环氧树脂玻璃钢管道在油田运行25年的使用效果

U ．】 摘 要 玻璃纤维增强的环氧树脂的优良性能已为许多实例的报道所证实。实验室测试数据 也对此做出了进一步证实，但是迄今为止，还很少有关于玻璃钢营长期使用效果的报道。本文目 的就在于填补这一空缺，提供已在油田埋地使用25年的环氧树脂玻纤营道的试样进行测试所得的 同 结 删 用 效果 礴遒 主 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 词 氧树月 涂层 玻璃纤维 输油管道腐蚀检测 应用 效果 I ‘f^J§ l 导盲 ——J r 寰1循环压力试验结果、 1 ＼ 1 961～1 962年，得克萨斯Crane Country 埋地石油输送管线使用了芳香族胺固化的整体 (无衬里的)环氧玻纤缠绕管。当时．这类管材 是相对新的产品，它在解决油田管道的腐蚀问 题方面已有良好的短期记录。在环氧玻纤管发 展以前，带有阴极保护的水泥衬里钢管是这类 油田应用的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 管线系统。1 962年安装的两条 管线使我们获得很多所需的数据，这些数据有 助于掌握整体环氧玻纤管在油田长期应用中的 抗腐蚀性能，具体做法是：在一定时间间隔内 切取管线的不同部位进行试验，与其原始性能 进行比较。本文介绍了这些管缄在25年使用历 程中第五次取样研究的结果。不过在1987年2 月，使用这些管线的最后一 I=I油井被废弃了，现 正 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 将部分管道转移到同一油田的另一口井 继续使用，以便得到未来 15年的数据。 1962年 6月安装了这一研究用的直径为 610ram(2ft)的整体环氧树脂玻璃纤维管线，一 直被用来连续输运表压为 276~414kPa(40～ 60bf／in )，温度为27℃ (80T)的盐水、酸性 原油和天然气。连结泵井至分离油、气、盐水 装置的管线用于表压力为2068kPa(300bf／in ) 的循环压力，温度为66~C(150"F)，为控制管 内结蜡偶而也用于输运温度为93℃(200T)加 压热油。 2 试验结果 试验数据列于表 1、表2。 腐蚀性环境 试验压力 管壁渗精的 环应力 暴露年数 (kPa) 循环次数 (MPa) 8274 1，412 142．0 8274 2．390 】46 9 8274 2．775 142．O 8274 302 141．3 8274 805 150．3 S274 835 1 6 2 8 8274 1，845 153 7 8 8274 892 148．2 8 8274 1 007 153．7 1 5 8274 2，259 144．8 15 8274 262 147 5 15 8274 958 147 5 15 8274 580 150 3 8274 303 155 1 l5 8274 316 142 7 2O 8274 44 147 5 2O 8274 192 150 0 2O 8274 267 151 7 20 8274 192 150 3 2O 8274 160 147 5 2O 8274 120 150．0 25 8274 2 155．1 25 8274 5 157．2 25 6757 4．008 126．9 25 8757 8．055 126．2 25 8274 > 3，800 l50．3 0(制造要求) ≥8274 ≥780 堤 f、，^＼ 建 程 一 石 期 仲 维普资讯 http://www.cqvip.com 石 油 工 程 建 设 1997年第5期 表l内除环应力是按包括管外多余的未增 强的环氧材料在内的总壁厚计算之外 ，试验方 法类似于ASTM D2143，同时只在选定的压力 水平傲循环试验I其中最后一个试样至3800次 循环没有发现破坏，试验进行至 14531次循环， 发现了可能的设备故障。 寰 2 ■t试 结果 庸蚀性环境 爆破环应力 破坏类型 曩露年披 (MPa) 302．7 蜡部破坏 337．1 蜡部破坏 4 402．0 蜡部破坏 439．2 管壁渗■ 432．3 管壁渗■ 413．7 管壁渗蒲 234．4 连接分离 8 84电1 管壁渗■ 8 349．6 管璧渗■ 15 377．I 管壁渗■ 15 355．1 管壁渗■ 15 337．8 管璧渗■ 15 339．2 管壁渗■ 15 306．8 管壁渗■ 15 353．0 蜡部破坏 2O 375．1 管壁渗■ 2O 394．7 管壁渗■ 2O 342．7 管壁渗■ 20 374．4 管壁营■ 2o 369．6 管璧渗■ 25 262．0 主要管壁开裂 25 299．9 主要管璧开裂 25 327．5 主要管壁开裂 25 308．2 主要管壁开裂 25 286．1 ．主要管壁开裂 o(翻造要求) ≥275．8 管壁渗■ 表 2内除试 样以每分钟约 6895kPa (1O00bf／in )的速率加压和环应力是用包括管 外多余的未增强的环氧材料在内的总壁厚来计 算之外，试验方法类似于AsTM D1599。 以上试验所用的试样分别取自使用了4、 暑、15、20和 25年的油田输运管线，对这些试 样进行了短期爆破试验、循环压力试验和肉眼 观察。 使用 8年之后，管子基本上保持原有的强 度和外观。使用l5年之后，管子的强度虽有损 失，但并不严重，其爆破强度仍然超过1962年 生产的管材的最小值，其循环试验的数据虽然 低于l962年的回归曲线 (ASTM D2143)，却 高于统计的较低的保证值。经过l5年使用其内 表面的外观没有变化，但其外表已发黑了，不 过没有化学腐蚀的迹象 可能是为控制管内结 蜡而加热原油，使管线处于104"C (220~)温 度下所造成的。芳香族胺固化的环氧树脂暴露 于空气中会逐渐老化而变黑，这一过程随温度 的提高会加速。 使用 20年后的管子，其爆破强度没有变 化，但循环压力数据连续地显示出强度的损失。 标准的 1962年制造的管材埋地前能在表压为 8274kPa(1200bf／in。)压力下承受 1000次循 环。在本研究中第一次发现在表压为8274kPa (1200bf／in：)的压力下，所有的样品都在低于 300次循环的情况下失效，其中一个样品甚至 在低于 100次循环下就失效了。当然这种个别 现象并不表示真正的统计性的强度损失。 图t为在油田使用4～25年的环氧树脂玻 纤管道试样的循环压力试验数据。图1表明：使 用20年的管子试样除了一个以外，其循环压力 数据均相应高于管子制造时最低要求强度值 97．5 以上，此最低要求值可从管子的循环压 力回归曲线的统计学计算得出。使用2O年的试 样其内表面的外观不变，而其外表面的发黑更 为明显，但没有化学侵蚀的迹象。 在油田使用25年后，管子的爆破强度没有 变化 ，试样的平均爆破压力是l 8．6MPa (270Obf／in。)，平均爆破应力是2 96．5MPa (43000bf／in )，但其破坏的模式有变化t所有 使用了25年的管子的爆破试样，其破坏主要是 由于管壁的开裂所致，而不是由于管壁的渗漏 所致。 维普资讯 http://www.cqvip.com 1997年第 5期 环氧讨脂玻璃钢管道在油田运行 25年的使用效果 -R 旨 l ==———～ ／ 原始臂 ～ ： = ‘／ ‘ 证值曲蛙 判硅坏的慵环救 0-25年旧管；0-~2o年旧管；△一15年旧管I口一8年1日管‘~w4年旧瞥 ， 囝．1 蕾兰蕾环压力试骏量据 因为在油田使用了2o年的管子在8274kPa (1200bf／in。)压力的循环试验中数据明显下 降，所以对使用了25年的管子的循环压力数据 取两种压力水平。在 8274kPa(1200bf／in~)压 力下的数据是反常的．两个试样在小于 1O次循 环下就失效了，而第三个试样却超过了3800次 循环仍未失效。在使用25年试样的全都研究过 程中，取8274kPa(1200bf／in。)压力的循环试 验出现或低或高的值，而压力为 6757kPa (980bf／in )时所得到的循环压力数据的点全 部落在原始强度最低要求保证值内，所有循环 压力试验试样的破坏皆为管壁渗漏所致。使用 25年的试样仍然具有好的外表，管内表面仍然 平滑，与所有以前的样品一样。 薄圆环拉伸强度保留率试验是利用从 15 年和25年的试样上切下的圆环试样来测定的 (按ASTM D2290)，其结果是15年的为85 ， 25年的为75 ，都超过了用于特殊化学工业设 旆的玻璃纤维薄片在使用一年后所要求保持的 最小强度。 3 结论 (1)爆破压力数据 6757kPa(980bf／in )循 环压力数据和薄圆环强度保留率数据表明管子 在这种设麓中仍有许多年的使用寿命。 (2)油田输运管线设麓 25年的长期使用， 对这种管子在 8274kPa(1200bf／in )循环压力 下的运行产生一定的影响。在小于 1O次压力下 损坏的两个试样，显示使用到 15年就开始有的 倾 向，而在 8274kPa(1200bf／in。)压力下超过 3800次循环的试样则是一种反常现象。 8274kPa(1200bf／in2)循环试验压力是这种管 子额定的 2068kPa(300bf／in )循环压力的 4 倍a故在此压力水平下的性能下降虽有意义，但 不能表明这种管子以接近其使用末期了。 (3)在爆破试验中破坏模式的变化也表明 薄片已受到25年使用的影响。管壁开裂属于典 型的缺少柔性的环氧树脂所制成的管子的那种 开裂，表明环氧树脂已从性能上开始变化。 (4)由于 8274kPa(1200bf／in )循环压力 试验数据的不稳定，未来的循环压力试验应在 较低的压力水平进行，可选取有利于确定下跃 暴露试验的回归曲线特性的压力条件。 ， ● 考 文 t 1 Oswald- J一从化学和石油设蘸中取得的奸维童绕环氧 基和乙烯基醣坩庸警的评价．Managing Corro~ioa with Plastice Vols． I． I．＆_．NACE 1977 2 Oswald·K—J一环氧和乙*基醣树|旨奸雏奠绕瞥在化学和 石油设施上的使用结果．NACE Corms~n’84 Paper#18． 1984 (收蔷日期 1998-06，02) 欢迎本刊读者及时办理1998年订阅手续 本刊邮发代号6-51各地邮局均可订阅 联系电话 022--25343598转2322(主编) 2548(责任编辑) 维普资讯 http://www.cqvip.com