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玻璃鋼在海上石油平臺(tái)上的應(yīng)用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-07-28  來(lái)源:frpapp.com  瀏覽次數(shù):113
核心提示:  由于玻璃鋼具有良好的綜合性能,因而近些年來(lái)在海上石油平臺(tái)應(yīng)用領(lǐng)域,已有不少建筑構(gòu)件,開(kāi)始采用玻璃鋼材料制成。據(jù)有關(guān)報(bào)
  由于玻璃鋼具有良好的綜合性能,因而近些年來(lái)在海上石油平臺(tái)應(yīng)用領(lǐng)域,已有不少建筑構(gòu)件,開(kāi)始采用玻璃鋼材料制成。據(jù)有關(guān)報(bào)道,一個(gè)中等規(guī)模的石油鉆井平臺(tái),若采用玻璃鋼材料制作而成,要比傳統(tǒng)的鋼材結(jié)構(gòu),節(jié)省約40%左右的投資,且其維修費(fèi)用也遠(yuǎn)比鋼材制造的低,因此開(kāi)發(fā)玻璃鋼海上石油平臺(tái)應(yīng)用的前景,將是十分廣闊的。

  眾所周知,對(duì)于海上石油平臺(tái)建筑構(gòu)件的性能要求,一是要防火,二是要具有良好的耐腐蝕性能。長(zhǎng)期以來(lái),往往采用碳鋼作為海上石油平臺(tái)的構(gòu)筑材料,但碳鋼的耐海水腐蝕性能較差,尤其在原油噴管處,碳鋼的耐腐蝕性能,遠(yuǎn)不能滿足石油工業(yè)的要求。

  玻璃鋼不但具有耐腐蝕、重量輕、制造加工方便,并且其安裝速度要比碳鋼的快等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于海上石油平臺(tái)而言,玻璃鋼材質(zhì)的一次性投資和安裝費(fèi)用,以及使用壽命/投資的比例,與鋼材的相比,均較為便宜。但是,由于在石油業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)文件中,目前國(guó)內(nèi)外均缺少關(guān)于玻璃鋼材料的有關(guān)內(nèi)容,此外,玻璃鋼石油平臺(tái)工程設(shè)計(jì)的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),也較為缺乏,從而很大程度上限制了玻璃鋼在石油平臺(tái)方面的推廣應(yīng)用。

  據(jù)有關(guān)報(bào)道,英國(guó)石油平臺(tái)工程協(xié)會(huì)(UKOOA),為了向石油業(yè)界介紹有關(guān)玻璃鋼的知識(shí),推廣應(yīng)用這種新型材料,專門(mén)編寫(xiě)了一本專論“玻璃鋼石油平臺(tái)應(yīng)用入門(mén)”。因此,在前些年內(nèi),近海石油平臺(tái)工程玻璃鋼的應(yīng)用,已獲得了很大的進(jìn)展。例如,Conoco石油平臺(tái)的貯油罐,英國(guó)石油總公司Dunbar近海石油平臺(tái)的原油引油管,飛利浦石油公司Judy平臺(tái)用的冷卻液管道和原油管道等,均已采用玻璃鋼材料制成。其中英國(guó)石油總公司,原來(lái)使用兩條碳鋼材質(zhì)的石油引油管,投資費(fèi)用約達(dá)150萬(wàn)英磅,而改用玻璃鋼管后,其投資費(fèi)用僅為40萬(wàn)英磅。

  一些成功的經(jīng)驗(yàn),無(wú)疑將對(duì)玻璃鋼在近海石油平臺(tái)的應(yīng)用,起到積極的推動(dòng)作用。
  現(xiàn)舉幾個(gè)國(guó)外玻璃鋼海上石油平臺(tái)應(yīng)用如下∶

一、Dunbar海上石油平臺(tái)玻璃鋼應(yīng)用
  據(jù)有關(guān)報(bào)道,Dunbar石油平臺(tái)用的玻璃鋼制品,系由英國(guó)Balmoral集團(tuán)所制造。該集團(tuán)提供了有關(guān)的技術(shù),將玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧管道,首次成功地應(yīng)用于近海石油引水管。據(jù)悉,這種環(huán)氧玻璃鋼管道均裝配在接近海底的部位。與碳鋼材質(zhì)管道相比,它具有一個(gè)顯著的優(yōu)異性能,即重量輕,約可減輕400%的材料重量。據(jù)計(jì)算,該油田的60米引油管,若全部采用玻璃鋼制成,則可減輕重量約200噸以上。其次,在耐腐蝕性能方面,玻璃鋼管也有其獨(dú)特的優(yōu)異性能。通常,水下引油管在接近海底部位的腐蝕情況較為嚴(yán)重,并且管道內(nèi)壁的腐蝕更為嚴(yán)重。傳統(tǒng)的鋼質(zhì)引油管,往往在這些部位需要增加防腐層,并且必須進(jìn)行定期的檢查。另外,對(duì)于玻璃鋼水下引油管的檢測(cè)和維修,也比較簡(jiǎn)便。
  玻璃鋼水下引油管的推廣應(yīng)用工作,已引起了許多部門(mén)的關(guān)注。英國(guó)SLP工程公司、英國(guó)健康和安全委員會(huì),及其歐洲委員會(huì)等,已列出一個(gè)共同開(kāi)發(fā)的綜合性計(jì)劃,以進(jìn)行玻璃鋼引油管的研究和試制工作。性能檢測(cè)由英國(guó)的TWI公司負(fù)責(zé),并且準(zhǔn)備申請(qǐng)Lloyd船級(jí)社的許可證。這一計(jì)劃,內(nèi)容包括引油管的設(shè)計(jì)制造、樣管性能測(cè)試,以及申領(lǐng)許可證等。重點(diǎn)目標(biāo)是尋求既可降低玻璃鋼管道成本,又可適應(yīng)北海地區(qū)環(huán)境條件下,經(jīng)久耐用的玻璃鋼新型材料管道系統(tǒng)。
  據(jù)悉,該種近海油田引油管,系采用纖維纏繞工藝制成,增強(qiáng)材料采用E玻璃纖維,基體樹(shù)脂采用不飽和聚酯樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂等的混合型樹(shù)脂。據(jù)該公司介紹,之所以采用這種混合型樹(shù)脂的方式,其目的,一是要獲得最佳的制品結(jié)構(gòu)性能;二是努力降低生產(chǎn)成本;三是可以減輕制品的重量約50%左右。這類玻璃鋼海水引油管的壁厚,約為原來(lái)鋼質(zhì)管道的兩倍左右。
  該項(xiàng)開(kāi)發(fā)計(jì)劃,是由SLP公司先制成為實(shí)樣尺寸的1/3的樣管及其管件,并經(jīng)過(guò)靜態(tài)和疲勞強(qiáng)度性能試驗(yàn)。其性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果表明,完全可以使用于近海石油平臺(tái)的引水管道系統(tǒng)。由于玻璃鋼海水引油管,具有耐腐蝕,重量輕,維修費(fèi)用低,容易安裝等優(yōu)點(diǎn),已引起廣泛重視。
  據(jù)悉,該公司已經(jīng)得到了工程設(shè)計(jì)許可證,并簽訂了4套玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的水下工程的合同每個(gè)合同的玻璃鋼管約50米左右,準(zhǔn)備裝備在哈密爾頓石油平臺(tái)。
  其中兩套是內(nèi)徑為900毫米的海水輸送管,一套是內(nèi)徑為700毫米的石油原油輸送管,另一套是內(nèi)徑為700毫米的海水輔助輸送管。由于該工程系統(tǒng)在北海的使用環(huán)境較為苛刻,因而根據(jù)用戶的要求,玻璃鋼引油管系統(tǒng)的使用壽命為25年以上。根據(jù)對(duì)材料進(jìn)行性能測(cè)試結(jié)果預(yù)計(jì),該玻璃鋼管道系統(tǒng)的使用壽命,將達(dá)60年以上。

二、墨西哥石油平臺(tái)管道系統(tǒng)
  除上述在北海地區(qū),成功地應(yīng)用了玻璃鋼石油引油管道系統(tǒng)以外,墨西哥高爾夫石油平臺(tái),也已采用了玻璃鋼管道,作為海水的輸送管道。據(jù)有關(guān)報(bào)道,該工程系由美國(guó)路易斯安娜州的Baton Rouge特種塑料有限公司,負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)制造,以及安裝等項(xiàng)工作。這種牌號(hào)為Fiberbond 20-FW-HV的復(fù)合材料管道及其管件,由于使用效果較高,已在該地區(qū)內(nèi)推廣使用,并逐步被用戶所信賴。

  這類玻璃鋼管道系統(tǒng),最顯著的優(yōu)點(diǎn)是重量輕,以直徑為152毫米,長(zhǎng)度為12.9米的玻璃鋼管為例,其重量約為90.7公斤,而相同尺寸的鋼管重量,需345公斤。另外,玻璃鋼管道可采用特殊的連接方法,不需要采用像鋼管那樣加熱焊接方法,顯得更加方便安全。在耐腐蝕性能方面,玻璃鋼管道系統(tǒng)也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。例如,其外表面不需要像鋼管那樣進(jìn)行噴漆處理,可節(jié)省人力物力,而其內(nèi)表面可以采用C-薄紗增強(qiáng)的富樹(shù)脂層,對(duì)海水具有非常良好的耐腐蝕性能。實(shí)踐證明,玻璃鋼管道耐海水長(zhǎng)期腐蝕性能很好,并且其耐火性也比較理想。
  該特種塑料公司,為高爾夫地區(qū)海上油田,共提供了460米的玻璃鋼管道,其直徑在50-255毫米之間。共裝備三套海上石油管道系統(tǒng),其中兩套管道系統(tǒng)是供生產(chǎn)使用,一套是備用管道系統(tǒng)。其制造成本較為便宜,約與碳鋼管道系統(tǒng)的成本大致相同,但比銅/鎳管道系統(tǒng)成本要降低70%左右。據(jù)有關(guān)人士預(yù)計(jì),今后世界石油產(chǎn)量的25%將來(lái)自近海油田,因而其應(yīng)用前景將是十分廣闊的。

三、玻璃鋼在海上油田其他管件應(yīng)用
  由于玻璃鋼材料具有許多優(yōu)異性能,因而在近海油田某些耐高壓部件,例如海底石油鉆探管道和上引原油管道之間的隔離閥門(mén)部件,原油管道的封閉閥門(mén),以及高壓管道系統(tǒng)或箱體,以及某些高壓圓弧形石油輸送管道等方面,尤其在復(fù)合材料圓弧形管道方面,更加引起石油業(yè)界的廣泛關(guān)注。
  據(jù)有關(guān)報(bào)道,Conoco 公司早已于1994年就開(kāi)始著手進(jìn)行一項(xiàng)玻璃鋼大弧度彎形管(CCT)的研制開(kāi)發(fā)計(jì)劃。該項(xiàng)計(jì)劃包括制造不同規(guī)格的大弧度彎形管,并對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試。預(yù)計(jì)該計(jì)劃可對(duì)CCT系統(tǒng)的安全性,以及重量,成本,經(jīng)濟(jì)效益等各個(gè)方面,進(jìn)行全面的綜合性評(píng)價(jià)。
  玻璃鋼制品在石油工業(yè)的應(yīng)用,早已被用戶所認(rèn)識(shí),潛在應(yīng)用市場(chǎng)很大。制作石油工業(yè)用玻璃鋼制品的常用增強(qiáng)材料,為杜邦公司的凱芙拉纖維、玻璃纖維或碳纖維等,基體材料通常采用Teflon樹(shù)脂。
  有關(guān)人士認(rèn)為,CCT管道系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,將充分證明玻璃鋼材料具有許多鋼材所不具備的優(yōu)點(diǎn)。例如它的制造成本較為低廉,柔曲性能較好,并且使用壽命較長(zhǎng),耐腐蝕性能較好等。
  據(jù)悉,AMAT公司和Fiberspar公司,每家將生產(chǎn)5500米的CCT玻璃鋼管道,其中3000米管道安裝在??松虾J凸镜暮I嫌途囉?。 這些CCT玻璃鋼管道,采用S玻璃或E玻璃和芳綸纖維的混用增強(qiáng)材料,而環(huán)氧樹(shù)脂則是這些管道的首批基體樹(shù)脂。這批玻璃鋼管道的顯著特點(diǎn),是每根管道的長(zhǎng)度較長(zhǎng),并且其耐腐蝕性能較好,因而有利于油井的環(huán)境保護(hù)工作。
 
關(guān)鍵詞: 玻璃鋼 石油平臺(tái)
 
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