專利名稱：一種煉油和化工裝置的管道在線成膜的防腐方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煉油和化工裝置的管道在線成膜的防腐方法及裝置，屬于石油設(shè)備與管線防腐技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煉油和化工裝置的管道的防腐蝕技術(shù)是目前石油工業(yè)急需解決的問題之一，目前主要的防腐蝕方法是在設(shè)備和石油管道內(nèi)壁涂覆防腐蝕材料，形成防腐蝕涂層。帶有防腐蝕涂層的煉油和化工裝置管道的成型工藝較為復(fù)雜，以石油管道為例，其成型工藝為鋼管進(jìn)廠檢驗一鋼管表面預(yù)熱一拋丸處理一管內(nèi)鋼砂等雜質(zhì)清理一鋼管表面灰塵清理一鋼管中頻加熱一環(huán)氧粉末靜電噴涂一底膠熱擠出纏繞(包覆)一外層聚乙烯熱擠出纏繞(包覆)一水冷卻成型一成品防腐層坡口成型一成品管堆放一成品管運輸，防 腐成本較高。而且，該防腐蝕涂層一旦出現(xiàn)破壞，將無法進(jìn)行修復(fù)，必須停止使用來更換管道，這會顯著地增加成本，并且會影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。形成的防腐蝕涂層也存在許多問題，例如鋼管端頭涂層翹邊、涂層表面呈現(xiàn)半球形或半橢球形鼓包，形成不均勻的麻點、焊縫處涂層減薄或破裂以及防腐涂層鼓包，這些都嚴(yán)重影響防護(hù)涂層的表觀質(zhì)量和防腐蝕效果。尤其針對石油烴類物質(zhì)，其組分較為復(fù)雜，各種腐蝕性物質(zhì)組合在一起，腐蝕性很強，石油加工裝置的高溫防腐性尤其重要，目前涂覆防腐材料形成防腐蝕涂層的方法，不能滿足煉油和化工裝置的防腐蝕需求。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種煉油和化工裝置的管道在線成膜的防腐方法，在需要防腐的管道的上游注入成膜物質(zhì)，通過對管道進(jìn)行在線加熱，在其內(nèi)壁上形成防腐膜層，隔離煉油和化工裝置中的腐蝕性物質(zhì)和管道內(nèi)表面的接觸，對管道起到防腐蝕作用。本發(fā)明的目的還在于提供一種用于上述方法的煉油和化工裝置管道在線成膜的防腐裝置。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種煉油和化工裝置的管道在線成膜的防腐方法，其包括以下步驟在需要防腐的管道上游從管道的排液閥門向管道內(nèi)注入成膜物質(zhì)，并對需要防腐的管道進(jìn)行加熱，加熱至200-500°C并保持I小時-240小時，使需要防腐的管道內(nèi)表面生成焦膜。本發(fā)明所提供的在線防腐方法通過向煉油和化工裝置的管道中注入成膜物質(zhì)，然后在需要成膜的位置對管道進(jìn)行加熱，使其溫度達(dá)到成膜物質(zhì)反應(yīng)生焦的溫度，從而在其內(nèi)部形成一層平滑的焦膜層，隔離管道內(nèi)物質(zhì)(主要為烴類物質(zhì))與管道內(nèi)表面的接觸，從而也隔離了管道內(nèi)的腐蝕性物質(zhì)和管道內(nèi)表面的接觸，起到防腐蝕的作用。在本發(fā)明提供的上述在線成膜的防腐方法中，根據(jù)管道內(nèi)的物質(zhì)的性質(zhì)可以選擇不同的成膜物質(zhì)，優(yōu)選地，所采用的成膜物質(zhì)為柴油、常壓渣油或者其窄餾分油，以及沸點為205-500°C的多環(huán)芳烴化合物等中的一種或幾種的組合。在本發(fā)明提供的上述在線成膜防腐方法中，優(yōu)選地，成膜物質(zhì)的密度、餾程或者沸點要大于或者高于管道所輸送的物質(zhì)的密度、餾程或者沸點。在本發(fā)明提供的上述在線成膜防腐方法 中，根據(jù)成膜物質(zhì)的性質(zhì)不同，可以選擇不同的加熱溫度，優(yōu)選地，加熱的溫度應(yīng)低于成膜物質(zhì)的沸點或者干點。在本發(fā)明提供的上述在線成膜防腐方法中，優(yōu)選地，焦膜的厚度為O. Ol-IOmm(優(yōu)選 I. 0-5. Omm)。根據(jù)成膜物質(zhì)的性質(zhì)和管道內(nèi)物質(zhì)輸送速度不同，可以將成膜物質(zhì)的注入速度控制在不同的程度，以較小的速度為宜，但要大于成膜物質(zhì)生焦的速度。成膜物質(zhì)的注入量控制在能夠保證所生成的焦膜的厚度的程度即可?？梢栽诠艿赖撞颗渲霉鼙跍y厚儀，成膜物質(zhì)注入量控制在所需防腐管道底部壁厚增加O. Ol-IOmm的程度，直至焦膜生成完成。在本發(fā)明提供的上述在線成膜防腐方法中，優(yōu)選地，焦膜的密度為900_1500kg/m3。利用本發(fā)明提供的在線成膜防腐方法制備的焦膜的化學(xué)成分主要為C、H兩種成分，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與煉油和化工管道內(nèi)輸送物質(zhì)中所含腐蝕性物質(zhì)H2s、環(huán)烷酸、氯離子化合物等不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能夠起到隔離管道內(nèi)輸送的石油烴類中的腐蝕性物質(zhì)與管道內(nèi)表面的接觸，起到對管道的防腐作用。本發(fā)明所提供的上述防腐方法為在線實施，并且可重復(fù)實施，不需要停用煉油和化工裝置的管道，不會影響正常工作的進(jìn)行。本發(fā)明還提供了一種用于上述在線成膜的防腐方法的煉油和化工裝置的管道在線成膜的防腐裝置，其包括注入設(shè)備、加熱套管和加熱設(shè)備；其中，所述注入設(shè)備包括臨時接頭(用于與管道排液閥門連接)、截止閥(用于控制注入操作的開始和終止)、單向閥(用于防止逆流)、計量泵、成膜物質(zhì)儲罐(用于儲存成膜物質(zhì))；所述加熱套管設(shè)有加熱介質(zhì)入口和加熱介質(zhì)出口，且能夠呈螺旋狀纏繞于所述石油烴類裝置或管道的外表面；所述加熱設(shè)備用于對加熱介質(zhì)進(jìn)行加熱。在上述在線成膜的防腐裝置中，所采用的注入設(shè)備、加熱套管和加熱設(shè)備可以采用現(xiàn)有的常規(guī)設(shè)備，只要能夠?qū)崿F(xiàn)其功能即可。在上述在線成膜的防腐裝置中，注入設(shè)備用于控制成膜物質(zhì)的注入速度和注入量，注入速度可以根據(jù)管道內(nèi)輸送物質(zhì)流速和成膜物質(zhì)的性質(zhì)來決定，流速小較為適宜，但要大于成膜物質(zhì)的生焦速率。在該注入設(shè)備中，臨時接頭、截止閥、單向閥、計量泵和成膜物質(zhì)儲罐通過管道依次連接。在注入成膜物質(zhì)時，首先通過臨時接頭將注入設(shè)備與需要防腐的管道連接，通過計量泵來控制注入速度和注入量。在上述在線成膜的防腐裝置中，優(yōu)選地，加熱介質(zhì)入口處設(shè)有溫度控制裝置，用于控制加熱套管內(nèi)部的加熱介質(zhì)的溫度。該溫度控制裝置通過控制加熱介質(zhì)入口處的流量來控制加熱套管內(nèi)的加熱介質(zhì)的溫度，其可以采用任何能夠?qū)崿F(xiàn)其功能的現(xiàn)有設(shè)備。在上述在線成膜的防腐裝置中，優(yōu)選地，加熱介質(zhì)為水蒸汽和/或惰性氣體等。
在上述在線成膜的防腐裝置中，優(yōu)選地，加熱套的橫截面為扁平狀，以更好地纏繞于管道的外部?！闱闆r下，本發(fā)明所提供的在線成膜的防腐方法和防腐裝置是用于水平管道的防腐處理。本發(fā)明提供的煉油和化工裝置的管道在線成膜的防腐方法具有如下優(yōu)點I、所生成的焦膜在管道的內(nèi)表面流動邊界層內(nèi)，焦膜層平滑致密，化學(xué)特性穩(wěn)定，能夠隔離管道內(nèi)腐蝕性物質(zhì)與管道內(nèi)表面的接觸，能對管道起到防腐作用，保證其可長周期安全運行；2、該在線成膜的防腐蝕方法可以在不停工的情況下進(jìn)行，不影響正常的生產(chǎn)；3、該在線成膜的防腐蝕方法添加的成膜物質(zhì)，所需量與管道輸送的量相比，非常微少，不影響管道內(nèi)物質(zhì)的性質(zhì)； 4、該在線成膜的防腐方法比較簡單，實施容易，成本很低；5、當(dāng)通過管壁測量厚度設(shè)備測定焦膜減薄后，說明焦膜出現(xiàn)破損、剝落等問題，此時不必停止生產(chǎn)進(jìn)行更換管道，原焦膜也不需要鏟除，只需重新利用本發(fā)明提供的方法重復(fù)進(jìn)行成膜作業(yè)形成新的焦膜即可，既可以方便快捷地處理問題，又不影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。


圖I為實施例I所提供的在線成膜的防腐方法的原理示意圖；圖2為實施例I中未生成焦膜的管道內(nèi)壁圖；圖3為實施例I中生成焦膜之后的管道內(nèi)壁圖。主要附圖標(biāo)號說明管道I加熱介質(zhì)入口 2加熱介質(zhì)出口 3加熱套管4排液閥門5臨時接頭6截止閥7單向閥8計量泵9成膜物質(zhì)儲罐10
具體實施例方式為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。實施例I本實施例提供了一種煉油和化工裝置的管道在線成膜的防腐裝置，其包括注入設(shè)備、加熱套管4和加熱設(shè)備(圖中未顯示)，其中，注入設(shè)備包括依次連接的臨時接頭6、截止閥7、單向閥8、計量泵9和成膜物質(zhì)儲罐10，臨時接頭6用于與管道I原有的排液閥門5 (位于管道的底部)相連接，以用于注入成膜物質(zhì)，截止閥7用于控制注入的進(jìn)行，單向閥8用于防止逆流，計量泵9用于計量注入的成膜物質(zhì)的注入速度，成膜物質(zhì)儲罐10用于儲存成膜物質(zhì)；加熱套管4設(shè)有加熱介質(zhì)入口 2和加熱介質(zhì)出口 3，分別用于輸入由加熱設(shè)備加熱之后的加熱介質(zhì)以及完成對管道I進(jìn)行加熱之后的加熱介質(zhì)，在加熱介質(zhì)入口 2處設(shè)有溫度控制裝置(圖中未顯示)，該溫度控制裝置通過控制加熱介質(zhì)入口 2的流量來控制加熱套管4內(nèi)的加熱介質(zhì)的溫度。本實施例還提供了一種煉油和化工裝置的管道在線成膜的防腐方法，其是采用上述在線成膜的防腐裝置進(jìn)行的，如圖I所示，加熱套管4呈螺旋狀纏繞于管道I的外表面上，這樣可以加大其與管道I內(nèi)表面的接觸面積，提高換熱效果。本實施例提供的上述在線成膜防腐方法包括以下步驟利用注入設(shè)備在管道I的上游通過排液閥門6注入成膜物質(zhì)(管道I的直徑為300mm，長度為5m，管道內(nèi)介質(zhì)流速為 20m/s，成膜物質(zhì)的注入量控制為36kg，注入速度為I. 5kg/h)，成膜物質(zhì)為常壓渣油的窄餾分油(餾程為350-400°C )，通過加熱設(shè)備將加熱介質(zhì)加熱到300°C，然后將加熱介質(zhì)從加熱介質(zhì)入口 2引入加熱套管4中，與管道I外表面進(jìn)行熱量交換，持續(xù)進(jìn)行24小時，管道I的外表面經(jīng)過加熱后(其溫度接近300°C )，其內(nèi)表面邊界層內(nèi)成膜物質(zhì)在該溫度下反應(yīng)形成焦膜。管道I內(nèi)表面在加熱前和生成焦膜后的狀況分別如圖2和圖3所示。其中，圖2為加熱前的管道內(nèi)表面，其是比較光滑的。圖3為生成焦膜后的管道內(nèi)表面，從圖中可以明顯地看出管道的內(nèi)表面形成了一層焦膜，焦膜的厚度為0-5mm，密度為1050kg/m3。在進(jìn)行防腐處理的過程中，可以在不停止正常生產(chǎn)的情況下進(jìn)行，即管道內(nèi)一邊輸送原來的物質(zhì)，一邊注入成膜物質(zhì)，根據(jù)研究表明，腐蝕主要發(fā)生在管道的下半部分，注入成膜物質(zhì)時，成膜物質(zhì)主要覆蓋管道的底部(主要是針對水平管道)，并不需要覆蓋管道的整個內(nèi)壁，只要覆蓋的部分生焦成膜就可以起到很好的防腐效果。管道內(nèi)表面生成的焦膜隔離了管道內(nèi)輸送的石油烴類物質(zhì)與管道內(nèi)表面的接觸，從而也隔離了管道中的腐蝕性物質(zhì)和管道內(nèi)表面的接觸，因而能對管道起到防腐作用，保證管道可長周期安全運行。
權(quán)利要求
1.一種煉油和化工裝置的管道在線成膜的防腐方法，其包括以下步驟 在需要防腐的管道上游從管道的排液閥門向管道內(nèi)注入成膜物質(zhì)，并對需要防腐的管道進(jìn)行加熱，加熱至200-500°C并保持I小時-240小時，使需要防腐的管道內(nèi)表面生成焦膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述成膜物質(zhì)為柴油、常壓渣油或者其窄餾分油，以及沸點為205-500°C的多環(huán)芳烴化合物中的一種或幾種的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中，所述成膜物質(zhì)的密度、餾程或者沸點大于或者高于管道所輸送的物質(zhì)的密度、餾程或者沸點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，其中，所述加熱的溫度低于成膜物質(zhì)的沸點或者干點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其中，所述焦膜的厚度為O.01-10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述焦膜的密度為900-1500kg/m3。
7.一種用于權(quán)利要求1-6任一項所述的在線成膜的防腐方法的煉油和化工裝置的管道在線成膜的防腐裝置，其包括注入設(shè)備、加熱套管和加熱設(shè)備； 其中，所述注入設(shè)備包括臨時接頭、截止閥、單向閥、計量泵、成膜物質(zhì)儲罐； 所述加熱套管設(shè)有加熱介質(zhì)入口和加熱介質(zhì)出口，且能夠呈螺旋狀纏繞于所述石油烴類裝置或管道的外表面； 所述加熱設(shè)備用于對加熱介質(zhì)進(jìn)行加熱。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的在線成膜的防腐裝置，其中，所述加熱介質(zhì)入口處設(shè)有溫度控制裝置，用于控制所述加熱套管內(nèi)部的加熱介質(zhì)的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的在線成膜防腐裝置，其中，所述加熱介質(zhì)為水蒸汽和/或惰性氣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的在線成膜防腐裝置，其中，所述加熱套的橫截面為扁平狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煉油和化工裝置的管道在線成膜的防腐方法及裝置。該方法包括以下步驟在需要防腐的管道上游從管道的排液閥門向管道內(nèi)注入成膜物質(zhì)，并對需要防腐的管道進(jìn)行加熱，加熱至200-500℃并保持1小時-240小時，使需要防腐的管道內(nèi)表面生成焦膜。本發(fā)明還提供了一種用于上述方法的防腐裝置，其包括注入設(shè)備、加熱套管和加熱設(shè)備；其中，加熱套管設(shè)有加熱介質(zhì)入口和加熱介質(zhì)出口，且能夠呈螺旋狀纏繞于所述石油烴類裝置或管道的外表面；加熱設(shè)備用于對加熱介質(zhì)進(jìn)行加熱。采用上述方法生成的焦膜在管道內(nèi)表面流動邊界層內(nèi)，焦膜層平滑致密，化學(xué)特性穩(wěn)定，能夠隔離管道內(nèi)物質(zhì)與管道內(nèi)表面的接觸，起到防腐作用，保證其可長周期安全運行。
文檔編號B05C9/14GK102873003SQ20121032577
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者楊光福, 孫文勇, 牛蘊, 魏振強, 劉文才, 趙永濤, 戴一陽, 胡家順 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院