保冷材料在油气田建设中的应用

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1 保冷材料

1.1 聚氨酯（PUR）

聚氨酯（PUR）是由异氰酸酯与多元醇反应而制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物，其使用温度-190~100℃（核实该温度）。

聚氨酯运用非常广泛，市场也非常成熟，其主要的优点为：

（1）保温性能好，导热系数0.025左右；

（2）黏结性能好，能够和金属管道黏结得非常牢固，不易脱落；

（3）经济效益好，材料造价低；

（4）耐老化好，耐老化年限可达30年之久。聚氨酯绝热材料在石油天然气建设项目中广泛运用，但聚氨酯材料也存在膨胀系数大、可燃性高的缺点。由于聚氨酯材料在-130℃的工况下，受冷收缩量大易产生裂纹，并且防火性能差，作为易燃易爆工艺气体的保温层存在消防安全隐患。

1.2 聚异氰脲酸酯（PIR）

聚异氰脲酸酯，简称三聚酯泡沫（PIR），是由异氰酸盐与聚醚经混合、反应、发泡生成的闭孔硬质泡沫聚合体。其主要结构是异氰脲酸酯环。

PIR是目前较为理想的材料，无论是它的分解温度和闪点温度都大大高于普通的聚氨酯（PUR）泡沫，而它的施工工艺又和普通的聚氨酯（PUR）泡沫很类似，从系统上不影响一般的工艺设计。

PIR具有独立的密闭细胞结构和非常高的闭孔率，发泡体细胞细微均匀、隔热性能良好（工作温度下导热系数≤0.02w/（m k））、耐火焰阻燃性能极优（氧指数≥30），因而在绝热性能、耐水透湿性、接着性、抗压性、阻燃性和冷缩率等方面呈现出优良的品质。

PIR本身具备以下特点：

（1）导热系数低（0.02w/（mk））（2）较高的阻燃特性

（3）可操作温度范围广（-200~230℃）（4）线性膨胀系数小

PIR最大的优点在于阻燃性好和线性膨胀系数小，PIR 线性膨胀系数小，在低温工况下不分解、不产生裂纹。

缺点：

（1）材料易吸水，绝热系统易失效。

（2）材料脆性较大，且在不规则的异形部件处不易安装PIR最大的缺陷在于易吸水“老化”，因为水的导热系数远远高于PIR，保冷材料中吸入水后导热系数徒增。

1.3 柔性保冷材料

主要由丁腈橡胶聚合物发泡（LT）和二烯烃泡沫

（LTD）组成，内层采用LTD柔性保冷材料，使用温度为-200℃~125℃，为减振兼顾隔热层；外层采用LT柔性保冷材料使用温度为-100~105℃，是主保冷层。LTD耐低温性能好，LT材料阻湿性能好并且导热率低，两种材料相互弥补组合使用[4]。

柔性保冷材料的主要优点：

（1）材料本身具有优异的防潮性能，不需专门的防潮层，耐用性高。湿阻因子高达15000以上，是传统防潮层的十倍；

（2）材料低温下弹性好，不易损坏；

（3）材料具有柔弹性，采用预压方式满足收缩裕量，不需设置伸缩缝，通过柔性压缩量来满足深冷下绝热材料和钢材因膨胀系数不同而引起的收缩差；

（4）安装施工方便，易于安装。柔软的材料使用专用胶水粘合，特别对于三通、弯头、阀门、法兰等异形部件保冷效果佳；

（5）防火性能好，氧指数达到32以上，一般PIR材料氧指数仅能达到30，现场发泡PIR更加难以控制氧指数指标。

2 工程运用

2.1 保冷管道支架

保冷管道支架不同于保温管道，不能采取现场制作管道支架后加外绝热层的方式，保冷管道支架一般采用工厂生产成品，现场组装的方式安装，主要有以下原因：

（1）普通支架与外加绝热层之间存在缝隙，空气中的水分预冷后会凝结在支架、管道、绝热层上，造成绝热层失效和管道防腐层失效等一系列事故；

（2）支架不能直接与保冷管道接触，在低温下钢构会产生冷脆，如果支架直接接触管道，支架和与支架连接的钢构性能都会受影响。

（3）空气中的水蒸气在低温下会凝结为液态水，对支架钢构造成腐蚀，故保冷钢构支架需镀锌

保冷支吊架主要由保冷材料（HD-PIR）、低温粘合剂、防潮层、金属防护层、钢构部件、橡胶层、聚四氟乙烯垫板（PTFE）组成。

管道支架主要保冷材料为阻燃型高密度聚异氰脲酸酯泡沫HD-PIR，抗压强度≥12MPa，分为上层结构和下层结构，上下层结构之间需留有空隙，空隙用玻璃纤维等材料填充，保冷层的层数由厚度决定。HD-PIR是既是管道的保冷结构又是承重结构。

防潮层是保冷结构用于防水（水蒸气）、防潮，维持保冷层保冷效果的关键。防潮层应具有较好的化学稳定性和环境适应性，如自熄、阻燃、耐低温、不透水、耐腐蚀、耐老化、收缩小。

保冷材料在油气田建设中的应用

吴迪 彭勇

四川石油天然气建设工程有限责任公司 四川 成都 610000

摘要：文中介绍了保冷工艺的主要材料，分析了不同保冷材料的优缺点，阐述了不同保冷材料在油气田建设中的运用，并对保冷工艺施工技术的发展进行了展望。

关键词：聚异氰脲酸酯 柔性保冷材料 丁腈橡胶 二烯烃 管道保冷

（下转第233页）

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人员编写。只有在检测方法进行标准的编写之后，检测工作才能顺利开展，从而最大限度的提高检测的准确性和真实性。另外，在对标准检测方法进行编写时，还要充分考虑仪器设备的特点，保证检测结果更加精准。

3.2 合理选择检测方法

选择合适的检测方法，对最终检测结果会产生重要影响。所以，在检测方法的选择上，要始终坚持精确性、严谨性和权威性的原则，同时还要考虑不同检测项目的特点，灵活选择检测方法。另外，在选择好检测方法之后，还要把随机误差和系统误差控制在合理范围内，充分考虑制约检测结果的相关因素，保证整个检测工作能够在更加顺畅的环境下展开。

3.3 培养专业化环境检测人才

经济的飞速发展给环境带来越来越严峻的挑战，环境检测工作也变得越来越复杂，所以，需要更高素质的检测人员来保证环境检测工作的顺利进行。如果检测人员素质过低，检测结果的准确性就不能得到保障。[4]

所以，只有提高检测人员的整体素质，才能让他们树立更强的工作意识，将热情投入到实际工作中来，保证环境检测工作能够实现可持续化的发展。一位优秀的检测人员不但要熟悉检测环境和检测方法，还要熟练的运用各种仪器设备，具备专业化的环境检测知识。因此，逐渐提高检测人员的专业素养是检测工作顺利开展的重要保障。

3.4 完善环境检测工作管理体系

环境状况评价体系指导整个环境检测工作的运行，能够明确环境检测方向，为编制标准检测方法提供依据，从而能够帮助我们更好的了解环境情况，通过分析环境质量的制约因素，我们能够在工作上抓住重点，更有效的开展工作。相关单位在制定黄经检测工作评价体系时，一定要

放眼全局，抓住重点，以更加长远、更加全面的眼光进行考虑，保证整个环境检测工作都能在更加合理、有序的氛围下展开。[5]

要不断完善环境检测工作管理体系，严格按相关规定进行环境测评，借助一些相关纸质文件进行辅助规范，，逐步完善内部管理与审核制度，让工作在更加规范和有效的环境中进行。另外，还要强化内部考核制度，开展包括质量检测、实验对比等活动，实时检测相关活动的开展。

4 结束语

从以上内容可以看出，环境检测的质量是整个环境检测工作的关键内容，在开展监测工作时一定要进行全方位、多角度的考虑，将更加先进的技术设备投入到具体工作中来，规避一切制约因素的干扰，提高环境检测的质量。另外，要加强整个检测人员队伍建设，提高他们的整体素质，让整个环境质量检测工作能够在更加专业的背景下有效的开展。

参考文献 

[1]王云龙，张家政.探究环境检测对环境治理的促进意义与价值[J]. 当代化工研究，2016（9）：57-58.

[2]张旭，马莉，司晗.环境检测的特性及对环境治理的促进作用[J]. 资源信息与工程，2016，31（6）：174-175.

[3]卢嘉棋.研究环境影响评价中环境检测工作的相关问题 [J]. 当代化工研究，2016（10）：57-58.

[4]张杰.影响环境监测质量的主要因素及相应对策 [J]. 时代农机，2015（6）：77-78.

[5]师培.影响环境监测质量的主要因素及相应对策探讨 [J]. 农业与技术，2014（4）：252.

作者简介

孙晓东（1980.11-），男，上海欧萨评价咨询股份有限公司，研究方向：环境管理及检测。

最后，加强基础工作以及文明施工。在施工现场当中，要始终使企业处于监管以及可控状态下，对施工过程中的各项施工工序要进行严格的质量审核，将自检工作贯彻到施工的全过程当中，定期进行检查，严格杜绝返工现象。

4 结束语 

现场管理对于工程项目建设来讲具有非常重要的意义，直接关系到企业施工进度及施工质量，所以在现场管理工作开展的过程当中需要继承以往好的经验，对适宜现代施工现场管理要求的方面不断进行修正完善，使其能够为施工质量以及经济效益的提升贡献力量。

参考文献

[1]卢水能.浅析施工项目质量与管理[J].施工技术，2007（3）.

[2]李国胜.混凝土结构施工禁忌及实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[3]陆燕.浅析施工控制和管理[J].经济师，2006（3）.[4]蒋晓燕.工程理论与现场施工管理的巧妙结合[J].西北建筑工程学院学报，2005（3）.

[5] 陆燕.浅析施工控制和管理[J].经济师，2006（3）.[6] 蒋晓燕.工程理论与现场施工管理的巧妙结合[J].西北建筑工程学院学报，2005（3）.

（上接第164页）

（上接第184页）2.2 管道保冷

聚异氰尿酸酯施工工艺复杂，且耐用性差，柔性保冷材料（LT+LTD）是更为先进的工艺，特别是在弯头、三通等异形部件施工时可以随意裁剪柔性保冷材料，施工便利且外观效果好。

柔性保冷材料施工工序：

材料预制→第一层LTD材料安装→第二层及以上层LT

材料安装→外保护层安装。

3 结束语 

油田公司纷纷提出改革创新、提质增效方案，对天然气的深度加工、回收需求越来越多。系统的保冷工艺是深冷工程运行的关键之一，各种保冷材料的性能、施工工艺、施工效率、施工成本都保冷技术核心。