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海上平台保温材料使用现状分析及建议

发表时间：2021/4/16 来源：《中国科技信息》2021年5月作者：徐军毅

[导读] 介绍了海上平台不同阶段采用的保温施工材料，通过现场实际应用情况，提出海上平台目前采用的保温施工材料的优缺点并提出解决办法。

海洋采油厂山东东营徐军毅 257000

摘要：介绍了海上平台不同阶段采用的保温施工材料，通过现场实际应用情况，提出海上平台目前采用的保温施工材料的优缺点并提出解决办法。
关键词：海上保温材料
        引言：海上平台保温施工是极为重要的一项工作，保温效果的好坏直接影响着平台的设备设施能否正常运行，影响着原油管道运输能否安全、持续、有效进行。排除保温施工工艺的影响，保温材料的选择成为决定海上平台保温效果的重要因素。由于海上油田开发的特殊性，对海上平台保温所选取的材料提出了更高的要求，主要有以下几个方面：耐腐蚀性强，耐潮性强，能够适应海洋的恶劣环境。由于保温所用材料没有达到海上保温工艺要求导致设备损坏、管线冻堵等情况时有发生。为提高海上保温效果，对施工所选取材料要求更高。
        1.海上在用保温工艺材料选用原则
        1.1保温材料选用原则
        保温材料导热系数应不大于0.08；保温材料的体积密度应不大于220kg/m3；保温材料应是不燃或经过阻燃处理的材料；保温材料应是化学稳定性好、不溶解、不污染环境、对金属设备不产生腐蚀破坏的材料。

        1.2防潮层材料选用原则
        防潮层材料必须具有良好的防水、防潮性能；防潮层材料必须耐大气腐蚀和微生物腐蚀，不得发生变形和霉蛀；防潮层材料应具有良好的化学稳定性；防潮层材料在温度变化和振动状态下应不易开裂和粉化。
        1.3保护层材料选用原则
        保护层材料应是不燃或阻燃性材料；保护层材料抗压强度应不小于5MPa，抗拉强度应不小于10MPa。试验方法应符合《膨胀珍珠岩绝热制品试验方法》的有关规定；保护层应易于表面处理，并能附着无机防腐涂料，外表美观，且易于施工和维修；保护层应无毒、无异味、耐盐雾腐蚀。

        1.4粘接剂的选用原则
        粘接剂应具有0.5MPa已上的粘接强度；粘接剂应对钢材、保温材料不产生腐蚀；粘接剂应无毒，不污染环境。
        2.海上保温所用材质演变历程及存在问题
        2.1海上平台保温所面临的困难
        海洋环境恶劣，特别是秋冬季节持续的大风天气较多，在持续大风的吹刮下，保温层容易受损，达不到保温效果，从而导致设备设施的停运，造成输水、输油管线的冻堵，进而可能造成严重的海洋污染事故。由于所用的保护壳、防潮层保温材料质量差，短时间使用后就失去效果，没起到保护作用，保温层进水，导致所保设备及流程锈蚀严重，进而可能造成严重的海洋污染事故。
        2.2保温材料选用演变历程及存在问题
        早期海上平台所选用的保温材料为普通型PEF发泡保温材料。
普通型PEF发泡保温材料具有以下优点：具有微细的独立气泡结构，空气对流小，导热系数低；有优良的耐化学药品性，遇酸碱稳定、不发生有毒气体；在-100°C至105°C条件下物体不起变化，非常适合冷冻空调业做保温材料；密度小，不吸水，具有良好的漂浮性能；施工简单方便，任意裁切，贴合设备时，可以多次重复使用，降低成本。
        普通型PEF发泡保温材料最大的缺点是普通型PEF发泡保温材料防火能力差，由于冬季海上气温低，为防止输油管线由于低温造成冻堵进而发生严重的海洋环境污染事故，在输油管线均缠绕着电伴热带，如果伴热带年久失修容易断路打火，包裹在伴热带外的保温层如果没有较好的防火能力，易造成火灾爆炸等更严重的事故。
        鉴于普通型PEF发泡保温材料存在防火能力差的缺点，逐渐消失在海上平台所选用的保温材料名单中，取而代之的是橡塑保温板。
        橡塑保温板几乎拥有普通型PEF发泡保温材料所有的作为保温材料的优点，最重要的是橡塑保温板拥有普通型PEF发泡保温材料所没有的高放火能力，为B1级难燃材料。
        2.3保护层材料选用演变历程及存在问题
        2.3.1管道保温保护层材料选用演变历程
        起初，海上平台管道在包裹上保温材料后，为防止保温材料遇到磕碰、风吹日晒等外力造成破损，使管道失去保温，均在保温材料外包裹上普通的铁皮。鉴于海上平台所处的环境潮湿度、紫外线强度比陆地要高得多，普通铁皮经过1-2年的使用就会严重锈蚀，需进行维修更换，成本投入高，逐渐被淘汰。
目前海上平台管道保温保护层已选用更加耐用的316L不锈钢材质保护层，虽然成本较高，但是使用时间长，维修成本低，长远来看经济投入较使用普通的铁皮要低的多。
        2.3.2采油树保温保护层材料选用演变历程
        目前海上平台采油树所选用的保护层仍为玻璃钢材质，玻璃钢材质保护层具有以下优点：材质轻便，制作工艺简单，材料便宜，成本投入低。明显缺点是材料的强度较低，在海上平台生产现场使用极易破损，维修成本高。为降本增效，采油厂已在海一采油管理区进行试点，用3mm厚的316L不锈钢板材料制作采油树保温保护层，将极大的增强采油树保温保护层的强度，虽然每口采油树所投入的成本由5000元涨到了13000元，但是长远来看极大的减少了维修成本。
        2.4粘接剂材料选用演变历程及存在问题
        目前海上保温所用的粘接剂基本都是玻璃胶，玻璃胶可分为中性玻璃胶和酸性玻璃胶，其粘性好，密封性好，但是延展性差，在海上平台保温的应用中易开胶，断裂，降低保温效果。
在2020年度海四采油管理区的平台保温施工中已要求施工单位使用结构胶作为粘接剂材料，结构胶的特点是强度高、抗剥离、耐冲击、施工工艺简便；用于金属、陶瓷、塑料、橡胶、木材等同种材料或者不同种材料之间的粘接；可部分代替焊接、铆接、螺栓连接等传统连接形式；结合面应力分布均匀,对零件无热影响和变形。经过2次-18℃的低温气象验证，结构胶基本无变化，与玻璃胶比较更加适合用于海上平台保温。
        结论
        海上平台保温是一项十分重要的工作，随着海上原油生产的持续发展，原有的保温材料已经逐渐无法满足现场的要求。为保障海上石油开采的安全、高效、可持续发展，保温材料也应不断适应现场要求，不断提高材料品质。
参考文献
[1]白增林,郭文勇.海洋平台HVAC风管保温工艺[J].中国修船,2008(01):48-49.
[2]程雪梅,程曙霞.温压条件下非金属刚性材料导热系数测定方法的研究[J].仪器仪表学报,1997(01):39-45.