Zunächst eine Analyse der Kernvorteile vonkunststoffbeschichtetes spiralförmiges Stahlrohr
Kunststoffbeschichtete Stahlrohre vereinen die Festigkeit von Stahl mit der Korrosionsbeständigkeit von Kunststoff durch das Aufschweißen der Kunststoff-Korrosionsschutzschicht und sind daher zum Kernmaterial für Tiefsee-Ölfelder geworden. Ihre Vorteile zeigen sich in drei Aspekten: Sie halten einem Wasserdruck von über 2.000 Metern stand, sind beständig gegen Chloridionenkorrosion und verlängern so die Lebensdauer. Die glatte Innenwand reduziert den Transportwiderstand um 20 %. Diese Eigenschaften machen sie zu einem Schlüsselmaterial für die Sicherheit und Effizienz des Öl- und Gastransports.
Zweitens ein Vergleich der gängigen Typen von kunststoffbeschichteten Spiralstahlrohren
(1) Polyethylenbeschichtetes Stahlrohr: Hergestellt im Heißschmelzverfahren, zeichnet es sich durch hervorragende Beständigkeit gegenüber Rohölkorrosion aus. Es wird hauptsächlich in Ölpipelines eingesetzt. Seine Flexibilität dämpft Stöße durch die Meeresbodenbeschaffenheit, und der Reibungskoeffizient der Innenwand beträgt 0,01. Dadurch wird die Transporteffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Stahlrohren um 15 % verbessert.
(2) Mit Epoxidharz beschichtete Stahlrohre: Die chemische Bindungstechnologie verhindert ein Ablösen der Beschichtung und gewährleistet eine Korrosionsbeständigkeit gegenüber Meerwasser von bis zu 30 Jahren. Die Rohre werden häufig in Wasserinjektionssystemen eingesetzt und weisen eine Ablagerungsverhinderungsrate von über 95 % auf. Im Golf-von-Mexiko-Projekt haben sie sich 10 Jahre lang stabil bewährt.
(3) Polyurea-beschichtetes Stahlrohr
Das neue elastische Beschichtungsmaterial bietet eine um 40 % verbesserte Schlagfestigkeit und eignet sich für komplexe Meeresbodenbeschaffenheiten. Die Anwendung im Ölfeld Tupi in Brasilien zeigt, dass die Beständigkeit gegenüber Schwefelwasserstoffkorrosion dreimal höher ist als bei herkömmlichen Rohren. Obwohl die Anschaffungskosten 30 % höher sind, reduzieren sich die gesamten Wartungskosten um 50 %.
Drittens, wichtige Auswahlkriterien
(1) Anpassungsfähigkeit an die Umwelt:
Es muss folgende Anforderungen erfüllen: Beständigkeit gegen 4 MPa Wasserdruck, Beständigkeit gegen Versprödung bei niedrigen Temperaturen von 2–4 °C und Beständigkeit gegen Anhaftung von Meeresorganismen. Es wird empfohlen, eine nanomodifizierte Beschichtung zu verwenden, um die Oberflächenenergie auf unter 20 mN/m zu senken und die biologische Anhaftung um 90 % zu reduzieren.
(2) Mittlere Anpassungsfähigkeit
Bei der Ölpipeline liegt der Fokus auf der Beständigkeit gegen Schwefelwasserstoffkorrosion (>500ppm), die Gaspipeline erfordert ein Dichtungsniveau von ASME B16.34 Klasse 1500 und die Wasserpipeline benötigt eine Ablagerungsverhinderungsrate von >90%.
(3) Anpassung der technischen Parameter
Die empfohlene Formel für die Wandstärke lautet: t = (PD)/(2S + 0,8P), wobei der S-Wert für Tiefseeumgebungen ≥ 480 MPa beträgt. Die Wahl des Durchmessers sollte die Strömungsgeschwindigkeit im optimalen Bereich von 1,5–3 m/s halten.
Viertens, das Qualitätskontrollsystem für kunststoffbeschichtete Spiralstahlrohre
Die Norm GB/T23257-2017 wird angewendet. Zu den wichtigsten Indikatoren gehören: Schichtdicke (2,0 ± 0,2 mm), Haftung (≥ 10 MPa) und Korrosionsfreiheit im 3000-stündigen Salzsprühtest. Die Fehlererkennungsrate liegt bei über 99,9 % und wird mittels elektromagnetischer Wirbelstromprüfung sichergestellt.
Fünftens, der technische Entwicklungstrend von kunststoffbeschichteten Spiralstahlrohren
Intelligente Beschichtung: integrierter optischer Fasersensor, Echtzeitüberwachung der Korrosionsrate und Spannungsverteilung
Umweltschutzmaterialien: Forschung und Entwicklung biobasierter Polyurethanbeschichtungen, Reduzierung der VOC-Emissionen um 70 %
Verbindungstechnik: Das Laserschweißverfahren steigert die Effizienz um das Dreifache, und die Festigkeit der Verbindung erreicht 95 % der Festigkeit des Grundmaterials.
Sechstens, typische Anwendungsfälle
Das Nordsee-Ölfeldprojekt verwendet ein dreischichtiges PE-Beschichtungssystem (Epoxid-Grundierung + Klebstoff + Polyethylen), das seit 8 Jahren kontinuierlich bei einer Wassertiefe von 1500 Metern und 4 °C im Einsatz ist, mit einer jährlichen Korrosionsrate von <0,02 mm und einem auf 5 Jahre verlängerten Wartungszyklus.
Die Technologie für kunststoffbeschichtete Stahlrohre hat derzeit einen Lokalisierungsgrad von 80 % bei Tiefseerohren erreicht, und der Markt wird voraussichtlich in den nächsten fünf Jahren ein Volumen von 20 Milliarden Yuan erreichen. Durch die kontinuierliche Optimierung von Beschichtungsmaterialien und Prüfverfahren wird sie den Entwicklungsbedarf von Ultra-Tiefsee-Ölfeldern in 1.500 bis 3.000 Metern Tiefe decken und die Modernisierung der maritimen Anlagentechnik fördern.
Veröffentlichungsdatum: 30. April 2025