钢材材质分析范文第1篇
1 海水系统常用的管线材质种类
目前, 在我国海洋钻井平台上, 海水系统管线常用的材质主要分为两大类, 金属管与非金属管。金属管主要包括:碳钢管、铜镍合金管、不锈钢管等;非金属管主要包括:钢骨架塑料复合管、玻璃钢管等。下面分别就这些管材的优缺点逐一进行分析。
2 海水系统管线常用的金属管
2.1 碳钢管
碳钢管因其价格低廉、施工技术成熟、机械性能好等优点被广泛应用。但海水介质会腐蚀碳钢管线, 而且腐蚀产物还会堵塞管路系统中的一些滤器、阀门和喷头等, 影响整个管路系统的工作。所以, 传统的增加碳钢管壁厚腐蚀余量的作法现在已经很少被采用。
针对碳钢管易被腐蚀的这个弱点, 可采用内防腐处理的方法, 如内涂塑、内衬塑、内镀锌等等。因处理车间或工厂的处理能力不同, 为保证内防腐处理效果, 管段的长度以及所带弯头和分支的数量会受到限制, 所以加工设计阶段需要考虑这个因素, 并在管线适当长度处加上法兰或接头等, 便于内防腐管线在不被破坏涂层情况下的连接安装。但经过处理的管线安装起来比较麻烦, 需待完成管线预制以后, 再将预制好的管线统一送到处理车间或工厂进行内防腐, 然后再运送回现场安装。如一旦出现调整修改, 管线还需重新切割、组对、焊接, 这样就势必导致重新修补被破坏的内防腐层, 施工程序会比较冗繁。而且内防腐层易脱落加速局部腐蚀, 后期的维修改造及海上运输预制管线也会比较麻烦。
2.2 铜镍合金管
目前, 铜镍合金管线常采用的材质是B466 C70600。这种材质具有良好的耐腐蚀性和水力性能、较好的冷热加工性能、无腐蚀产物、耐海生物生长等优点, 而且具有较长的使用寿命。但是其弊端是价格昂贵、焊接过程中易变形, 且对使用场合的流速有严苛的要求使铜镍合金管的使用受到大大的限制。
2.3 不锈钢管
普通不锈钢管线具有优异的耐化学性能、良好的耐腐蚀性能以及机械性能。但因海水中所含的硫会导致不锈钢管线发生点蚀出现穿孔泄露而影响其使用寿命。
镍基合金双相不锈钢具有良好的抗全面腐蚀、缝隙腐蚀和点蚀的能力, 虽在耐孔蚀性能和耐腐蚀性能方面略逊色于超低碳合金钢, 但仍可胜任普通不锈钢管无法解决的海水腐蚀问题。不过, 这种双相不锈钢管的价格十分昂贵。
3 海水系统常用的非金属管
3.1 钢骨架塑料复合管
钢骨架塑料复合管以钢丝焊接而成的网状物为增强骨架, 高密度聚乙烯为内外层填充基体, 经过连续挤出成型的的双面防腐的管材。因其重量轻、价格适中、施工和维修方便快速、具有较好的耐腐蚀性和较高的强度, 且内壁有光滑不易结垢, 得到了广泛的推广和应用。
3.2 玻璃钢管
玻璃钢管主要是以玻璃纤维及其制品为增强材料, 以高分子成分的不饱和聚脂树脂、环氧树脂等为基本材料, 以石英砂及碳酸钙等无机非金属颗粒材料为填料。具有良好的耐蚀性和水力性能、重量轻、施工简单、导热系数低、散热小、防污防垢等优点。但其弊端也是十分明显的, 耐热差、可燃、紫外线照射易老化、设计压力一般不可超过1.6MPa、设计温度一般不可超过80℃等缺点, 加之目前国内生产的FRP管材还不适用于海上钻井平台, 其推广使用受到到明显的制约。
4 材料性能对比
几种管线材质的材料性能对比如上表1所示。可以看出, 铜镍合金和玻璃钢具有相对的优势, 而经过内防腐处理的碳钢管可显著降低工程费用。
摘要：由于海水对管路和设备有极强的腐蚀性, 因而在选择海洋钻井平台海水系统管线材质时要充分考虑海水的腐蚀性、材料成本以及施工安装等因素。本文对海洋钻井平台上海水系统常用的管线材质进行了分析。
关键词：海洋钻井平台,海水系统,管线常用材质
参考文献
[1] 张敏丽.船舶海水管道腐蚀的原因及其防护[J].上海涂料, 2010, 48 (5) :52-55.