管道內(nèi)覆蓋層產(chǎn)生的效益

管道內(nèi)覆蓋層產(chǎn)生的效益很長時(shí)間以來，人們就熟悉到管道內(nèi)掩蓋層具有良好的經(jīng)濟(jì)性，它能夠耐磨損、耐機(jī)械破壞并降低清洗、過濾、清管的成本及其它清管設(shè)備的費(fèi)用，確保產(chǎn)品純度，防止污染，極大地降低了維護(hù)費(fèi)用，使管內(nèi)壁不會造成沉淀物的聚積(如垢或石蠟)，能增加輸量。1967年美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的腐蝕的方方面面報(bào)告估量，由于水管內(nèi)壁銹蝕的堵塞所需的額外泵動(dòng)力成本每年就達(dá)四千萬美元。1．增加自然?氣的輸量由于內(nèi)掩蓋層表面的粗糙度削減了摩擦阻力，使自然?氣或液體更簡單在管內(nèi)流淌，從而提高了輸送效率，增加了輸量。用于自然?氣管道內(nèi)壁的這類減阻型涂膜較薄，干膜厚度為37～75m，通常在表面處理達(dá)Sa2．5級的表面上噴涂。1953年，北美自然?氣管線首次采納減阻內(nèi)涂技術(shù)，管徑500mm，使用了美國COPON討論聯(lián)合體開發(fā)出一種具有特別表面粗糙度，能有助于介質(zhì)流淌，提高輸量的涂料，這在實(shí)際應(yīng)用中已得到證明，很多文獻(xiàn)作了詳細(xì)的闡述。在當(dāng)時(shí)使用了上述涂料，5年內(nèi)進(jìn)行定期跟蹤檢查，后因沒有發(fā)覺任何問題，所以沒有再連續(xù)檢測。目前減阻內(nèi)涂技術(shù)已被大家所接受，尤其被自然?氣輸送公司所采納，事實(shí)上，從初期在北美消失，直至現(xiàn)在在歐洲及其它國家廣泛應(yīng)用，減阻內(nèi)掩蓋層也已成為管道的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。H．G．Fasold博士及H．N．Wahle于1993年發(fā)表的文章中提出了輸送量提高14％～21%的數(shù)據(jù)。并指出：這種內(nèi)掩蓋層自20世紀(jì)60年月末以來始終被北歐和北美的很多自然?氣公司所采納，大部分用于較大管徑的管線，獲得了上述比例的增量，而投資量增加相對較小(少于2％)。實(shí)際拉測表明，自然?氣管線上使用內(nèi)掩蓋層具有以下的經(jīng)濟(jì)效益。(1)可提高輸量4％～8％，很多國家應(yīng)用實(shí)例表明均能維持這一比例，這實(shí)際上已有肯定裕度，一般認(rèn)為能提高1％，采納內(nèi)掩蓋層就已值得了。(2)可在管道敷設(shè)前供應(yīng)愛護(hù)，以保證沒有腐蝕物影響表面粗糙度，污染介質(zhì)。(3)敷設(shè)后可便利快捷地清潔管道內(nèi)部，水壓試驗(yàn)后由于內(nèi)表面光滑能快速干燥。(4)削減石蠟及其它污染物的沉積。(5)在運(yùn)行期間能降低動(dòng)力消耗。(6)削減維護(hù)、清管的次數(shù)。(7)不會固腐蝕物造成堵塞、破壞、污染介質(zhì)。(8)有利于管道內(nèi)壁缺陷的檢測，較易查出管道的層裂和其它缺陷。(9)使用內(nèi)掩蓋層后的管內(nèi)壁表面特別光滑。因此可延長清管器的壽命，與沒有內(nèi)掩蓋層的條件相比，延長壽命近4倍。(10)提高了輸送介質(zhì)的純度。對于輕度腐蝕性的自然?氣管道，用75m的干膜厚度內(nèi)掩蓋層具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。2．削減維護(hù)量由于內(nèi)掩蓋層的使用，使清管更加簡單，且削減了清管次數(shù)，同時(shí)清管器所需的壓力大約只是裸管的一半，所以管道的維護(hù)量相應(yīng)削減。類似的狀況有，當(dāng)管道做水壓試驗(yàn)時(shí)，臂徑900mm的管道只需4個(gè)清管器即能完全干燥；對于每條管道，清管的次數(shù)不盡相同，但從幾家美國自然?氣運(yùn)輸公司實(shí)際應(yīng)用閱歷中供應(yīng)的一些數(shù)據(jù)表明，有內(nèi)掩蓋層的管道每一年至一年半進(jìn)行一次清管，而沒有內(nèi)掩蓋層的管道，通常一年需要3次。3．良好的經(jīng)濟(jì)性內(nèi)掩蓋層初期投入的成本可獲幾倍的補(bǔ)償，即使管徑對于當(dāng)時(shí)輸量需求來說很充分，也應(yīng)考慮使用內(nèi)掩蓋層，以便適應(yīng)將來輸量增加的需求。通過貼現(xiàn)流淌的方式，幾年后就會有效益回報(bào)，分析表明對于自然?氣和液體管線使用內(nèi)涂技術(shù)。一般3～5年即可有效益回報(bào)。測試數(shù)據(jù)不是很完全，由于常進(jìn)行做內(nèi)防腐前后的比較測量，而且也不能完全確定待涂表面的粗糙度。涂層粗糙度隨著所使用的涂料的不同面不同，但從水壓試驗(yàn)角度來說，內(nèi)表面粗糙度值最大應(yīng)降低到5～10m。最初內(nèi)涂料主要應(yīng)用在水管線上，是為了確保水的純度，在自然?氣管線上，是為了盼望最大程度地提高生產(chǎn)量。然而近來，也應(yīng)用在原油管線上，不僅是為了防腐，而且是為了通過改善流淌有所受益。其它的好處就是包括削減維護(hù)及降低了石蠟的沉積。據(jù)報(bào)道美國一些沿海管線的清管次數(shù)削減高達(dá)75％。試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果也顯示，由內(nèi)涂層形成的光滑表面能顯著地降低石蠟的沉積，可達(dá)25％?？傊?，內(nèi)涂層能大幅度地提高輸量，這個(gè)提高正是依靠著管道、內(nèi)涂覆及流淌特性。然而，理論分析還沒有進(jìn)展到可對任何管道系統(tǒng)進(jìn)行與之相關(guān)的檢測。隨著表面粗糙度的降低，摩擦系數(shù)也相應(yīng)地削減，摩擦系數(shù)降低的比率隨著雷諾數(shù)的增加及管徑的減小而增加。管徑對削減摩擦系數(shù)的影響，隨著雷諾數(shù)的增高而有所削減。當(dāng)雷諾數(shù)在105～107時(shí)，摩擦系數(shù)的變化最大。內(nèi)表面粗糙度為4．5m的工業(yè)管道內(nèi)涂后可提高液態(tài)介質(zhì)輸送力量22％，輸氣管道則是24％。內(nèi)表面粗糙度為4．5m的工業(yè)管道，則液體壓力的降低削減將達(dá)33％，內(nèi)涂可縮小管徑8％。眾多降低成本的實(shí)例說明，內(nèi)涂覆所帶來經(jīng)濟(jì)效益，通?；貓?bào)期為3～5年。通過從內(nèi)涂技術(shù)的受益，最初的成本投入將會