《埋地钢质管道防腐保温层技术标准》修订探讨

顾颖波 大庆油田工程有限公司

《埋地钢质管道防腐保温层技术标准》修订探讨

顾颖波 大庆油田工程有限公司

2011年12月1日，现行国家标准《埋地钢质管道防腐保温层技术标准（GB/T 50538—2010）》由中华人民共和国住房和城乡建设部正式发布并实施。为了适应技术发展的节奏，围绕工业化产业结构调整，新材料、新技术、新工艺应用等要求，顺应国家在环境保护、资源节约及节能减排等方面的要求及新时期油田建设经济性的要求，进行标准修订具有重要意义。本次修订的主要内容包括对原有保温层材料、保护层生产工艺及性能指标的新增要求，增加保温层种类，规范保温层厚度等。

埋地钢质管道；国家标准；防腐；保温；材料；修订

1 标准修订的可行性及必要性

2011年12月1日，国家标准《埋地钢质管道防腐保温层技术标准（GB/T 50538—2010）》由中华人民共和国住房和城乡建设部正式发布并实施。该标准涵盖了埋地钢质管道在防腐保温设计、预制及施工等方面的技术要求。为埋地钢质管道的防腐保温设计提供了重要的技术支持。

随着中国经济的不断发展，中国已经成为全球第二大能源消耗国，对石油的需求也不断增长。中国已建油气管道长度已突破7×104km。目前形成的管道输送格局已经成为继铁路、公路、水路、航空运输之后的第五大运输行业。而管道输油是高能耗行业之一，因此提高输油管道保温技术水平，是节能降耗的重要措施。

近几年来，在《埋地钢质管道防腐保温层技术标准（GB/T 50538—2010）》执行过程中，随着管道保温新材料、新技术的不断涌现，对现有标准提出了更高的要求。为顺应国家在环境保护、资源节约及节能减排等方面的要求，围绕管道保温新材料、新技术、新工艺应用，需对现有标准进行进一步的修订完善。

2 标准修订的目的及意义

作为油气田地面工程防腐保温专业技术标准，《埋地钢质管道防腐保温层技术标准》是埋地钢质管道防腐保温设计、生产及施工的主要依据之一。标准修订后，将适应新时期油田在技术发展上的节奏，以及在环保、节能、高效等方面的需要，同时满足防腐保温工程对经济性的要求，对埋地钢质管道防腐保温工程设计、预制及施工水平的提高具有重要意义。

（1）标准的修订适应技术发展的节奏。随着科研机构对保温材料研究的不断深入，新材料、新技术及新工艺不断涌现，标准的修订将对该部分内容进行补充和完善，以提高保温工程的效率。

（2）满足环保、节能的要求。修订标准将改进保温材料预制工艺，在生产过程中将执行更加有效的绿色生态、节能减排的要求。

（3）满足油田建设经济性的要求。新时期油田建设，不能单纯追求新材料、新技术的要求，更要重视经济效益。修订标准将在保温层结构方面进一步优化，以保证设计可靠性与经济性的最佳统一。

3 修订的主要内容

3.1 补充对原有保温材料生产工艺的要求

聚氨酯泡沫塑料以其导热系数小、密度小、吸水率低等优点广泛应用于国内外埋地管道的保温，已有30多年的使用历史。聚氨酯泡沫塑料生产工艺成熟，施工方便易行，在保证保温结构的完整性和严密性的前提下，是埋地保温管道的首选材料。但发泡型保温材料在生产过程中，都会使用到发泡剂，原标准规定的141b是F-11的第一替代物，仅作为过渡替代品，141b在大气中的寿命较短，对臭氧的消耗程度为F-11的1%，但其臭氧潜值（ODP）大于零，对臭氧层有危害。目前发达国家已禁用。1987年联合国环境计划署通过了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，1992年经修订的议定书对我国生效。为适应油田建设新时期对环保的要求，修订标准将禁止ODP大于零的发泡剂的使用。推荐环戊烷或水作为发泡剂，其中环戊烷是F-11的第二替代物，在冰箱和直埋式预制保温管生产中使用；水作为安全、经济及环保型发泡剂目前正在国内部分厂家推广应用。

3.2 增加发泡型保温材料种类

酚醛改性泡沫塑料耐温性高、造价低，广泛应用于国外保温管道。国内在吉林油田应用比较成熟。生产酚醛泡沫塑料的原料除树脂外，需要加入发泡剂、表面活性剂、固化剂和改性剂。由于酚醛泡沫通常选用酸性较强的有机和无机酸作为固化剂，且过分固化时，产生的内应力会导致泡沫开裂，同时泡沫残留酸对金属表面具有一定的腐蚀性。脆性大和易粉化是酚醛泡沫塑料的两大弱点，国内已有多家企业及科研单位对改性工艺进行了研究，并取得了很好的效果。经过改性的酚醛泡沫塑料，导热系数可达0.015～0.033 W/m2·K，通过使用非离子表面活性剂，控制发泡反应速度，闭孔率可达89%，经过科研机构研究有望成为物美价廉的聚氨酯替代物。

聚异氰脲酸酯泡沫塑料与聚氨酯泡沫塑料生产工艺相当，耐热性好，耐火焰贯穿性强，尺寸变化率小于1%，阻燃性也优于聚氨酯，可在150℃下长期使用，已经广泛应用于工业和建筑行业。经过聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯，降低了纯聚异氰脲酸酯的脆性，提高了耐热性，生产工艺成熟，施工方便，价格较聚氨酯低廉。在国外某些保温场合已经替代聚氨酯泡沫塑料的使用。在国家标准《工业设备及管道绝热工程设计规范》中已作为可选绝热材料之一。

聚氯乙烯泡沫塑料的耐热性好，闭孔率高达100%，因此具有良好的防水性能，国外越来越多地应用于水下或海底管道。经改性的聚氯乙烯泡沫塑料，耐温性及强度都会有所提高，但导热系数较聚氨酯大，且使用时间较短，施工工艺尚不成熟，目前在国内还没有大量投入使用，修订标准仅作为参考保温材料以表格形式给出。

3.3 增加聚乙烯外护层低温指标及冬季施工要求

美国阿拉斯加输油管道及加拿大北部地区冷湖输油管道，其保温管道均为高密度聚乙烯硬质聚氨酯泡沫塑料管，国内中俄原油管道漠河—林源段为多年冻土地段，对保温管道的外护层、补口带的耐低温性能以及冬季施工工艺提出了更高的要求。修订标准将补充对外护层材料耐低温性能指标的要求，以满足特殊环境的使用条件。

3.4 补充不同使用环境下保温层厚度推荐表

推行保温层经济厚度，与控制表面温度或控制热流密度的设计相比，可节能20%以上。原标准虽然给出了经济计算方法，但经济计算方法可操作性差，标准修订过程中将考虑根据不同管径、不同介质温度、不同保温材料给出经济厚度推荐值，以满足保温工程对经济性的要求，同时便于指导设计。

（栏目主持 李艳秋）

综合灰色评价结果为

对应高、显著、一般和低4个评价等级，E=(4，3，2，1)，最终评价值C=S·ET=3.427 156。

最终的评价值介于3和4之间，该油田油气勘探开发项目的风险程度归为显著，这也符合油气勘探开发项目整体上高风险性的特点。

3 结论

针对油气勘探开发项目的特点，将其风险划分为地质风险、经济风险、技术风险、管理风险和政治风险5类。运用多层次灰色评价法构建模型，并应用于某油田的油气勘探开发项目。结果表明，利用多层次灰色评价法识别的油气勘探开发项目风险切合实际，具有一定的合理性，这也能够为油气勘探开发项目的风险评价工作提供借鉴和参考。

[1]陈黎明，赵晖．大型工程项目管理度的多层次灰色模型探析[J]．统计与决策，2012（1）：73-75.

[2]商梅梅，张宝生，王连杰，等．国际油气勘探开发项目风险研究—基于变权理论[J]．技术经济与管理研究，2011（11）：11-14.

[3]梁继强，刘尚坤．多层次灰色综合评价法在港口建设项目风险评价中的应用[J]．中国水运，2011，11（8）：223-224，226.

[4]郑运虎，姜峰．多层次灰色评价法对FPSO船火灾风险的评估[J]．油气田环境保护，2014，24（3）：34-37.

[5]王丽茹．油气资源勘探开发一体化项目优选评价模型[J]．油气田地面工程，2008，27（11）：27-28.

收稿日期2015-07-28

（栏目主持 李艳秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.007

2015-04-16