CN100572475C

CN100572475C - 天然气管道内壁防腐涂料配方

Info

Publication number: CN100572475C
Application number: CNB2008100448915A
Authority: CN
Inventors: 杜磊; 施岱艳; 文代龙; 殷名学; 李天雷
Original assignee: China National Petroleum Corp Engineering Design Co Ltd
Current assignee: China National Petroleum Corp; China Petroleum Engineering and Construction Corp
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2009-12-23
Anticipated expiration: 2028-03-05
Also published as: CN101235247A

Abstract

一种天然气管道内壁防腐涂料配方，涉及管道内壁防腐涂料的配制，包括由环氧聚氨酯树脂，碱性铬酸锌等12种成份构成的A组分和由固化剂等两种成份构成的B组分，解决了耐蚀合金成本高、玻璃钢不适合高温高压管段、双组份涂料施工复杂以及无法补涂管道焊缝的问题；本发明采用材料优选和性能重组的方式，提供了一种适用于高含硫和二氧化碳环境下的天然气干线和支线管道内壁防腐涂料的配方，所采用的环氧聚氨酯树脂综合了环氧树脂的硬度和聚氨酯树脂的弹性优点，与固化剂配合使用，常温下固化时间不超过30秒，可大大提高普通碳钢管道内壁耐腐蚀能力。

Description

天然气管道内壁防腐涂料配方

技术领域：

一种天然气管道内壁防腐涂料配方，用于天然气输送管道内壁的防腐处理，涉及一种天然气输送管道内壁防腐涂料的配置方法。

背景技术：

发展天然气能源是我国当前的一项重要能源政策，工业和人民生活对天然气的需求量也在不断的扩大，但是，目前我国已开采或探明的天然气井多属于高含硫和二氧化碳的气井，这些气体在从井内开采出来以后需要经过管道将天然气先输送到天然气净化工厂进行硫化氢和二氧化碳的脱除，然后，经过管道将净化后达到输送标准的天然气送到需要使用的地方；在天然气中，干燥的硫化氢和二氧化碳对管道没有腐蚀，经过净化处理的天然气，虽然已达到输送标准，但因天然气中大量水蒸汽的存在，在管道输送过程中随着气体温度的降低而凝结于管道内壁表面，溶解入硫化氢和二氧化碳后成酸性，造成对管道的腐蚀，所以，这些输送的管道在使用前仍然需要进行防腐处理，否则，钢制的输送管道就会在使用的过程中很块被腐蚀锈穿，进而造成天然气的泄漏和事故；目前在天然气输送管道的防腐处理方面，采用的防腐管材如耐蚀合金和玻璃钢均具有良好的防腐能力，但其高昂的成本限制了应用，另外玻璃钢管道还不适用于高温高压管段；而添加缓蚀剂则可以在一定程度上减缓钢管的腐蚀，却不能完全防止腐蚀；目前管道防腐涂料多为双组份涂料，如环氧粉末涂料防腐效果虽好，但由于其涂敷施工时需要进行高温固化处理，需要专门的工艺和设备，特别是无法对管道焊缝处进行补涂，而造成巨大安全隐患；其它双组份环氧和聚氨酯涂料，常温下固化时间长，不仅有利于现场施工，且其原料多为有毒甚至剧毒成份，给环保和施工安全都造成了不利影响。

发明内容：

本发明的目的是为了解决现有技术产生的防腐材料所存在的问题，采用材料优选和性能重组的方式，提供了一种即适用于天然气干线输送管道也可用于支线管道的天然气管道内壁防腐涂料的配方。

本发明的配方是：本发明的配方包括A组份和B组份，其特征是：

A组份由12种成份构成，它们是：

环氧聚氨酯树脂 65-80％；碱性铬酸锌 5-10％；

聚四氟乙烯 2-4％；超细石英粉 2-4％；

超硬氧化铝 1-3％；增滑防水雾蜡粉 3-5％；

石墨 2-3％；消泡剂 0.1-0.2％；

流平剂 0.2-0.4％；增稠剂 0.2-0.4％；

偶联剂 1.5-2％；成膜助剂 3-4％；

B组份由两种成份构成，它们是：

固化剂 80-90％；固化促进剂 10-20％；

在上述配方中添加了超细石英粉和超硬氧化铝以增强涂层的硬度和耐磨性能，其中超硬氧化铝是α晶型氧化铝，纯度质量百分比大于95％，粒度为10-30微米，α晶型为氧化铝最硬的一种晶型，其粒度在10-30微米；

所述的环氧聚氨酯树脂是无溶剂型，固化剂为低毒型；

所述A组份与B组份的比例是：A∶B＝3～4∶1(W/W)，施工温度为20～30℃，固化时间15s～30s；

所述超细石英粉为1250目；

本发明的优点和有益效果是：与常规的管道内壁环氧涂料相比，在高含硫和二氧化碳天然气管道中，由于所含氨基官能团为强供电子基团，所以环氧聚氨酯涂料的抗酸蚀和硫蚀能力更强，本发明所采用的环氧聚氨酯树脂综合了环氧树脂的硬度和聚氨酯树脂的弹性优点，并且实现了常温下的固化，与固化剂产品进行配合使用时，常温下固化时间不超过30秒，大大方便了管道涂层的施工，此外，由于采用的环氧聚氨酯树脂是无溶剂型，固化剂也为低毒型，极大地改善了产品施工的环保性能，且其成本远低于采用耐腐蚀合金管道，可以大大提高普通碳钢管道的内壁耐腐蚀能力，另外配方中所添加的碱性铬酸锌、聚四氟乙烯、超细石英粉和石墨都具有较强的抗酸蚀和硫蚀性能，特别适用于高含硫和二氧化碳环境。

具体实施方式：

本发明的配方包括A组份和B组份，其中A组份包括：

环氧聚氨酯树脂 65-80％；碱性铬酸锌 5-10％；

聚四氟乙烯 2-4％；超细石英粉 2-4％；

超硬氧化铝 1-3％；增滑防水雾蜡粉 3-5％；

石墨 2-3％；消泡剂 0.1-0.2％；

流平剂 0.2-0.4％；增稠剂 0.2-0.4％；

偶联剂 1.5-2％；成膜助剂 3-4％；

B组份包括：

固化剂 80-90％；固化促进剂 10-20％；

由于天然气管道，特别是支线管道采用高气压和高流量输送，因此配方中添加的超细石英粉和超硬氧化铝可以增强涂层的硬度和耐磨性能，其中超硬氧化铝系α晶型氧化铝，纯度质量百分比大于95％，粒度为10-30微米，α晶型为氧化铝最硬的一种晶型，其粒度在10-30微米时耐磨性、透光率和分散性能达到最佳平衡，配方中添加的石墨具有一定的导电性，在无阴极保护的管线段，可防止和消除管道内壁上的静电；配方中采用了新型表面增滑防水雾蜡粉，不仅通过增加涂层表面的光滑度，降低管道输送压力的损耗，具有良好的节能效果，还可以通过形成表层疏水和疏油结构，降低了与水的表面张力，防止水汽在涂层表面的凝集，使冷凝的水份不易于沉积于管道表面，从而起到了控制腐蚀，特别是防止点蚀的重要辅助作用；另外产品耐压强度高达100MPa，适用于天然气管道的高压输送环境，在耐酸性实验中，专门增加了5％的HNO₃，浸泡96h和10％的H₂SO₄，浸泡96h条件，产品均成功通过，表明涂层具有良好的耐酸蚀性能，针对以酸蚀为主要腐蚀方式的高含硫和二氧化碳天然气输送管道具有重要的意义；

下面以不同的配方比例、不同的施工温度和不同的固化时间给出三个实施例：

实施例1

分别取A组份和B组份的成份如下：

A组份：

环氧聚氨酯树脂 65％；碱性铬酸锌 10％；聚四氟乙烯 4％；

超细石英粉 4％；超硬氧化铝 3％；增滑防水雾蜡粉 5％；

石墨 3％；消泡剂 0.2％；流平剂 0.4％；

增稠剂 0.4％；偶联剂 2％；成膜助剂 3％；

B组份：

固化剂 80％；固化促进剂 20％；

A组份∶B组份＝4∶1(W/W)，施工温度为22℃，固化时间28s；组配完毕后，将配好的防腐涂料应用于DN150天然气高压输送管道中，DN150天然气高压管道，输送压力17MPa，H₂S分压3MPa，CO₂分压2MPa，管道流速6m·s^-1，管口水蒸汽含量20％(V/V)；经12个月使用后，未检测到涂层剥落、穿孔、发泡和出现内壁腐蚀点；

实施例2

分别取A组份和B组份的成份如下：

A组份：

环氧聚氨酯树脂 70％；碱性铬酸锌 8％；聚四氟乙烯 3％；

超细石英粉 3％；超硬氧化铝 2％；增滑防水雾蜡粉 5％；

石墨 3％；消泡剂 0.1％；流平剂 0.2％；

增稠剂 0.2％；偶联剂 2％；成膜助剂 3.5％；

B组份

固化剂 85％；固化促进剂 15％；

A组份∶B组份＝3∶1(W/W)，施工温度为23℃，固化时间19s；组配完毕后，将配好的防腐涂料应用于DN250天然气中压输送管道，输送压力9MPa，H₂S分压2.8MPa，CO₂分压0.6MPa，管道流速3.8m·s^-1，管口水蒸汽含量11％(V/V)；经12个月使用后，未检测到涂层剥落、穿孔、发泡和出现内壁腐蚀点。

实施例3

分别取A组份和B组份的成份如下：

A组份：

环氧聚氨酯树脂 80％；碱性铬酸锌 5％；聚四氟乙烯 1％；

超细石英粉 2％；超硬氧化铝 1％；增滑防水雾蜡粉 3％；

石墨 2％；消泡剂 0.1％；流平剂 0.2％；

增稠剂 0.2％；偶联剂 1.5％；成膜助剂 4％；

B组份

固化剂 90％；固化促进剂 10％；

A组份∶B组份＝3∶1(W/W)，施工温度为29℃，固化时间15s，组配完毕后，将配好的防腐涂料应用于DN325天然气低压输送管道，输送压力2.6MPa，H₂S分压0.4MPa，CO₂分压0.2MPa，管道流速2.5m·s^-1，管口水蒸汽含量3％(V/V)，经12个月使用后，未检测到涂层剥落、穿孔、发泡和出现内壁腐蚀点。

Claims

1、一种天然气管道内壁防腐涂料，其特征在于：包括A组份和B组份：

A组份由下列材料按照质量百分比组成：

环氧聚氨酯树脂 65-80％；碱性铬酸锌 5-10％；

聚四氟乙烯 2-4％；超细石英粉 2-4％；

超硬氧化铝 1-3％；增滑防水雾蜡粉 3-5％；

石墨 2-3％；消泡剂 0.1-0.2％；

流平剂 0.2-0.4％；增稠剂 0.2-0.4％；

偶联剂 1.5-2％；成膜助剂 3-4％；

B组份由下列材料按照质量百分比组成：

固化剂 80-90％；固化促进剂 10-20％。

2、根据权利要求1所述的天然气管道内壁防腐涂料，其特征在于：所述的超硬氧化铝是α晶型氧化铝，纯度质量百分比大于95％，粒度为10-30微米。

3、根据权利要求1所述的天然气管道内壁防腐涂料，其特征在于：所述的环氧聚氨酯树脂是无溶剂型，固化剂为低毒型。

4、根据权利要求1所述的天然气管道内壁防腐涂料，其特征在于：所述A组份与B组份的质量比例是：A∶B＝3～4∶1，施工温度为20～30℃，固化时间为15s～30s。