管道内覆盖层产生的效益

 很长时间以来，人们就认识到管道内覆盖层具有良好的经济性，它能够耐磨损、耐机械破坏并降低清洗、过滤、清管的成本及其它清管设备的费用，确保产品纯度，防止污染，极大地降低了维护费用，使管内壁不会造成沉淀物的聚积(如垢或石蜡)，能增加输量。
    1967年美国国家标准局的“腐蚀的方方面面”报告估计，由于水管内壁锈蚀的阻塞所需的额外泵动力成本每年就达四千万美元。
1．增加天然气的输量
　　由于内覆盖层表面的粗糙度减少了摩擦阻力，使天然气或液体更容易在管内流动，从而提高了输送效率，增加了输量。用于天然气管道内壁的这类减阻型涂膜较薄，干膜厚度为37～75μm，通常在表面处理达Sa2．5级的表面上喷涂。
　　1953年，北美天然气管线首次采用减阻内涂技术，管径500mm，使用了美国COPON研究联合体开发出一种具有特殊表面粗糙度，能有助于介质流动，提高输量的涂料，这在实际应用中已得到证实，许多文献作了具体的阐述。
　　在当时使用了上述涂料，5年内进行定期跟踪检查，后因没有发现任何问题，所以没有再继续检测。
　　目前减阻内涂技术已被大家所接受，尤其被天然气输送公司所采用，事实上，从初期在北美出现，直至现在在欧洲及其它国家广泛应用，减阻内覆盖层也已成为管道的标准技术。
　　H．G．Fasold博士及H．N．Wahle于1993年发表的文章中提出了输送量提高14％～21 %的数据。并指出：“这种内覆盖层自20世纪60年代末以来一直被北欧和北美的许多天然气公司所采用，大部分用于较大管径的管线，获得了上述比例的增量，而投资量增加相对较小(少于2％)”。
　　实际拉测表明，天然气管线上使用内覆盖层具有以下的经济效益。
　　(1)可提高输量4％～8％，许多国家应用实例表明均能维持这一比例，这实际上已有一定裕度，一般认为能提高1％，采用内覆盖层就已值得了。
　　(2)可在管道敷设前提供保护，以保证没有腐蚀物影响表面粗糙度，污染介质。
　　(3)敷设后可方便快捷地清洁管道内部，水压试验后由于内表面光滑能迅速干燥。
　　(4)减少石蜡及其它污染物的沉积。
　　(5)在运行期间能降低动力消耗。
　　(6)减少维护、清管的次数。
　　(7)不会固腐蚀物造成阻塞、破坏、污染介质。
　　(8)有利于管道内壁缺陷的检测，较易查出管道的层裂和其它缺陷。
　　(9)使用内覆盖层后的管内壁表面非常光滑。因此可延长清管器的寿命，与没有内覆盖层的条件相比，延长寿命近4倍。
　　(10)提高了输送介质的纯度。
　　对于轻度腐蚀性的天然气管道，用75μm的干膜厚度内覆盖层具有更高的经济效益。
2．减少维护量
　　由于内覆盖层的使用，使清管更加容易，且减少了清管次数，同时清管器所需的压力大约只是裸管的一半，所以管道的维护量相应减少。类似的情况有，当管道做水压试验时，臂径900mm的管道只需4个清管器即能完全干燥；
　　对于每条管道，清管的次数不尽相同，但从几家美国天然气运输公司实际应用经验中提供的一些数据表明，有内覆盖层的管道每一年至一年半进行一次清管，而没有内覆盖层的管道，通常一年需要3次。
3． 良好的经济性
　　内覆盖层初期投入的成本可获几倍的补偿，即使管径对于当时输量需求来说很充分，也应考虑使用内覆盖层，以便适应将来输量增加的需求。
　　通过贴现流动的方式，几年后就会有效益回报，分析表明对于天然气和液体管线使用内涂技术。一般3～5年即可有效益回报。
　　测试数据不是很完全，因为常进行做内防腐前后的比较测量，而且也不能完全确定待涂表面的粗糙度。涂层粗糙度随着所使用的涂料的不同面不同，但从水压试验角度来说，内表面粗糙度值最大应降低到5～10μm。
　　最初内涂料主要应用在水管线上，是为了确保水的纯度，在天然气管线上，是为了希望最大程度地提高生产量。然而近来，也应用在原油管线上，不仅是为了防腐，而且是为了通过改善流动有所受益。
　　其它的好处就是包括减少维护及降低了石蜡的沉积。据报道美国一些沿海管线的清管次数减少高达75％。实验室试验结果也显示，由内涂层形成的光滑表面能显著地降低石蜡的沉积，可达25％。
　　总之，内涂层能大幅度地提高输量，这个提高正是依赖着管道、内涂覆及流动特性。然而，理论分析还没有发展到可对任何管道系统进行与之相关的检测。
　　随着表面粗糙度的降低，摩擦系数也相应地减少，摩擦系数降低的比率随着雷诺数的增加及管径的减小而增加。
　　管径对减少摩擦系数的影响，随着雷诺数的增高而有所减少。
　　当雷诺数在105～107时，摩擦系数的变化最大。
　　内表面粗糙度为4．5μm的工业管道内涂后可提高液态介质输送能力22％，输气管道则是24％。
　　内表面粗糙度为4．5μm的工业管道，则液体压力的降低减少将达33％，内涂可缩小管径8％。
　　众多降低成本的实例说明，内涂覆所带来经济效益，通常回报期为3～5年。
　　通过从内涂技术的受益，最初的成本投入将会几倍地收回，即使天然气管径能充分满足当时输量的需求，但是为了将来能增加输量或减小新管线的管径，考虑内涂减阻仍是明智的举措。
　　综上所述，天然气管道减阻内涂技术有着无可非议的优越性，在许多文献中均有所反映。