內襯

石油管道的腐蝕 和結垢，一直是困擾石油工業發展的嚴重問題，它給石油工業帶來觸目驚心的經濟損失。以中原石油勘探局為例，九十年代後期，由於腐蝕給全油田每年造成直接損失二十四萬億元。有的輸送管道四十天就穿孔，可以預計，全國油田年經濟損失上百億元。為了解決油田的防腐、防垢問題，石油科技工作者多年來進行了多種途徑的探索，取得了一定的成效。如近幾年開發的注水井油管的鍍鎳和內塗層技術、注水井水處理技術以及添加阻垢劑等技術，雖然這些技術有一定成效，但仍存在壽命周期短、需要連續加藥作業的弱點。

美國Wasson油田曾經對塗層油管的使用情況做過統計：在284口井上用的133.7萬英尺的塗層油管，其使用壽命約6.5年。其中TK-70塗層油管壽命約5年，壽命最短的是SC65塗層油管，其使用壽命只有2.7年，並未從根本上解決問題。美國六十年代開發了玻璃鋼複合管技術，它以傑出的防腐性能和奇長的使用壽命轟動了石油界，在油田注水井工程領域掀起了一次技術革命。一九九五年我國中科院和石油天然氣總公司，先後組團赴美國、加拿大考察這項技術的應用情況。美國RICECO公司六十年代研製的玻璃鋼內襯油管，應用於油井、注水井、注水CO井和富含HS、CO氣井，當時已經三十年。這項技術在美國推廣到現在，已經近四十年，性能仍然良好。

美國石油行業認為它是塗層和鍍鎳技術的替代。我們為了攻克這項關鍵技術，組合我國油田的具體實際情況，進行了兩年多的研製公關，於一九九七年五月研製出第一批玻璃鋼內襯管，填補了國內的空白。改性玻璃鋼內襯油管具有以下特點：

一、高壓成型，緻密度高、氣密性好，能抵抗CO、HS、HF的腐蝕，適於油田工礦環境的要求。我們的襯管同美國纏繞式不同，是採用拉擠成型工藝或直接貼附工藝。襯管的薄厚可根據用戶的要求一般在0.8-1.5mm之間。考慮到油田酸化作業需加HF酸，而HF酸又是玻璃鋼的剋星，在內壁採用了特殊防腐材料襯墊，使其形成了抵禦CO、HS、HF等強腐蝕介質的保護層。這些技術的改進，滿足了防腐的需要，是美國產品所不可比及的。

二、疏水防結垢性能的研究與改進通過對結垢機理的分析，有針對性的精心篩選各種原材料、輔助材料，設計多種復配方案，製成樣管對比試驗，終使產品實現了一下特點：（1）介電常數大。有效的屏蔽了極性垢晶離子與金屬鍵之間的靜電偶極矩；（2）保溫性能好。經熱力學試驗其導熱係數是普通鋼質油管的六百分之一，延緩了成垢離子得結晶速度；（3）內表面光滑，改善了管內流休的流動狀態，降低了垢晶在管壁上附掛的幾率，並且根據分子基親疏原理製成的襯管內表面，與溶有垢晶離子的水界面疏而不親，即水珠在內表面上滾而不粘，成為該產品的一個突出特點。

三、完善了襯管封端和接箍的防腐技術襯管的兩用端採用“Ⅱ”形封頭與油管用樹脂粘固，可對管端進行有效的防腐保護。管端中段“J”值區採用“O”形彈性密封環密合，能有效地保護管箍中段的絲扣，且與襯管保持同等防腐性能，從而形成完整的防腐、防垢管柱。地面管線的對接採取焊後補口工藝，方便快捷、嚴密牢固。有效的迴避了焊接高溫對內襯層的威脅。

四、工藝靈活，粘接牢固該技術適用於不同工藝類型及口徑的各種鋼管製作內襯，從地下管柱到地面管網，無論是無縫、直縫還是螺旋鋼管，小到50mm、大到500mm內徑，均可採取相應的工藝製作玻璃鋼內襯，不論管徑大小、是採取填充鑲嵌或是直接貼附工藝，襯層與鋼管的粘接均都可靠，不會脫落。

五、溫度適應性強根據油井下工況的實際，選擇抗溫性能強的樹脂，可在---20℃至120℃環境中長期工作不脆裂、不變形，對延長該產品的使用壽命起著重要作用。

六、實現了舊油管的修復再用，變廢為寶玻璃鋼內襯技術用符合技術要求的舊油管經過清理、修扣和加工玻璃鋼內襯后，重新投入注水井上應用，不但恢復了舊油管的使用價值，而且增加了防腐和防垢的技術性能，這是其他防腐措施無法做到的。目前，多數採油廠都有一大批舊油管存放，往往以低廉的價格當廢品賣掉，造成極大的浪費。對這些舊油管進行篩選並加內襯后重新利用、變廢為寶，可節約投資，是一筆不可忽視的巨大財富，我們已生產的四十多萬米玻璃內襯複合管，絕大多數是用在舊油管，當然，新油管加以玻璃鋼內襯後效果更佳，該產品與其他防腐技術相比有較好的經濟性。

七、專利技術、投資無風險改性成玻璃鋼內襯油管技術，就其結構、工藝方法、模具等，我們已先後中報了五項國家專利並已有幾項已授權。有效的保護了這項技術的設計和生產權力，避免投資風險，也保證了這項技術的實施質量。從一九九八年九月十八日在天津大港油田18　36井第一口工礦試驗至今，我們已在勝利、大港、江蘇、大慶、渤海等油田，近六十多口井採用了該技術，實踐證明，它有強大的生命力。

在鍊鋼生產中耐火材料使用於很嚴酷的條件下。其中包括較高的溫度及在溫度發生驟變時產生的熱衝擊。當從轉爐或者電弧爐注入鋼水時，溫度有時達到極高值（>1700 c）。通常在注入鋼水之前，鋼包內襯工作層的溫度介於800 c-1200 c之間，這在內襯工作層中引起產生應力，這可能導致工作層剝落。

爐渣在高溫下發生反應能力引起對耐火材料的侵蝕，這是眾所周知的。爐渣成分的變化主要取決於冶鍊的過程。在現有的冶鍊過程中主要與鹼性爐渣有關，此類爐渣最容易與剛玉磚內襯發生反應。目前對鋼包的整體內襯來說，經常採用剛玉方鎂石磚或者剛玉尖晶石磚。當含有尖晶石(10%-25%)的耐火澆注料用於作鋼包內襯 時，其抗損毀能力特別重要，因為其結晶結構有助於俘獲一系列二價或三價的陽離子(Fe 等)。含尖晶石的耐火材料具有極低的開口氣孔率和非常良好的機械性能。但是，加入氧化鎂的材料正在更多地取代此類材料，首先是因為成本原因。但也與它具有良好的抗滲透性有關。

某些研究者認為這些良好的使用性能與材料的密度高及單位表面積大有關。形成尖晶石時伴隨有耐火材料基質中的微觀氣孔得到發展。石灰或者爐渣能與氧化鋁發生反應，並形成六鋁酸鈣，它引起膨脹，致使部分微觀氣孔被封閉。

鋼包內襯永久層的預熱是影響其使用性能的一個重要因素，這也是一個非常重要的階段，此時任何與理想的加熱曲線發生偏離時都會使內襯中產生較大的應力，有時會出現爆裂層施加機械作用，這是內襯使用期間的最危險的因素。在進行處理鋼水及在鋼包使用期間熱循環的順序也會導致某種內襯變得脆弱，並出現剝落。