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螺旋埋弧焊管應用受到局限性主要有4點:①存在較復雜的殘余能力,以及分布和量值大小變化較大;②從基于應變的設計理念來看,螺旋焊管抗大變型能力要弱一些;③受到壁厚的限制,一般壁厚S≤25mm;④受到鋼級的限制,一般高強度鋼級X90~X120的開發(fā)僅限于直縫埋弧焊管。因此,對螺旋焊管的使用,應當揚長避短,輸送天然氣時它適用于一類地區(qū)和二類地區(qū)。
無縫鋼管的實際應用
無縫鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長條鋼材。鋼管具有中空截面,大量用作輸送流體的管道,如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。
鋼管與圓鋼等實心鋼材相比,在抗彎抗扭強度相同時,重量較輕,是一種經濟截面鋼材,廣泛用于制造結構件和機械零件,如石油鉆桿、汽車傳動軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等。
用鋼管制造環(huán)形零件,可提高材料利用率,簡化制造工序,節(jié)約材料和加工工時,如滾動軸承套圈、千斤頂套等,目前已廣泛用鋼管來制造。 熱軋無縫鋼管分一般鋼管,低、中壓鍋爐鋼管,高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、地質鋼管和其它鋼管等。
無縫鋼管的分類
熱軋無縫鋼管分一般鋼管,低、中壓鍋爐鋼管,高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、地質鋼管和其它鋼管等。
冷軋(撥)無縫鋼管除分一般鋼管、低中壓鍋爐鋼管、高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、其它鋼管外,還包括碳素薄壁鋼管、合金薄壁鋼管、不銹薄壁鋼管、異型鋼管。
無縫鋼管的制造工藝
熱軋(擠壓無縫鋼管):圓管坯→加熱→穿孔→三輥斜軋、連軋或擠壓→脫管→定徑(或減徑)→冷卻→矯直→水壓試驗(或探傷)→標記→入庫
冷拔(軋)無縫鋼管:圓管坯→加熱→穿孔→打頭→退火→酸洗→涂油(鍍銅)→多道次冷拔(冷軋)→坯管→熱處理→矯直→水壓試驗(探傷)→標記→入庫
我國無縫鋼管生產現(xiàn)狀
據不完全統(tǒng)計,我國現(xiàn)有無縫管生產企業(yè)約240多家,無縫鋼管機組約250多套,年產能力約450多萬噸。從口徑看,<φ76的,占35%,<φ159-650的,占25%。從品種看,一般用途管190萬噸,占54%;石油管76萬噸,占5.7%;液壓支柱、精密管15萬噸,占4.3%;不銹管、軸承管、汽車管共5萬噸,占1.4%。
1、清洗
利用溶劑、乳劑清洗鋼材表面,以達到去除油、油脂、灰塵、潤滑劑和類似的有機物,但它不能去除鋼材表面的銹、氧化皮、焊藥等,因此在防腐生產中只作為輔助手段。
2、工具除銹
主要使用鋼絲刷等工具對鋼材表面進行打磨,可以去除松動或翹起的氧化皮、鐵銹、焊渣等。手動工具除銹能達到Sa2級,動力工具除銹可達到Sa3級,若鋼材表面附著牢固的氧化鐵皮,工具除銹效果不理想,達不到防腐施工要求的錨紋深度。(中國噴砂機網www.penshaji.com)
3、酸洗
一般用化學和電解兩種方法做酸洗處理,管道防腐只采用化學酸洗,可以去除氧化皮、鐵銹、舊涂層,有時可用其作為噴砂除銹后的再處理。化學清洗雖然能使表面達到一定的清潔度和粗糙度,但其錨紋淺,而且易對環(huán)境造成污染。
4、噴(拋)射除銹
噴(拋)射除銹是通過大功率電機帶動噴(拋)射葉片高速旋轉,使鋼砂、鋼丸、鐵絲段、礦物質等磨料在離心力作用下對鋼管表面進行噴(拋)射處理,不僅可以徹底清除鐵銹、氧化物和污物,而且鋼管在磨料猛烈沖擊和磨擦力的作用下,還能達到所需要的均勻粗糙度。
噴(拋)射除銹后,不僅可以擴大管子表面的物理吸附作用,而且可以增強防腐層與管子表面的機械黏附作用。因此,噴(拋)射除銹是管道防腐的理想除銹方式。一般而言,噴丸(砂)除銹主要用于管子內表面處理,拋丸(砂)除銹主要用于管子外表面處理。采用噴(拋)射除銹應注意幾個問題。
4.1除銹等級
對于鋼管常用的環(huán)氧類、乙烯類、酚醛類等防腐涂料的施工工藝,一般要求鋼管表面達到近白級(Sa2.5)。實踐證明,采用這種除銹等級幾乎可以除掉所有的氧化皮、銹和其他污物,錨紋深度達到40~100μm,充分滿足防腐層與鋼管的附著力要求,而噴(拋)射除銹工藝可用較低的運行費用和穩(wěn)定可靠的質量達到近白級(Sa2.5)技術條件。
4.2噴(拋)射磨料
為了達到理想的除銹效果,應根據鋼管表面的硬度、原始銹蝕程度、要求的表面粗糙度、涂層類型等來選擇磨料,對于單層環(huán)氧、二層或三層聚乙烯涂層,采用鋼砂和鋼丸的混合磨料更易達到理想的除銹效果。鋼丸有強化鋼表面的作用,而鋼砂則有刻蝕鋼表面的作用。鋼砂和鋼丸的混合磨料(通常鋼丸的硬度為40~50HRC,鋼砂的硬度為50~60HRC可用于各種鋼表面,即使是用在C級和D級銹蝕的鋼表面上,除銹效果也很好。
4.3磨料的粒徑及配比
為獲得較好的均勻清潔度和粗糙度分布,磨料的粒徑及配比設計相當重要。粗糙度太大易造成防腐層在錨紋尖峰處變??;同時由于錨紋太深,在防腐過程中防腐層易形成氣泡,嚴重影響防腐層的性能。
粗糙度太小會造成防腐層附著力及耐沖擊強度下降。對于嚴重的內部點蝕,不能僅靠大顆粒磨料高強度沖擊,還必須靠小顆粒打磨掉腐蝕產物來達到清理效果,同時合理的配比設計不僅可減緩磨料對管道及噴嘴(葉片)的磨損,而且磨料的利用率也可大大提高。通常,鋼丸的粒徑為0.8~1.3mm,鋼砂粒徑為0.4~1.0mm,其中以0.5~1.0mm為主要成分。砂丸比一般為5~8。
應該注意的是在實際操作中,磨料中鋼砂和鋼丸的理想比例很難達到,原因是硬而易碎的鋼砂比鋼丸的破碎率高。為此,在操作中應不斷抽樣檢測混合磨料,根據粒徑分布情況,向除銹機中摻入新磨料,而且摻人的新磨料中,鋼砂的數(shù)量要占主要的。
4.4除銹速度
鋼管的除銹速度取決于磨料的類型和磨料的排量,即單位時間內磨料施加到鋼管的總動能E及單顆粒磨料的動能E1。
式中:m——磨料的噴(拋)量;
V——磨料運行速度;
m1——單顆粒磨料的質量。
m。的大小與磨料破碎率有關,破碎率大小直接影響表面處理作業(yè)的成本及除銹設備的費用。當設備固定不變后,m為常數(shù),y為常數(shù),所以E也是一個常數(shù),但由于磨料破碎,m1發(fā)生變化,因此,一般應選擇損耗率較低的磨料,這樣有利于提高清理速度和長葉片的壽命。
4.5清洗和預熱
在噴(拋)射處理前,采用清洗的方法除去鋼管表面的油脂和積垢,采用加熱爐對管體預熱至40一60℃,使鋼管表面保持干燥狀態(tài)。在噴(拋)射處理時,由于鋼管表面不含油脂等污垢,可增強除銹的效果,干燥的鋼管表面也有利于鋼丸、鋼砂與銹和氧化皮的分離,使除銹后的鋼管表面更加潔凈。
5結語
在生產中重視表面處理的重要性,嚴格控制除銹時的工藝參數(shù),在實際施工中,鋼管防腐層的剝離強度值大大超過標準的要求,確保了防腐層的質量,在同樣設備的基礎上,大大提高工藝水平,降低生產成本。
]]>1 鋼管樁防腐設計規(guī)范及新樁涂裝方案
如今鋼管樁防腐涂層的設計有效防護年限多要求達30a。對應于海洋環(huán)境,尤其是潮差區(qū),由于周而復始受海水的沖擊和浸泡、干濕交替、影響腐蝕速度的氧濃度差高等原因,真正要做到有效防護30a并不容易。國內鋼管樁防腐蝕設計依據的標準,就是交通部頒標準JTJ230-89《海港工程鋼結構防腐蝕技術規(guī)范》。這個標準已明顯滯后,新的標準尚在修訂中,使得目前鋼管樁防腐層方案眾多。相對應國際上,最嚴格也最廣為接受的是挪威的NORSOK標準?!禢ORSOKM501表面處理和保護涂料》標準不但針對各種典型的海洋工程環(huán)境和不同的構件給出了推薦的涂料系統(tǒng)、預處理要求、施工要求、檢測方法等,而且直接對可接受用于海洋工程的涂料性能檢測指標要求和檢測的方法給出了明確的規(guī)定。比如,適用于鋼管樁水下區(qū)和飛濺區(qū)的涂層配套方案,要求噴砂處理到Sa2.5級,粗糙度Ry550~85μm;推薦使用雙組分環(huán)氧,干膜厚度2×225μm;涂層系統(tǒng)須與陰極保護一起使用,根據需要可以使用防污漆系統(tǒng)。所用涂料須經測試,要求性能檢測指標,潮濕箱測試達4200h以上;鹽霧+人工加速老化循環(huán)試驗達4200h以上。中國的《海上固定平臺入級與建筑規(guī)范》和美國NACE規(guī)范RP-01-76(1983)也都是全面參照的NORSOK標準。由于NORSOKM501標準中關于鹽霧+人工老化循環(huán)試驗的測試方法不在國標規(guī)定的檢測方法之列,所以我國的標準對涂料性能的要求折中為須經過4000h的耐鹽霧試驗,2000h的耐老化試驗和4000h的耐濕熱試驗。能夠全面達到以上性能指標的涂料應該說都是好涂料,防腐性能出色。
目前,涂料供應廠商針對鋼管樁的防腐,所推薦的涂料方案大致可歸納如下:①水下區(qū)采用高固體份雙組分環(huán)氧涂料(尤其推薦使用高性能改性環(huán)氧涂料),總膜厚要求達450μm,分兩道或多道涂裝。因考慮與陰極保護配套使用,第一道底涂多采用耐電位性好以及可減少陰極保護初始電流密度的含鋅粉或鋁粉型漆。②潮差區(qū)因腐蝕環(huán)境最為惡劣,現(xiàn)大多推薦使用玻璃鱗片涂料。其中主要包括環(huán)氧玻璃鱗片涂料和不飽和聚酯(乙烯基酯聚酯為最佳)玻璃鱗片涂料。前者涂厚500~650μm,可分兩道涂(最好先涂一道環(huán)氧富鋅底漆40~60μm)。后者聚酯樹脂一般要求做到1500μm,分兩道或多道涂。③水上區(qū)因無外加電流進行陰極保護,宜選用具陰極保護功能的無機富鋅底漆(40μm)或環(huán)氧富鋅底漆(60μm),再涂高性能改性環(huán)氧漆兩道400μm作中間漆,最后涂面漆60μm。面漆常規(guī)的選擇是丙烯酸改性聚氨酯面漆,另外有的丙烯酸改性環(huán)氧面漆也可選用。
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