不锈钢在海底管道中的应用

澳大利亚悉尼的雨水管道
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第二次世界大战期间,在英国的怀特岛和法国海岸之间建造了首批大型海底管道之一,自那以后,它们的使用呈指数级增长。

如今,海底管道主要用于输送石油和天然气。公司既从海底开采,又用管道将这些化石燃料运上岸。在石油或天然气被提炼后,不同的管道被用来将石油或液化天然气运送到燃料运输船。

海底管道最令人印象深刻的例子之一是Langeled管道它连接了挪威附近的北海油田和英国的加工厂,在两国之间延伸了近750英里。这条管道穿过崎岖的水下地形,在最深处,它位于近3000英尺深的水下压力超过1500磅每平方英寸。

海底管道安装

33亿美元的Langeled管道在两艘漂浮的“管道工厂”的帮助下,这些管道被焊接在一起,然后被放置在北海海底。

但是,在铺设海底管道或铺设其他海底管道之前,必须仔细检查海底是否有沉船、敏感的暗礁或沿途可能存在的其他物体。如果路线上有障碍,就把它移开或绕过它。测量员还可以确定是否需要回填或掩埋管道的任何部分。

用专用船铺设煤气管道
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Tow-in安装

在这项技术中,部分管道连接到浮标上,拖船将整个装置拖到海里。一旦船到达目的地,浮标要么被移走,要么被淹没,管道就可以沉入海底。

这种技术被称为表面曳引,有三种变体:中深度曳引、离底曳引和底曳引。中深拖曳是指利用拖船的速度来防止拖曳管道的部分沿着海底撞击。

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船底拖用链条给水中的浮筒称重。拖船到达目的地后,浮标被移走。底拖是指沿着海底拖拽管道的一部分,只用于浅层设施。

S-lay安装

测量完成后,派遣一支小船队去铺设管道。小型驳船为漂浮的“管道工厂”提供部分管道,而一艘领队船则在海底观察。来自驳船的管道被卸到管道工厂船只甲板上的储存地点。工厂的船通常有足够的管段12个小时的工作。

在管厂,管段被焊接在一起,然后用超声波检查每个接头的缺陷。接下来,所有的接头都要涂上防腐层。然后,一个定制的传送带将焊接的管道移动到一个名为“推力杆”的特殊吊杆上,该吊杆以一定角度伸入水中。然后管道逐渐下降到海床上的推力杆。

J-Lay安装

J-Lay安装类似于S-Lay。然而,J- lay不是让管道通过“S”形的蜇杆,而是让焊接的管道从工厂船的甲板上倾斜,让它以更垂直的角度进入水中,形成“J”形。

以一定的角度提升管道,可以减少制造过程中管道上的应力。这种方法还允许在比S-Lay工艺更深的深度进行工作。

连接管道

铺设海底天然气管道的整个过程通常不是从岸上开始的,而是从海上开始的。天然气管道包含了相当多的部分,这些部分都是在不同的时间从几艘船建造的,然后它们都是后来连接在一起的。天然气管道必须能够承受不同截面的压力,因此使用不同厚度的管道。

当管道最初的海底部分完成后,管道将被放置在坚实地面上的一个特殊绞车拉上岸。然后,管道与它的陆地部分连接。

管道施工人员还必须对管道进行水压测试。为了做到这一点,在强制压力下,管道被灌满水,并留下一段时间,以检测可能的缺陷。燃气管道投产后,也对管道的运行状况进行了细致的监控。用于管道内检查的特殊电子设备也用于监控管道。

腐蚀

海洋级不锈钢,即316不锈钢,是海底管道最常用的合金之一,众所周知,它在海底会被腐蚀。海底管道腐蚀主要有两种:点蚀和裂隙腐蚀。点蚀很容易识别,可以由许多因素引起。然而,裂缝腐蚀更难识别。

点蚀

当316表面的富铬膜在高氯化物环境中破坏时,点腐蚀就开始了。氯化物的量越大,温度越高,薄膜破裂的几率就越大。

一旦薄膜渗透,就建立起一个电化学电池。铁在凹坑的阳极底部进入溶液,然后沿着凹坑顶部的方向扩散并氧化生成氧化铁。随着凹坑深度的增加,氯化铁溶液的浓度增加,导致了凹坑、管壁穿孔和泄漏的加速。点蚀可能深入油管壁,危及油管安全。

裂缝

在管道和管道支架之间、相邻管道之间以及管道表面可能堆积的沉积物之间可以发现裂缝。对海底管道完整性构成最大威胁的是相当致密的裂缝。在狭窄的裂缝中管道的标准腐蚀会导致裂缝中流体中的氧气浓度降低。裂隙流体中氧气浓度的降低增加了表面膜破裂的机会,因此产生点蚀。

处理腐蚀

一些公司发现,用不同的不锈钢合金替换316不锈钢管可以减少腐蚀。另一种可能是用抗腐蚀材料(如热塑性聚氨酯)覆盖海底管道。

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参考文献

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布雷特•史密斯

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布雷特•史密斯

布雷特·史密斯是美国自由撰稿人,拥有布法罗州立学院新闻学学士学位,在专业实验室工作了8年。

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  • 美国心理学协会

    史密斯,布雷特。(2015年6月11日)。不锈钢在海底管道中的应用。AZoM。于2021年10月12日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=11959检索。

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    史密斯,布雷特。《海底管道中不锈钢的使用》。AZoM.2021年10月12日。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=11959 >。

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    史密斯,布雷特。《海底管道中不锈钢的使用》。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=11959。(2021年10月12日生效)。

  • 哈佛大学

    史密斯,布雷特。2015。不锈钢在海底管道中的应用.viewed september 21, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=11959。

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