海底管道涂层技术

本书主要介绍了海底管道的腐蚀环境，不同腐蚀环境下涂层的选择，海底管道的设计、铺设与运行。并对海底管道涂层的结构类型、成型工艺及设备，包括海底管道的干湿保温涂层、混凝土配重层、配重管道辅助防滑层、海底管道涂层补口、海底管道修复及损伤等技术进行了详细讲解，相关内容在其他书籍中未详述或出现。
本书可供油气储运工程设计和建设、管道保温工程设计、管道涂层预制厂工程技术人员、工程监理人员参考，也可供大专院校相关专业的师生学习。

乔军平
教授级高级工程师，现就职于天华化工机械及自动化研究设计院有限公司（隶属中国中化控股有限责任公司），是中国腐蚀与防护学会理事、中国腐蚀与防护学会化工过程专业委员会副主任委员、中国化工学会专家库专家、全国防腐蚀标准化技术委员会委员、中国石油工程建设协会管道设备保温与防护专委会防腐保温技术专家。专业从事长输管道涂层涂装技术及涂装工艺的研发20余年。在核心期刊上以第一作者发表文章20多篇，以第一发明人授权专利19项，相关专利曾获甘肃省专利三等奖和中国化工专利优秀奖，并参与了多项国家或行业标准的编写工作。

海洋油气资源蕴藏丰富，世界油气田开发正从陆地进入海洋。海底油气管道建设是一项投资巨大、施工复杂、运行环境恶劣的百年工程，人们对海底管道涂层的设计、施工、维护提出了更高、更严的要求。
鉴于目前国内缺乏海底管道涂层技术及其装备的专著，作者以防腐涂层、保温层、配重层、补口和修复为基本框架，特意编写了此书。阅读本书读者能够系统了解海底管道涂层的结构、成型及其修复过程。使相关专业人员对海底管道涂层和装备有更深入的认识。
有别于陆上管道，海底管道的保温有特殊要求。本书详细叙述了保温层结构、成型、施工等。鉴于目前国内湿式保温涂层的应用案例较少，作者特意归纳总结了国内外所应用的大多数海底管道湿式保温层工程，以对海底管道相关著述进行补充。
混凝土配重层是海底管道必不可少的。本书详细叙述了国内外应用最广的几种成型技术，归纳总结了完整的成型工艺及相关设备的设计，所附相关设计图或三维图，使读者能够更加直观地了解混凝土配重层成型工艺与装备。本书最后章节论述了海底管道的补口，并参照国内外现有的技术，对海底管道的破坏及修复进行了详细的阐述。
防腐涂层详细内容，可以参阅本人编著的《管道涂装涂层保护技术》相关章节。
此书在编写过程中，得到了天华化工机械及自动化研究设计院有限公司同仁、中国海油工程与石油管道防腐行业许多专家的关注和支持，在此一并表示感谢！作者也对化学工业出版社为此书的出版、发行所做的努力表示感谢。
囿于本人的学识水平，书中不足之处在所难免，敬请各位读者批评指正。

乔军平
2024 年1 月·兰州

第1章 绪论 //001
1.1 海底管道工程分类及定义 //001
1.2 海底管道优缺点 //004
1.3 世界海底管道发展 //004
1.4 我国海底管道发展 //006
1.5 小结 //007
参考文献 //008

第2章 海底管道腐蚀 //009
2.1 海洋腐蚀环境 //010
2.1.1 海洋大气腐蚀 //010
2.1.2 海水腐蚀 //010
2.1.3 海洋区域腐蚀环境 //013
2.2 海管腐蚀的影响因素 //015
2.3 海洋环境中海管的腐蚀 //016
2.3.1 海管外腐蚀 //017
2.3.2 海管内腐蚀 //018
2.4 海管防腐蚀 //020
2.4.1 外壁防腐蚀措施 //020
2.4.2 内壁防腐蚀措施 //021
2.4.3 防腐体系的一般要求 //022
2.5 小结 //022
参考文献 //023

第3章 海底管道设计、铺设与运行 //024
3.1 海管的构成及分类 //024
3.2 海管的设计及选材 //028
3.2.1 海管设计 //028
3.2.2 海管选材 //029
3.3 海管建设主要特点 //029
3.4 海管的铺设方法 //031
3.4.1 S 形铺管法 //032
3.4.2 J 形铺管法 //036
3.4.3 卷管式铺管法 //037
3.4.4 不同海管铺设方法优缺点 //038
3.5 海管运行受力 //039
3.5.1 海管涂层所受载荷 //039
3.5.2 影响海管稳定性的因素 //041
3.5.3 地震对海管涂层的影响 //043
3.5.4 海管冲击保护 //043
3.6 海管不建议敷设原则 //044
3.7 小结 //044
参考文献 //045

第4章 海底管道涂层 //046
4.1 海管涂层作用 //046
4.1.1 内涂层作用 //046
4.1.2 外涂层作用 //047
4.2 海管涂层类型 //048
4.3 海管涂层选择及设计 //049
4.3.1 涂层设计时应考虑的因素 //049
4.3.2 涂层性能要求 //050
4.3.3 涂层设计 //051
4.4 海管涂层结构形式 //056
4.4.1 防腐管结构形式 //056
4.4.2 保温管结构形式 //056
4.4.3 配重管道结构形式 //059
4.5 海管外防腐涂层 //060
4.5.1 涂层种类 //061
4.5.2 涂层参数比较 //064
4.6 海管涂层推荐标准规范 //065
参考文献 //067

第5章 海底保温管道 //068
5.1 保温层结构要求 //068
5.2 保温管结构分类 //069
5.3 海管用保温材料 //070
5.3.1 有机保温材料 //070
5.3.2 硬质聚氨酯泡沫塑料 //071
5.3.3 无机绝热材料 //073
5.3.4 新型海管保温材料 //074
5.3.5 湿式和双重保温管保温材料 //075
5.3.6 国外海底管道保温材料 //076
5.4 海洋保温管道类型介绍 //078
5.4.1 双重保温管 //078
5.4.2 单壁保温管 //081
5.4.3 干式保温管 //083
5.4.4 湿式保温管 //084
5.5 深海保温管道 //087
5.5.1 深海环境特性 //088
5.5.2 深海环境油气特性 //089
5.5.3 深海保温涂层性能要求 //089
5.5.4 深海管道保温材料 //090
参考文献 //101

第6章 海底保温管道涂层成型技术 //104
6.1 气凝胶保温管道 //104
6.1.1 气凝胶管道系统的优缺点 //105
6.1.2 气凝胶管道生产工艺 //105
6.2 硬质聚氨酯泡沫保温管道 //106
6.2.1 双重聚氨酯保温管道 //107
6.2.2 混凝土配重保温管道 //110
6.3 聚氨酯弹性体保温管道 //116
6.3.1 GSPU 保温管浇注成型工艺 //117
6.3.2 GSPU 保温管成型装备 //119
6.3.3 喷涂聚氨酯弹性体技术 //123
6.3.4 复合聚氨酯涂层浇注缺陷 //124
6.4 聚丙烯保温管道 //124
6.4.1 四层聚丙烯保温体系 //125
6.4.2 五层聚丙烯复合保温体系 //127
6.4.3 七层聚丙烯复合保温体系 //129
6.4.4 聚丙烯泡沫挤出成型技术介绍 //131
6.4.5 聚丙烯泡沫体质量影响因素 //136
6.5 苯乙烯保温管道 //137
6.5.1 五层苯乙烯保温层 //138
6.5.2 三层苯乙烯保温层 //141
6.5.3 苯乙烯保温层设计选用 //142
6.6 海底保温管道应用实例 //144
参考文献 //145

第7章 海底管道混凝土配重层成型技术 //148
7.1 混凝土配重层技术指标 //149
7.2 混凝土配重层成型 //151
7.2.1 非常用配重层成型技术 //152
7.2.2 辊压喷射冲击法 //165
7.2.3 挤压缠绕法 //185
7.2.4 离心灌浆法 //192
7.2.5 混凝土配重层基本参数 //196
7.2.6 混凝土配重层生产工艺 //207
7.3 混凝土配重管道辅助防滑层 //217
7.3.1 防滑层类型和性能 //217
7.3.2 防滑层成型 //218
7.3.3 防滑层应用注意要点 //226
7.4 工程实例 //226
7.5 小结 //229
参考文献 //229

第8章 海底管道外涂层补口 //232
8.1 单壁防腐管道补口 //233
8.1.1 液态涂料补口 //233
8.1.2 熔结环氧粉末涂层（FBE）复合聚丙烯（PP）带补口 //235
8.1.3 热收缩套（带）补口 //235
8.2 单壁防腐加重管道补口 //240
8.2.1 无填充材料节点补口 //240
8.2.2 填充材料节点补口 //241
8.3 海底保温管道补口 //244
8.3.1 单壁混凝土加重保温管道补口 //244
8.3.2 双重保温管道补口 //246
8.3.3 湿式保温管道补口 //247
8.4 海底管道保温层补口技术应用 //248
8.4.1 沥青玛蹄脂补口 //248
8.4.2 高密度开孔聚氨酯补口 //253
8.4.3 聚氨酯弹性体保温体系补口 //259
8.4.4 闭孔聚氨酯泡沫补口 //263
8.4.5 耐高温保温层补口 //264
8.4.6 实心苯乙烯补口 //265
8.5 海管节点补口建议 //267
参考文献 //268

第9章 海底管道损伤及修复 //270
9.1 海底管道损伤原因 //270
9.1.1 原因分析 //270
9.1.2 事故统计分析 //272
9.1.3 损伤分析——单壁配重保温管 //274
9.2 海底管道修复技术 //276
9.2.1 修复技术简介 //276
9.2.2 破损修复方式选择 //283
9.2.3 深水海底管道修复 //284
9.3 海底管道破损修复案例 //289
9.3.1 提升法修复 //289
9.3.2 深海管道切割更换修复 //290
9.3.3 不停输开孔修复 //295
9.3.4 深水管道封堵卡具修复 //301
9.4 海管混凝土配重层损伤及修复 //303
9.4.1 混凝土配重层缺陷 //303
9.4.2 海管配重层修复 //306
9.5 小结 //307
参考文献 //307