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跨接管材料的選擇

2024-02-27 14:12     來源:海洋石油裝備與材料     跨接管 海上油氣海洋油氣管線海洋新材料海洋防腐
(1)柔性跨接管 柔性管采用多層的復(fù)合材料制造,主要由保證液體密閉性的熱塑性聚合物材料層,以及螺旋結(jié)構(gòu)纏繞的保證管材強度的扁鋼組成。螺旋結(jié)構(gòu)使得柔性管不僅能承受高壓,還能保持彎曲特性。每一層相對獨立,但又和其他層相互作用提供所需要的結(jié)構(gòu)抗力,使得每一條柔性管都可以通過設(shè)計來達到不同的力學特性。柔性跨接管的主要優(yōu)點可以概括為以下幾點:①良好的柔性。②安裝速度快,安全可靠性高。柔性管可采取連續(xù)鋪設(shè)的方法,平均鋪設(shè)速度可達到500m/h。此外,柔性管可以在陸地上完成管道的連接,從而有效地保證其連接的質(zhì)量,以使其安全可靠性高。③可采用模塊化的設(shè)計方式。柔性管通常包括4~19層,一般根據(jù)其具體工作環(huán)境設(shè)計。不同層分別提供抗拉、抗壓、保溫、防磨損等不同功能,以保證柔性管能夠滿足不同工作環(huán)境的要求。④抗腐蝕性好。柔性管有專門用于防腐蝕的結(jié)構(gòu)層,這樣就使得其可以選用碳鋼作為主要的承力構(gòu)件,從而可以有效地低成本。⑤抗壓性能好??梢栽黾尤嵝怨苤饕辛拥臄?shù)目和厚度來承受不同載荷,從而使得柔性管可用于多種惡劣海況下的石油開采和運輸。⑥柔性管可以被多次回收利用。它是對環(huán)境無害的產(chǎn)品,這樣不僅有效提高了柔性管的利用率,而且顯著降低了柔性管的整體成本,同時也有利于環(huán)境的保護。

按照柔性管的結(jié)構(gòu)特點,可分為粘接性和非粘接性兩大類。

(2)剛性跨接管 剛性跨接管是水下生產(chǎn)系統(tǒng)的“筋脈”,連接了采油樹與管匯、管匯與管匯等重要輸油設(shè)備,材料一般采用API管線鋼,由于海底油氣管道具有高可靠性、免維護或少維護性、高效作業(yè)(包括焊接施工和探傷)和載荷特殊性等特點,剛性跨接管的材料須選擇雙金屬復(fù)合管將逐漸成為新的趨勢。

雙金屬復(fù)合管結(jié)構(gòu)以耐蝕合金管作為內(nèi)襯層(壁厚0.5~3mm)與腐蝕介質(zhì)接觸,以碳鋼或低合金鋼作為外層基管承受壓力、提供強度。雙金屬復(fù)合管將耐蝕合金的良好的抗腐蝕性能與碳鋼優(yōu)良的力學性能有機地結(jié)合起來,可達到與內(nèi)襯層管材相當?shù)哪臀g性能,提高了管道安全級別,延長了管道壽命。由于降低了耐蝕合金管材用量,成本只有純材的1/5~1/2。設(shè)計管道系統(tǒng)中,如果同時要求較高的抗腐蝕性和耐壓功能時,與碳鋼管結(jié)合緩蝕劑、耐蝕合金純材等兩種方案相比,雙金屬復(fù)合管是首選的經(jīng)濟、安全方案。BP、Shell、Mobile等國外石油公司都有雙金屬復(fù)合管在海底管道成功應(yīng)用的案例,目前其在國外油氣田中用量近2萬噸,我國此項技術(shù)正處于起步階段。雙金屬復(fù)合管按制造工藝可分機械復(fù)合管(mechanically bonded bi-metal lined pipe)和冶金復(fù)合管(metallurgically bi-metal cladpipe)兩類。

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