管道熔结环氧粉末涂层度高温试验方案

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1、管道熔结环氧粉末涂层150℃高温试验方案FBETESTPROTOCOLFORTEMPERATUREUPTO150℃作者：哥伦比亚石油研究院M.M.Barragan等翻译：王向农摘要：过去六年间，哥伦比亚深层油藏的勘探开发使油田采出液温度升高了40℃，原油输送管道的温度升高到120℃。随着油田的开发，管道的运行温度可能还会继续升高。石油天然气输送管道通常用防腐涂层系统防腐。多年来，熔结环氧粉末涂层（FBE）结合阴极保护已经成为油气管道最佳的防腐措施。但是，油田实际操作温度高于管道常规设计温度而导致环氧粉末涂层失效事故频发，时下这已经是不争的事实。本文阐述了操作温度高于150℃的条件下，熔结环氧

2、粉末防腐系统的性能分析、选择和测试。目前还没有适合90℃以上温度进行环氧粉末涂层试验的实用标准。参照加拿大标准CSAZ245.20-10《钢管熔结环氧粉末涂层》，本文将试验温度调整为150℃，提出一套环氧粉末涂膜的试验方案。根据本项研究，开发了一套高温环氧粉末涂膜的试验方案。关键词：防腐涂层、高温、熔结环氧粉末、试验方案一、引言世界上许多正在开发或者即将开发的油藏都是高粘原油或者重质原油，开采和炼制都是比较困难的。随着许多老油田原油产量的持续下降，为了满足不断增长的能源需求，并且在居高不下的国际油价激励下，石油工业加大了高粘重质原油的开采力度14。哥伦比亚新的原油供应商也在增加大重质原油的开

3、采投入。然而，用开采重质原油时，管道需要输送温度高于80℃的油田采出液，有时管道输送的油田采出液温度甚至高达120℃。哥伦比亚大多数油田管道采用熔结环氧粉末防腐，这种性能优良的防腐涂层已经在许多侵蚀严重的环境中得到了验证，在世界上许多管道上已经成功使用了许多年。然而，考虑到目前高温油田采出液的实际生产条件，熔结环氧粉末防腐层的热稳定性是个值得关注的问题。涂层起泡、颜色变化、与钢管底材分层剥离，所有这些问题最终都会缩短管道防腐层的使用寿命。因此，我们对环氧粉末防腐层系统的热力性能开展了研究，与此同时，我们开发出一套适合评价环氧粉末涂层在最高150℃温度下的物理化学性能和物理机械性能的试验方案。

4、本项研究包括一系列步骤，并如下开始：l环氧粉末制造商工艺水平的调查。l开发试验方案，包括适合环氧粉末涂层高温性能评价的标准试验程序和非标准试验程序。l开发合格标准。l在管道防腐厂进行涂敷和评价。l确定筛选试验项目。l现场管道安装和监测程序。二、开发环氧粉末涂层试验方案2.1文献回顾、环氧粉末制造商调查和试验方案14本项研究的最终目的是选择能够耐受150℃高温的环氧粉末涂料。因此，从浏览文献开始，对环氧粉末制造商进行了调查，从不同的供应商那里收集试验所需要的环氧粉末样品。目前市场上有售的环氧粉末涂料最高使用温度为95℃，主要因为其玻璃化温度（Tg）是110℃。如果这些环氧粉末涂料所处的使用条件

5、高于其玻璃化温度时，环氧粉末涂料的机械性能和防腐能力都会减退。然而，涂料技术的最新研究成果已经开发出玻璃化温度高于140℃的环氧粉末，有望在较高的温度下依然能够维持环氧粉末涂层良好的防腐性能。为此，我们与环氧粉末供应商合作，共同开发了一套试验方案，用于评价和选择适宜的高温管道环氧粉末涂料。2.2开发适用方案和合格标准为了开发涂料评价的方法，首先要明确研究的目的，了解现有标准文献中的最低要求，并从供应商那里广泛收集各种相关信息，然后，按照环氧粉末涂料的性能分类，制定适合的评价方案。如表1和表2所示，每项筛选试验都要建立合格标准，以便在涂敷过程中以及完成涂敷后，对筛选的不同高温环氧粉末涂料，进行

6、系统的性能评价。表1管道防腐厂里环氧粉末涂层试验项目和合格标准试验项目试验条件观察报告胶凝时间环境温度*记录环氧粉末涂料在底材上的固化时间漏涂点检测环境温度*每根完成涂敷的管子最多9个漏涂点（供应商应提供相应的涂层缺陷修补方案）*）环境温度处于20℃至27℃的范围内。14表2固化的环氧粉末涂层试验项目和合格标准试验项目试验条件观察报告耐磨性环境温度*在150±5℃温度下热老化28天，然后按照ASTMD4060标准，用APIRP5LP-01标准规定的CS-17砂轮，进行1000次研磨，评价其耐磨性能。规定1000次研磨后最大磨耗300mg。冲击强度环境温度*在150±5℃温度下热老化28天。从

7、防腐管段上切割样品。试验用0.625英寸的冲头。按照ASTMD2794标准进行试验，合格标准为APIRP5LP-01标准确定的最小冲击能量1.70J（15英寸-磅）。柔韧性环境温度*用万用试验机采用三点弯曲荷载进行试验。按照CANZ245.20-0/Z245.21-10标准规定，弯曲2°时涂层不得开裂。附着力150±5℃按照ASTMD4541标准用机械设备在下列条件下进行拉离试验：a)热老化后（150±5℃2