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長沙管道內覆蓋層產生的效益

作者:小編 瀏覽量:5324 時間:2024-03-06 00:00:00

信息摘要:

管道內覆蓋層產生的效益, 很長時間以來,人們就認識到管道內覆蓋層具有良好的經濟性,它能夠耐磨損、耐機械破壞并降低清洗、過濾、清管的成本及其它清管設備的費用,確保產品純度,防止污染,極大地降低了維護費用,使管內壁不會造成沉淀...

 很長時間以來,人們就認識到管道內覆蓋層具有良好的經濟性,它能夠耐磨損、耐機械破壞并降低清洗、過濾、清管的成本及其它清管設備的費用,確保產品純度,防止污染,極大地降低了維護費用,使管內壁不會造成沉淀物的聚積(如垢或石蠟),能增加輸量。
    1967年美國國家標準局的“腐蝕的方方面面”報告估計,由于水管內壁銹蝕的阻塞所需的額外泵動力成本每年就達四千萬美元。
1.增加天然氣的輸量
  由于內覆蓋層表面的粗糙度減少了摩擦阻力,使天然氣或液體更容易在管內流動,從而提高了輸送效率,增加了輸量。用于天然氣管道內壁的這類減阻型涂膜較薄,干膜厚度為37~75μm,通常在表面處理達Sa2.5級的表面上噴涂。
  1953年,北美天然氣管線首次采用減阻內涂技術,管徑500mm,使用了美國COPON研究聯合體開發出一種具有特殊表面粗糙度,能有助于介質流動,提高輸量的涂料,這在實際應用中已得到證實,許多文獻作了具體的闡述。
  在當時使用了上述涂料,5年內進行定期跟蹤檢查,后因沒有發現任何問題,所以沒有再繼續檢測。
  目前減阻內涂技術已被大家所接受,尤其被天然氣輸送公司所采用,事實上,從初期在北美出現,直至現在在歐洲及其它國家廣泛應用,減阻內覆蓋層也已成為管道的標準技術。
  H.G.Fasold博士及H.N.Wahle于1993年發表的文章中提出了輸送量提高14%~21 %的數據。并指出:“這種內覆蓋層自20世紀60年代末以來一直被北歐和北美的許多天然氣公司所采用,大部分用于較大管徑的管線,獲得了上述比例的增量,而投資量增加相對較小(少于2%)”。
  實際拉測表明,天然氣管線上使用內覆蓋層具有以下的經濟效益。
  (1)可提高輸量4%~8%,許多國家應用實例表明均能維持這一比例,這實際上已有一定裕度,一般認為能提高1%,采用內覆蓋層就已值得了。
  (2)可在管道敷設前提供保護,以保證沒有腐蝕物影響表面粗糙度,污染介質。
  (3)敷設后可方便快捷地清潔管道內部,水壓試驗后由于內表面光滑能迅速干燥。
  (4)減少石蠟及其它污染物的沉積。
  (5)在運行期間能降低動力消耗。
  (6)減少維護、清管的次數。
  (7)不會固腐蝕物造成阻塞、破壞、污染介質。
  (8)有利于管道內壁缺陷的檢測,較易查出管道的層裂和其它缺陷。
  (9)使用內覆蓋層后的管內壁表面非常光滑。因此可延長清管器的壽命,與沒有內覆蓋層的條件相比,延長壽命近4倍。
  (10)提高了輸送介質的純度。
  對于輕度腐蝕性的天然氣管道,用75μm的干膜厚度內覆蓋層具有更高的經濟效益。
2.減少維護量
  由于內覆蓋層的使用,使清管更加容易,且減少了清管次數,同時清管器所需的壓力大約只是裸管的一半,所以管道的維護量相應減少。類似的情況有,當管道做水壓試驗時,臂徑900mm的管道只需4個清管器即能完全干燥;
  對于每條管道,清管的次數不盡相同,但從幾家美國天然氣運輸公司實際應用經驗中提供的一些數據表明,有內覆蓋層的管道每一年至一年半進行一次清管,而沒有內覆蓋層的管道,通常一年需要3次。
3. 良好的經濟性
  內覆蓋層初期投入的成本可獲幾倍的補償,即使管徑對于當時輸量需求來說很充分,也應考慮使用內覆蓋層,以便適應將來輸量增加的需求。
  通過貼現流動的方式,幾年后就會有效益回報,分析表明對于天然氣和液體管線使用內涂技術。一般3~5年即可有效益回報。
  測試數據不是很完全,因為常進行做內防腐前后的比較測量,而且也不能完全確定待涂表面的粗糙度。涂層粗糙度隨著所使用的涂料的不同面不同,但從水壓試驗角度來說,內表面粗糙度值最大應降低到5~10μm。
  最初內涂料主要應用在水管線上,是為了確保水的純度,在天然氣管線上,是為了希望最大程度地提高生產量。然而近來,也應用在原油管線上,不僅是為了防腐,而且是為了通過改善流動有所受益。
  其它的好處就是包括減少維護及降低了石蠟的沉積。據報道美國一些沿海管線的清管次數減少高達75%。實驗室試驗結果也顯示,由內涂層形成的光滑表面能顯著地降低石蠟的沉積,可達25%。
  總之,內涂層能大幅度地提高輸量,這個提高正是依賴著管道、內涂覆及流動特性。然而,理論分析還沒有發展到可對任何管道系統進行與之相關的檢測。
  隨著表面粗糙度的降低,摩擦系數也相應地減少,摩擦系數降低的比率隨著雷諾數的增加及管徑的減小而增加。
  管徑對減少摩擦系數的影響,隨著雷諾數的增高而有所減少。
  當雷諾數在105~107時,摩擦系數的變化最大。
  內表面粗糙度為4.5μm的工業管道內涂后可提高液態介質輸送能力22%,輸氣管道則是24%。
  內表面粗糙度為4.5μm的工業管道,則液體壓力的降低減少將達33%,內涂可縮小管徑8%。
  眾多降低成本的實例說明,內涂覆所帶來經濟效益,通常回報期為3~5年。
  通過從內涂技術的受益,最初的成本投入將會幾倍地收回,即使天然氣管徑能充分滿足當時輸量的需求,但是為了將來能增加輸量或減小新管線的管徑,考慮內涂減阻仍是明智的舉措。
  綜上所述,天然氣管道減阻內涂技術有著無可非議的優越性,在許多文獻中均有所反映。
 

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