5 焊缝的处理 6

1.3.6 非焊接头 7

1.4 现场施工涂料 7

1.4.1 施工程序 7

1.4.2 现场施工表面准备 8

1.4.3 现场施工内涂 8

1.4.4 现场涂覆施工管线的设计 8

1.4.5 现场施工涂覆的检测 9

1.4.6 现场施工的覆盖层 9

1.5 内覆盖层使用报告 10

1.5.1 改善流动性 10

1.5.2 提高流量 11

1.5.3 减少摩擦 11

1.5.4 水管线 12

1.5.5 降低泵输成本 13

1.5.6 饮用水管道内衬 14

1.5.7 水管线摩擦系数 14

1.6 典型应用实例 14

1.6.1 原油管线 15

1.6.2 盐水管线 15

1.6.3 盐水管线漏洞的修复 15

1.6.4 石化和炼制产品管线 16

1.6.5 内涂覆管道的其它例子 16

1.6.6 石蜡沉积 16

1.6.7 沥青内涂的沉渣影响 16

1.6.8 耐浆体磨损 17

1.6.9 煤浆管线 17

1.6.10 固体的运输 18

1.6.11 密封舱运输 18

1.6.12 薄膜涂料 19

1.6.13 耐磨性的海水清淤(sea dredging)测试 19

1.7 新的发展 19

1.7.1 热喷环氧覆盖层 20

1.7.2 热喷覆盖层 20

1.7.3 热喷覆盖层性能 20

1.7.4 高固体分涂料 21

1.7.5 微生物腐蚀 21

1.7.6 环氧涂料的发展 21

1.7.7 环氧粉末涂料的优点 22

1.7.8 环氧粉末涂料的应用 22

1.8 结论 23

第2章 减阻原理及计算 24

2.1 输气量与输送压力的计算公式 24

2.1.1 平原地带 25

2.1.2 地形起伏较大地带 26

2.2 磨阻系数λ的确定 26

2.2.1 流态的划分 26

2.2.2 磨阻系数λ的计算 28

2.3 管内壁粗糙度的取值 29

2.4 输气功率 31

2.5 减阻内覆盖层的经济效果 32

2.5.1 内覆盖层与输送量、输送距离的关系 32

2.5.2 内覆盖层与压气机功率的关系 33

2.6 减阻内覆盖层的适用范围 35

2.7 减阻内覆盖层的方案比较 37

参考文献 38

第3章 减阻内涂涂料 39

3.1 涂料组成及分类 39

3.1.1 涂料的基本组成 39

3.1.2 涂料的分类 40

3.1.3 涂料的干燥机理 43

3.2 减阻内涂涂料性能的基本要求 45

3.2.1 黏结力 45

3.2.2 渗透性 45

3.2.3 耐磨性 45

3.2.4 耐压力变化 45

3.2.5 耐热性 45

3.2.6 化学稳定性和耐蚀性 46

3.2.7 覆盖层的光泽度 46

3.3 减阻内涂的寿命要求 46

3.3.1 覆盖层使用寿命的定义 46

3.3.2 影响寿命的涂料及施工因素 46

3.3.3 影响寿命的条件因素 47

3.3.4 影响寿命的运行因素 47

3.3.5 环氧树脂的热降解 47

3.3.6 涂料的耐久性改善 50

3.4 减阻内涂涂料的技术要求 51

3.4.1 涂料的组成、混合和稀释 51

3.4.2 物理性能 51

3.4.3 包装、搬运、装卸和储存 54

3.4.4 技术服务 54

3.4.5 材料的确认 54

3.4.6 涂料验收 54

3.4.7 保证 54

3.4.8 装卸 55

3.5 内涂涂料的选择 55

3.5.1 选择的原则 55

3.5.2 涂料品种的确定 55

3.5.3 涂料选择实例 56

3.6 当前世界知名的内涂涂料 57

3.6.1 英国COPON EP 2306 HF涂料 57

3.6.2 荷兰式玛FLOWCOAT 03涂料 59

3.7 国产减阻内涂涂料 62

参考文献 64

第4章 内涂覆工艺的生产设备 65

4.1 前言 65

4.2 上管平台 66

4.3 预热设备 66

4.4 内表面抛丸清理设备 66

4.5 内喷涂设备 70

4.6 固化炉 71

4.7 检测仪器 72

4.7.1 环境条件监测仪器 72

4.7.2 表面清理检测仪器 73

4.7.3 涂覆层厚度检测仪器 75

4.7.4 覆盖层附着力检测仪器 77

4.7.5 针孔检测仪 79

参考文献 79

第5章 钢管内表面预处理 80

5.1 表面预处理的重要性 80

5.2 影响覆盖层质量的主要因素 82

5.2.1 氧化皮的影响 82

5.2.2 表面污物的影响 82

5.2.3 可溶性盐的影响 83

5.2.4 粗糙度的影响 83

5.3 表面处理的基本要求 84

5.3.1 GB 8923《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》 85

5.3.2 SY/T 0407《涂装前钢材表面预处理规范》 87

5.3.3 GB/T 13288《涂装前钢材表面粗糙度等级的评定》 88

5.3.4 可溶性氯化物的检测标准 89

5.4 钢管内表面预处理 89

5.4.1 抛丸处理 90

5.4.2 喷砂(丸)处理 91

5.4.3 清理作业 92

5.5 质量控制 92

5.5.1 清洁度 93

5.5.2 粗糙度 95

5.5.3 新动态 96

参考文献 97

第6章 内涂涂覆工艺 98

6.1 总则 98

6.2 基本技术要求 98

6.2.1 对涂覆商的要求 98

6.2.2 内涂覆施工的基本程序 102

6.3 工艺要求 102

6.3.1 进管检查 102

6.3.2 管子预热 102

6.3.3 表面准备 103

6.3.4 内喷涂 106

6.3.5 覆盖层的修补 111

6.3.6 涂覆工艺的注意点 111

6.3.7 管道标记 111

6.4 质量控制 112

6.4.1 质量控制的主要项目 113

6.4.2 质量控制的重要性 113

6.4.3 质量控制措施 113

6.4.4 业主的责任 113

6.4.5 检验和测试 114

6.4.6 质量控制的主要项目检测要求 114

参考文献 115

第7章 涂料与覆盖层的性能指标和检验方法 116

7.1 涂料的性能 116

7.2 内覆盖层涂料的试验室质量检验 118

7.2.1 表面光泽 120

7.2.2 耐热性 120

7.2.3 油浸泡试验 120

7.3 覆盖层的生产检测 122

7.3.1 针孔检测 122

7.3.2 涂膜厚度检测 122

7.3.3 弯曲测试 123

7.3.4 黏结(附着力)检测 123

7.3.5 固化检测 123

7.3.6 水浸泡测试 123

7.3.7 剥离检测 123

7.4 各项性能的检测方法 124

7.4.1 涂料固体体积百分含量的测定 124

7.4.2 试验室气压起泡试验 126

7.4.3 试验室水压起泡试验 126

7.4.4 试验室针孔检测 126

7.4.5 涂料密度的测定 127

7.4.6 涂料沸程的测定 128

7.4.7 涂料沉淀性能测定 128

7.4.8 涂料细度的测定 129

7.4.9 涂料中粗颗粒的测定 130

7.4.10 涂料黏度的测定 131

7.4.11 涂料试片的盐雾试验 131

7.4.12 涂料试片的弯曲试验 132

7.4.13 覆盖层硬度的测试 133

7.4.14 覆盖层耐磨损性能的测试 134

7.4.15 覆盖层表面光泽的检验 135

7.4.16 覆盖层湿膜厚度的测定 135

参考文献 136

第8章 减阻内涂的经济性 138

8.1 费用现值(CPVCOS)法 139

8.1.1 定义及计算公式 139

8.1.2 判别方法 140

8.1.3 简单示例 140

8.1.4 费用现值法的特点 140

8.2 差额投资净现值(△NPV)法 141

8.2.1 定义及计算公式 141

8.2.2 判别方法 141

8.2.3 方案优选的步骤 142

8.2.4 差额投资净现值法的特点 142

8.3 干线输气管道采用内覆盖层的经济判据 142

8.3.1 管内壁粗糙度的确定 143

8.3.2 压缩机站功率的确定 143

8.3.3 干线输气管道增量投资的确定 143

8.3.4 运营成本费用的确定 144

8.3.5 采用内覆盖层管道运行费用的判定 147

8.3.6 内涂覆管道经济性分析判定的程序 147

8.3.7 NOVA输气公司对内覆盖层经济性分析判定方法应用示例 149

8.3.8 我国西气东输管道采用内覆盖层的经济性分析 151

参考文献 153

第9章 内涂技术在西气东输工程中的应用 154

9.1 西气东输工程的意义 154

9.1.1 西气东输管道工程概况 155

9.1.2 站场 155

9.1.3 防腐 155

9.1.4 工程建设总体安排 156

9.2 减阻内涂技术的应用 156

9.3 西气东输工程内覆盖层工艺参数及技术要求 158

9.3.1 西气东输干线管道内涂覆工艺基本参数 159

9.3.2 技术要求 160

9.3.3 内覆盖层涂料的选择 160

9.3.4 内涂覆作业的基本程序 161

9.4 西气东输工程采用减阻内涂技术的经济效益 162

附录一 Q/CNPC 37(API RP 5L2)非腐蚀性天然气输送管内壁覆盖层推荐做法 165

附录二 GBE/CM1钢质干线用管和管件的内覆盖层施工规范 183

附录三 GBE/CM2钢质干线用管和管件的内覆盖层材料技术规范 191

附录四 Q/SY XQ 11-2002西气东输管道内壁(减阻)覆盖层补充技术条件 203

附录五 ISO 2815-1973(E)(GB 9275-88)色漆和清漆——巴克霍尔兹压痕试验 209

附录六 ISO 8502-2-1992(E)已处理表面上氯化物的试验室测定 215

附录七 ASTM D 117-97盐雾试验方法 220

附录八 ASTM D 185-84(1999)颜料、色浆和色漆中粗颗粒的标准试验方法 232

附录九 ASTM D 522-93a附着有机覆盖层心轴弯曲试验用标准试验方法 237

附录十 ASTM D 523-89(1994)关于镜面光泽的标准试验方法 245

附录十一 ASTM D 869-85(1998)色漆沉淀度评定的标准试验方法 254

附录十二 ASTM D 968-93用磨料下落测定覆盖层耐磨性 257

附录十三 ASTM D 1078-99挥发性有机液体馏程测试方法 265

附录十四 ASTM D 1200-94用福特黏度杯测定黏度的标准试验方法 281

附录十五 ASTM D 1210-96颜料-漆料体系分散细度测定的标准试验方法 287

附录十六 ASTM D 1309-93(1998)路标漆在贮存时沉降性能的标准试验方法 297

附录十七 ASTM D 1475-98测定液体涂料、油墨和相关产品密度的标准试验方法 299

附录十八 ASTM D 1644-88(1993)测定清漆不挥发物含量的标准试验方法 306

附录十九 ASTM D 2697-86(1991)色漆和清漆中不挥发物体积的测定 309