海水管道內涂層現場修復技術探討

田旭 張巍偉

摘 要：本文首先闡述了海水管道腐蝕成因及修復難點，接下來介紹了兩種典型的現場修復方法;通過比較，得出金屬球和綁帶的修復方法較為適用，可應用于不停產工況下管道涂層的修復;本研究的結論可以為海水管道防腐涂層修復方案的選擇、修復等提供一定指導。

前言

近年來隨著我國長輸天然氣、固定平臺石油管道、深水大型重型設備的加快發展，海水系統是其主要的冷卻水的來源，也是主要的系統之一，由于海水的腐蝕性非常強，所以對于海水系統的材質選型有很大的難度。隨著深水大型設備的不斷涌現，海水系統越來越復雜，管線尺寸越來越大，尤其管道的選材暴露出來的問題，逐步突顯。可以選擇的材質非常多，管道選材還要考慮到經濟評價顯得尤為關鍵[1]。目前主流選材為碳鋼加內涂層，該應用是歷史最久的方式之一，但是隨著海水的沖刷，長時間的使用，和內涂層工藝的問題，導致海水管線現場泄漏的案例越來越多。泄漏的管道存在著較大的安全隱患，甚至引發安全事故，進而導致較大的經濟損失和較為嚴重環境污染。因此，本文針對海水系統材質做了簡要的研究，主要圍繞一種新型的現場臨時修補海水內涂塑管線的方案進行分析。

1 海水管道腐蝕成因及修復難點

采用多層防腐涂層技術的海水防腐材料發展于上世紀80年代，該涂層由底層環氧粉末、內層膠粘劑、外層聚乙烯或聚丙烯層組成的復合結構防腐涂層，既解決了單層環氧粉末耐沖擊性不好，吸水率高的弱點，同時也克服二層PE粘接效果不佳的缺點。為降低工程成本，目前多數加工企業使用的是常規熱熔膠。使膠和PE材料的使用壽命不統一，一般海水管道尺寸比較大，自重較大的大口徑鋼管遇到海水中的石塊等硬物，必將擱傷PE和脆性的環氧粉末層，造成管道腐蝕隱患。這就是造成海水管線腐蝕的主要原因[2]。

針對FPSO，半潛平臺等深水作業的大型設備和船只，施工人員少、受限空間多、不能動火作業及不能在線更換等多方因素的制約，要保證安全的情況下，還要考慮經濟性，碳鋼內涂層用于海水系統最為經濟，但是內涂層的工藝和施工參差不齊，從開始的法蘭等節點滲漏，到現在的管線上點蝕和冒水。海水的使用率非常高，漏水現場非常普遍，海水一般為冷卻水使用，一旦設備開啟，再想停下，就只能調選大型維修的空檔期[3]。因此，管道泄漏現場急需要一種可以臨時解決封堵滲漏的方案。

2 管道現場封堵方案

目前現場有兩種可以實行現場封堵的技術方案。

第一種是現場在管道外壁刷一層防腐的油漆，并用防水膠帶進行包裹，即如圖1所示：

第二種是現場在不停產的情況下使用外面包裹的橡膠的金屬球，進行封堵，并用綁帶進行固定，即如圖2所示：

3 管道修復方案效果及優缺點

本部分針對第二種方案分析其優缺點及其使用的效果。由于該方案已經在某大型FPSO上成功使用，對于方案的可操作性可以進一步研究。

3.1 管道修復方案技術介紹

由于海水系統的壓力等級基本在150LB以下，該方案的優點在于可以不用停產，在生產過程中就可以實現，目前實際情況，封堵用的復合球可以從2寸到48寸。根據復合球的尺寸不同，固定用綁帶的結構形式不同，也就是鎖緊方式不一樣。

如圖3所示，在某深水遠海大型FPSO項目，海水冷卻管線的主環網的一段立管，海水腐蝕漏了一根管線，該管線兩端為法蘭連接，但是現場無法停產進行更換，業主與第三方均經過建議使用本文論述的方案二進行處理。

由于事出緊急，項目在深海，材料運輸尤其困難，在方案二的基礎上，利用現有材料進行優化設計，首先在泄漏管線的外面包裹一層橡膠，在腐蝕漏的地方把橡膠鉆一個大小合適的孔，用于排出泄漏的海水，在橡膠外面再包裹鋼結構，用于預緊和固定橡膠，結構用螺栓預緊，結構上也開一個合適的孔，焊接接頭用塑料軟管將排出的海水引走。圖4展示了修復技術效果情況。

3.2 管道修復方案優缺點

3.1部分闡述的現場方案相較于方案二的優點在于其材料簡單易操作，而且通用性強，適用的范圍廣，工程預算也相應節省。該方案可以作為臨時修補泄漏海水管線的一種方案，進行推廣。迎合未來發展趨勢，該方案經濟性和可操作性均能滿足深海遠洋的情況。該方案可以讓管線達到更高的使用效率，等到設備大型檢修或者大停產時更換即可。也有足夠的時間去預制新的管線，提前運輸到更換位置，等待時機。

這種方案僅僅是一種臨時補漏的方案，管道系統制作完成時，對管道系統的完整性進行實時監測。采取科學的管道系統的檢驗手段，及時發現石油化工生產系統管道存在的安全隱患問題，如對應的管道的焊接缺陷、管道的腐蝕、管道的彎曲變形等，都會影響到管道的運行狀態。如果出現嚴重的安全隱患問題，應立即進行處理，才能恢復管道的正常使用狀態。如果發現嚴重的事故，導致有毒有害的化學品泄漏，不僅會發生火災、爆炸、中毒事故，而且會導致嚴重的環境污染，給石油化工生產企業帶來巨大的經濟損失。

4 結論

通過對海水管道涂層現場修復技術及發展的研究，本文認為要想實現更好地完成石油化工生產任務，應該選擇最佳的材質，提高管道的耐腐蝕特性，延長管道的使用壽命，滿足石油化工生產的技術要求。只有選擇最佳的石油化工管道的材質，才能滿足是化工生產的需要。在管道使用過程中，加強對管道系統的管理，進行日常的維護保養，和定期的維護處理，才能保證管道系統安全平穩地運行，更好地完成石油化工生產的任務。如果出現海水系統泄漏可以使用本文介紹的幾種方案進行現場補救。

參考文獻

[1]許建豪 吳昌岳. 一種海水管道防腐技術的應用研究[I]. 冶金動力， 2020， （11）

[2]王貴容 鄭宏鵬 蔡華洋 邵亞薇 王艷秋 孟國哲 劉斌. 環氧防腐涂料在模擬海水干濕交替條件下的失效過程[I]. 中國腐蝕與防護學報2019，39 （06），

[3]喬婧，卜遜，盧欽泉，馮峙錦，袁夢瑤. 鋼質艦船海水管路防腐方案及應急措施[Ⅱ]. 廣東造船， 2018，37（06）.

[4]王廣夫. 艦船海水管路系統防腐防污技術進展[I]. 材料開發與應用， 2016， 31（04）.

[5]劉澤 李偉 王淑穎 官慧仙 胡志敏. 海水環境下鋼筋實時防腐方法及儀器研制[I]. 儀器儀表學報， 2012，33（06）.

作者簡介：

田旭（1982—），男，漢，大學本科，工程師，從事海洋石油設施總體布置及管道設計相關研究。