随着管道输送工艺的不断发展,以及输送介质的不同要求,对减阻涂料的性能要求也在不断变化发展,并呈现多元化发展的趋势。减阻涂料亦由单一功能的减阻涂料向多品种、多功能的方向发展,主要的发展趋势包括以下几方面:4.1 富气型
目前,大多数输气管道输送的天然气是经处理脱除水、硫化物和凝析液(NGL)的干气,而富气输送工艺是在输入管道前只将天然气中的水、硫化物和部分液体脱掉,将乙烷、丙烷、戊烷等重烃气保留在天然气气流中一起以气态单相输送的。与干气输送相比,富气输送其介质为高热值的富气,输送压力高达10~12MPa,因此管道输送效率高、减少了燃料消耗,而且综合经济效益高。由美国和加拿大于2000年建成的联盟管线(Alliance Pipeline)是世界上第一条采用富气输送工艺的路上长输管线,由于采用了富气输送工艺,年输气量136亿m3的管输费仅为0.29元人民币/m3,经济效益很好。目前有关公司已开始研究铺设从俄罗斯东西伯利亚地区科维克金凝析气田到我国长达4000多km的天然气管道,由于这里的天然气中含有较多的重质组分,而当地又没有市场,因此非常适合于采用高压富气输送。
由于输送介质组分复杂,富含重烃气,输送压力更高,因此对富气输送管道内减阻涂料的要求比干气输送的更为严格,主要体现在以下3个方面:
(1)由于输送压力高达10-12MPa,因此对减阻涂料与金属基材的附着力要求更高,以避免压力变化或临时泄压可能造成的涂层脱落,保证管线的安全运行,同时也可以延长涂层的使用寿命。为此,联盟管线有限公司规定采用的富气型减阻涂料的剪切强度高达8MPa以上。
(2)由于在富气组分中含有大约8.5%的重烃气成分,包括乙烷、丙烷等,而干气中上述成分含量只有2.5%,这些成分虽然对金属材料没有腐蚀性,但是却可能会进入减阻涂料的有机涂层中,并产生一定的溶胀,从而影响涂层的长期使用寿命。因此联盟管线有限公司特别规定采用的减阻涂料需具备以下2个性能:第一,在70℃石油基发动机油中浸泡248h,涂层不应出现气泡;第二,在8275±700kPa和70℃的磷酸酯基合成油中部分浸泡24h,然后快
速泄压,涂层不应出现气泡。
(3)高输送压力使气体流速进一步提高,气流对涂层的冲刷作用也随之增强,这就对涂层的耐磨性提出了更高的要求,联盟管线有限公司规定采用的减阻涂料的耐磨性能要求小于40mg/1 000r(泰泊尔磨耗仪)。
经过初步试验,我们发现目前常见的平气型减阻耐磨涂料在上述性能指标方面无法满足富气输送的要求,必须在此基础上进行进一步的研究和测试。
4.2 防腐型
目前运行中的陕京管线曾在检修过程中发现局部区域存在管内积液和腐蚀沟槽的现象,这势必对运行中的管线安全造成潜在的腐蚀威胁,研制开发具有良好防腐性能的防腐型输气管道减阻涂料,以及相应的现场补口防腐施工机具和工艺,可以有效地避免腐蚀隐患和威胁,确保输气管线的长期安全运行。
此外,包括高耐磨型减阻涂料和油气混输型减阻涂料等也将可能成为未来减阻涂料发展的新品种。
总之,随着输气管道工程建设的快速发展和整体输送技术的提高,以"西气东输"工程为标志,减阻涂料的研制开发已引起国内科研单位的高度重视,并得到越来越广泛的应用。