Rilsan PA11 內襯管適用多種安裝技術
時間:2015-10-22 16:55
來源:
作者:沈霞 劉訓堃
RilsanPA11 作為海洋油氣開發柔性管中的內壓密封層已有超過 40 年的應用歷史,見圖 1 所示。近年來為了保護鋼管在運輸具有腐蝕性油氣過程中不被腐蝕,Rilsan PA11 也被用作碳鋼管的內襯管使用,操作過程只需嵌入鋼管內即可(嵌入技術最初是為 PE 內襯管研發)。與傳統 PE 內襯管相比,Rilsan PA11 的使用范圍更寬,可以用于 45℃以上的酸性油氣環境,而在此之前只有抗腐蝕劑才可用于該種環境。目前,Rilsan PA11 作為內襯管已有多個成功安裝的案例。
用途廣泛性能優越
從 性 能 及 聚 合 工 藝 來 看 RilsanPA11 是一款獨具特色的高分子材料,在 1942 年 由 ATO Chimie 公 司 從十一脘酸中聚合而成,并由 Arkema公司開發生產。Rilsan PA11 被生產出來后,它的聚合性工藝就得到了不斷的改進與提高,其優異的熱性能、物理性能、化學性能、機械性能,使之成為各行業使用的標桿性材料。由于加工性能良好,材料設計師會選用 RilsanPA11 用于各個行業,如海洋石油開采、電纜及汽車管路等領域。
Rilsan PA11突出的性能還包含, 低密度、 低吸水率、抗高壓、耐蠕變性、耐磨,低摩擦系數、沖擊強度高、熱穩定性好、優異的耐化學性、耐應力開裂性和熱膨脹系數低等。Rilsan PA11 主要以粉末和粒子形式呈現,作為粒子可用于注塑,擠出,吹塑薄膜擠出,擠壓吹塑成型,滾塑;作為粉末適合各種粉末涂料加工工藝。Rilsan PA11 不僅可以作為內襯管和柔性管使用,還可作為液壓管用來運輸液壓控制流體,如礦物油、水和乙二醇混合物,以及作為化學試劑管,見圖 2 所示,用來運輸注射流體的甲醇、抗腐蝕劑、 石蠟抑制劑、 生物殺滅劑等,用途廣泛。
內襯管安裝與嵌入技術
Rilsan PA11 作為內襯管已成功安裝十幾次,并能采用不同的嵌入技術進行 安 裝, 如 在 AMOCO-ALBERTA案 例 中 的 Roll-down 技 術。Roll-down 技 術 是 Rilsan PA11 成 功 安裝 的 第 一 個 案 例, 在 1995 年 11 月由 United pipeline、Polytubes、Amoco、Elf Atochem NA 公司共同合作完成。該管線位于加拿大的 LonePine Creek,靠近 CalgaryAlberta( 加拿大西部的一個省份 ),被用來輸送酸性氣體。運輸的酸性氣體主要成分為62.3%CH4、17.5%H 2 S、1.9% CO 2 、18.3% C 2 -C 10 的烴類、1% 的水汽加上0.1% 的析出物。由于 80 碳鋼管無法承受 65℃的氣體環境,考慮用 HDPE 作為內襯管,由于環境溫度較高加上烴類的作用,HDPE 內襯管發生塌陷,最終選擇 Rilsan PA11(外徑 4inch, 壁厚 0.15inch)作為內襯管。
安裝的(外徑 4inch,壁厚 0.15inch) 內 襯 管 由 Polytubes 公 司 生圖 1 熱塑性材料用于海底柔性管的內壓密封層圖 2 Rilsan PA11 用于不同設計類型的海洋臍帶纜,可作為臍帶纜中的液壓管或化學試劑管68 ┇ P+E 2015 . 10 (雙月刊)裝備空間 Technology & Equipment·Equipment Space 技術·裝備P+E產,PA11 的 牌 號 是 增 塑 級 的 PA11BESNO P40 TL3.,為 12~15 米長管,在現場安裝在加熱板融合設備粘結的接頭處。管道由 United Pipeline 公司負責安裝,他們的 TITELINER 設備將內襯管擠壓進縮徑機,將內襯管外徑減小至小于鋼管內徑以便內襯管順利嵌入鋼管。一旦內襯管嵌入到鋼管底部,即撤除通過線纜單元施加給管道的拉力,管道自由回彈以達到與鋼管緊密貼合。該項目成功安裝了 1,200 米內襯管,環境溫度在 -20~10℃,用“Ventingand coupon”法監測管道使用過程中的質量安全,到目前為止未發現質量問題。此次成功安裝后,另外 3 個項目也使用了 United Pipeline 公司為AMOCO-CANDA 公司設計的 Roll-down 技術,并驗證了 Rilsan PA11作為內襯管適用于 Roll-down 技術。
另一種熱塑性內襯管安裝技術是 Swagelining 技 術。British Gas公司申請了該技術的專利,并被 LASADE-FRANCE 公司使用多年。這次安裝的目的是為驗證 Rilsan PA11 內襯管可適用于 Swagelining 技術。該項目管線是為了修復一條位于 FEYZIN煉 油 廠, 靠 近 LYON 的 flare line,用于運輸 45℃的酸性氣體(氣體里含有一些冷凝物及 H2S)。該管線在Arkema 高性能材料研發中心被擠出,每段 6 米,接頭處在現場焊接,由 LASADE 公司負責安裝,需要修復的管道位于室內 6 米高的架子上,這是安裝的一大難點。最終,100 米長的管道通過 Swagelining 技術以 6m/min 的速度在 15 分鐘內拉完,Rilsan PA11內襯管嵌入主管道后自由回復使之與主管道緊密貼合。同時通過熱成型工藝使Flaring 管道兩端安上法蘭,安裝在管道末端的排氣孔用來監測內管道與主管道的間隙壓力以確保主管道和內襯管在使用過程中的緊密貼合。
相比于價格昂貴且不耐油氣腐蝕的鋼管,Rilsan PA11 作為內襯管是油氣生產管道和運輸管道較好的選擇,不僅經濟有效,而且比 HDPE 的使用條件更寬。Rilsan PA11 作為內襯管也無需專門設備安裝,最普通的嵌入技術即可適用。以上敘述的成功安裝案例驗證了Rilsan PA11 作為內襯管可以大幅度提高油氣運輸過程中的安全性。