【其他行业标准】 非腐蚀性天然气输送管内壁覆盖层推荐做法

Q/CNPC
中国石油天然气集团公司企业标准Q/CNPC 37—2002
非腐蚀性天然气
输送管内壁覆盖层推荐做法
Recommended practice for internal coating of line pipe for non-corrosivegas transmission service
2002 - 01 - 31 发布
中国石油天然气集团公司
2002- 06 - 01 实施
1范围
涂料的技术要求
覆盖层的实验室检测
涂敷作业
5产品检验及验收
附录A（规范性附录）
附录B（规范性附录）
附录C（规范性附录）
附录D（规范性附录）
附录E（规范性附录）
附录F（规范性附录）
附录G（规范性附录）
附录H（资料性附录）
体积固体份的确定方法
实验室盐雾试验
剥离试验
实验室附着力试验·
实验室气压起泡试验
实验室水压起泡试验
实验室针孔试验··
本标准中引用测试方法标准题录Q/CNPC 37—2002
Q/CNPC 372002
制定本标准的目的是为非腐蚀性天然气输送管内覆盖层材料提供质量评价、涂敷作业及最终验收检验的方法。通过使用内覆盖层管可以得到如下作用：（1）改善流动特性：
（2）在建造前期提供腐蚀防护；（3）有助于管子内表面的目视检查；（4）改进管道清管效率。
本标准未必认作是管内覆盖层的最低标准要求，但可以将这些条款作为合同中技术规范的一部分。本标准无意推荐某种内覆盖层优于其他的覆盖层，只要符合技术规范中的质量要求，任何一种覆盖层都可认为是适合的。由于新的材料和实践还在开发之中，它们可以考虑列人本标准之内。本标准等同采用美国石油学会APIRP5L2《非腐蚀性气体输送管内覆盖层的推荐做法》（1994年确认的第三版）。
为便于操作，本标准增加了附录H（资料性附录）。原APIRP5L2（1994年确认的第三版）表3.5中，硬度栏自所引用的测试方法选用的DIN53153标准，经查已被ISO2815所取代，本次采标做了更正，所引用的GB/T9275一1988《色漆和清漆巴克霍尔兹压痕试验》为与之等同的国家标准。
本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录G为规范性附录，附录H为资料性附录。
本标准由中国石油天然气集团公司提出。本标准由油气田及管道建设设计专业标准化委员会归口。本标准起草单位：中国石油天然气管道工程有限公司、中国石油天然气集团公司工程技术研究院。
本规范主要起草人：胡士信、陈向新、祝宝利、刘金霞、窦宏强。1范围
1.1适用范围
Q/CNPC 37-—2002
非腐蚀性天然气输送管内壁覆盖层推荐做法本标准规定了非腐蚀性天然气输送管内壁覆盖层的推荐做法。本标准适用于安装前新管内壁覆盖层的涂敷。1.2一般要求
1.2.1涂敷商应遵守本标准中所有条款要求，而且买方可对涂敷商进行必要的调查，以确定其可信度。
1.2.2涂料供应商应向买方或涂敷商提供每批次涂料的如下书面资料：a）涂料混合和（或）稀释的说明。b）涂料装卸、储存的说明。
c）涂料基本物理性能规范及性能检测结果。这些基本物理性能及性能检测结果应在本标准第2章的允许范围之内。
发运的每个批次涂料物理性能（见2.3）的检验证书。d）
1.3定义
下列术语和定义适用于本标准。1.3.1
涂敷商applicator
指对买方负责的覆盖层涂敷作业的单位。1.3.2
买方purchaser
指购买涂敷钢管的业主公司或授权代理商。1.3.3
供应商supplier
指涂料的生产商或分销商及其授权的有资质技术人员。1.3.4
检验方inspector
指买方授权的代理机构。
涂料coating material
指被涂敷前的液态材料。
覆盖层 coating
指涂料被涂敷后，在管内壁形成的膜。1.3.7
批次batch
指在同一容器中一次生产出涂料的数量，并用惟一的批次编号识别。Q/CNPC37-2002
2涂料的技术要求
2.1目的
本章规定了适用于本标准的涂料的实验室鉴定及检测方法。2.2说明
2.2.1涂料
涂料一般应包括：
a）添加或未添加颜料的基料。
b）添加或未添加颜料的固化剂。c）含有足以通过盐雾试验（见3.5.1）的防锈颜料。d）用于调节涂料喷涂粘度的溶剂。2.2.2混合
涂料在涂敷前，应按照供应商要求将涂料基料和固化剂进行搅拌混合。2.2.3稀释
涂料可用供应商提供的或规定的溶剂进行混合稀释。2.3物理性能
2.3.1单个组分的物理性能见表1。表1单个组分的物理性能
固化剂
固化剂
固化剂
密度g/L(Ib/Gal)
密度g/L（Ib/Gal）
注1：为按供应商标定的数值。
混合组分的物理性能见表2。
允许的范围
±90g (0.21b)
±90g (0.21b)
从初馏点到95%馏出
从初馏点到95%馏出
最小4
最小4
表2混合组分的物理性能
固体体积
粗颗粒
注1：为按供应商标定的数值。
允许范围
ASTMD1475
ASTMD1475
ASTM D1078
ASTMD1078
ASTM D1078
ASTMD1078
ASTMD1309（试验）
ASTMD869（报告）
ASTMD1309（试验）
ASTMD869（报告）
附录A
最小4（Hegman标度）
200目筛全部通过
ASTMD1210
ASTMD185
除使用乙二醇单丁基醚作
清洗液外）
按照供应商规定的比例稀释后的涂料的物理性能见表3。2.3.3
表3稀释后涂料的物理性能
适用期
允许范围
在竖直平面上涂覆时，没有不均匀现象产生
8h，25℃（77F），粘度值最大增加100%，250g样品a
注1：为按照供应商标定的数值。Q/CNPC37—2002
在钢板上喷涂，温度分别为10℃（50F），37℃（100F），66℃（150F），涂敷后形成的最小干膜厚度为76jum
ASTMD1200
ASTMD1200，4#Ford杯测试，25C（T7F）。为经买方与供应商双方协商同意，也可采用较短的适用期的涂料。3覆盖层的实验室检测
3.1目的
本章规定了实验室检测涂料质量的要求及方法。在覆盖层涂敷之前，需要对涂料质量进行实验室检测。一旦取得质量认可，如果涂料或试验条件不发生变化，则不要求进行进一步检测。对于每种材料，供应商都应提供一份定性分析结果。可行的一种检测方法是红外光谱分析法。供应商应向涂敷商或买方提供按照本章的规定对每种认可的涂料进行质量检测的结果报告。3.2性能检测用钢质试片
检测试片应使用低碳钢，尺寸为75mm×150mm×0.81mm（3in×6in×0.032in）。待涂表面应喷砂达以下任一标准的要求：
a）喷砂后目视检查，符合NACETM-01-75，No.1，白级。b）钢结构涂覆协会SSPC-Vis1-82TSP5。c）瑞典图示标准SIS05-59-00SA3。d）DIN55928第4部分。
3.3涂料的实验室涂数
3.3.1混合
涂料应按照供应商的要求进行混合或稀释到正常喷涂的粘度要求。3.3.2涂敷
在准备好的试片表面进行喷涂。喷涂期间，大气环境条件应控制在25℃±3℃（77°F土5F）相对湿度最大为80%。试片的背面和边缘应进行保护。3.3.3干膜厚度
在试片上的于膜厚度（按照3.4）应为51μum±5μum（2.0mils土0.2mils），测量使用覆盖层厚度基准校验过的膜厚度测规，干膜的厚度变化应在标称膜厚度的20%之内。3.4涂敷试片的制备
3.4.1用于质量检测，应按下列步骤制备试片：在25℃±3℃（77F±5F）的空气里干燥10d，然后在49℃±3℃（120F±5F）的循环空气中烘烤24h。空气干燥过程中的相对湿度不应超过80%。3.4.2完成上述制备步骤后，测试试片在室温下保存直至进行测试，但不应超过90d。3.5实验涂敷钢质试片性能
3.5.1测试
Q/CNPC37—2002
应按表4中的项目对经过涂敷、预制好的测试试片进行测试。每项测试都应在两个试验试片上进行。两个测试试片的测试结果是满意的，则可接受；如果其中的一片测试失败，则应在另外两个试片上重新进行测试，这样的重复测试只允许进行一次。表4实验室涂数的钢质试片性能
水浸泡
甲醇与水等
容量混合
附着力
气压起泡
水压起泡
附录B
在距边缘6.3mm（0.25in）范围外无水泡在距边缘6.3mm（0.25in）范围外无水泡附录C
在直径13mm（0.5in）或更大的弯曲部位，目视观察无剥落，粘结力破坏及裂纹除刻划处外无任何材料的剥落
在25℃±1℃（77F±2F）时，巴克霍尔兹值最低94
无气泡
最小磨损系数23
无气泡
允许轻微软化。
3.5.2追加测试
可按买方或涂敷商的不同要求单独进行追加测试。3.6性能测试一
3.6.1试片准备
一玻璃板法
3.6.1.1试片尺寸
测试方法
ASTM B117,500h
饱和碳酸钙蒸馏水溶液一100%浸泡，室温，21d
100%浸泡，室温，5d
附录 C
ASTM D522
附录 D
ISO 2815 (GB/T 9275)
附录E
ASTMD968方法A
附录F
试片为标准尺寸25mm×75mm（1in×3in）的玻璃片，将面打毛。3.6.1.2清洗
玻璃试片应先在二甲苯溶液中进行漂洗，然后在丙酮中清洗，并迅速进行涂敷。3.6.2涂料的涂敷
按照3.3.1及3.3.2步骤，仅在玻璃毛化的一面进行涂敷。湿膜厚度应能形成51jum土5um（2.0mils±0.2mils）的干膜厚度。3.6.3实验室涂敷的玻璃试片性能见表5。表5实验室涂敷的玻璃试片性能
针孔(湿膜）
针孔 (于膜)
无针孔
无针孔
可接受的标准
附录G
附录G
测试方法
4涂数作业
4.1目的
本章规定了管内壁覆盖层涂敷前的表面准备与涂敷的设备和操作。4.2总则
4.2.1涂敷商
涂敷商应负责第5章所列的质量控制的产品检验，以确保和本标准相一致。4.2.2进厂检查
Q/CNPC37—2002
代表买方的检验方在为买方合同工作时，应能在任何时间都可自由进厂，以检查涂散现场的所有部分，这包括表面准备、覆盖层涂敷以及质量控制检测等。4.2.3材料
4.2.3.1选择
根据买方与涂商之间的协议，应列出买方或涂敷商按照本标准第2章技术要求预先认可的涂料清单，然后买方或涂敷商应从上述清单中选择将要使用的涂料。材料的选择和批准应在供货前足够的时间进行（一般为30d）。从已经获得批准的涂料清单中选择替代的涂料，可根据买方与涂敷商间的协议随时进行。
4.2.3.2批次样品
在涂料涂敷之前或涂敷期间买方或涂敷商有权获得每个批次涂料的样品，以证明该涂料是否和技术要求相一致。
4.3管子的装卸
管子的装卸应采用恰当的方法，以防止对管壁、端部坡口及覆盖层造成损伤。在搬运过程中造成的损伤应按相应的标准的规定进行修复。4.4涂料的处置
4.4.1储存和装运
涂料必须标注批号，涂料的装运和储存不允许被污染或对其性能及涂敷有不利影响。4.4.2混合
4.4.2.1程序
涂商应按照供应商提供的要求或在有供应商授权资质的技术人员的指导下进行涂料的混合及稀释操作。
4.4.2.2拒收
涂料一经发现有问题或受到了污染，则应拒收。涂料应能很容易混合成均匀状态，并且没有结皮、凝固及其他异物。
4.4.2.3预混合搅拌
从容器中提取加有颜料的涂料之前，应使用电动搅拌器对其进行搅拌达到完全均匀的状态。4.4.2.4组分配比
应按供应商规定的配比将基料和固化剂进行混合，体积误差应小于士3%。4.4.2.5搅拌
必须使用能搅拌容器内全部涂料而不过分将空气带入的电动搅拌器对组分混合物进行充分的搅拌。材料混合后，应连续进行低速搅拌。4.4.2.6喷枪供料
喷枪供料罐或储料容器内必须使用连续电动搅拌器，以保证短暂中断生产期间内涂料的均匀性4.4.3适用期
任何超出适用期的材料都应被弃用。5
Q/CNPC 37—2002
4.5管子的清理
4.5.1总则
管子必须进行充分的表面清理，以确保覆盖层固化膜与管子紧密结合的质量。管子的表面清理应在管子涂敷之前即时进行。表面处理（如打磨等）应达到表面清理最终要求。4.5.2清理程度
所有疏松的轧制氧化皮、铁锈、水迹、油污、石墨、油脂、标记材料及所有其它能影响管子覆盖层质量的异物必须从表面上清除干净。4.5.3湿法清理
当用加有洗涤剂的水清洗管子表面时，应迅速地用足够的清水漂洗，以清除管子内表面清洗剂和洗涤剂的所有有害残余物。
4.5.4干燥
可通过加热加速管子的干燥，但加热的温度不能对管子钢材冶金性能造成不利影响，且表面不应有污染物沉积。管体表面在涂敷前必须充分干燥。4.5.5干法清理
4.5.5.1方法
干法清理是对管子的机械刷擦或磨料喷（抛）射。进人管子清理的机械设备必须干净，不得将油脂、污物或别的异物带入到清理过的管子内表面上。4.5.5.2钢刷清理
在清理过程中机械清理刷对整个管子内表面应保持均衡的压力，以保证焊缝及其附近的区域得到充分的清理。应避免将管子表面磨光。4.5.5.3清洁和涂敷
经过清理的管子内表面在涂敷之前不允许发生任何污染。清理和涂敷应分步进行，以便进行表面检查，并防止覆盖层污染。
4.5.6空气的利用
干净的空气可以用于加速管子的干燥和清洁。4.6管子的涂敷
4.6.1设备
4.6.1.1空气雾化器
除4.7.3中提到的情况外，不允许使用空气雾化器。4.6.1.2过滤器
喷涂设备应安装相应的过滤器，以保证不把异物或有害颗粒带人涂敷设备。4.6.1.3压力表
在涂料通往喷枪的前段回路上，应装有压力显示表。为确保能读出无气喷涂设备的精确压力值，压力表应安装震动阻尼器。压力表应安装在所有能引起压力下降的设备的下游侧，尽量靠近喷枪。4.6.2管子表面的温度
管子涂敷时的温度最高不应超出66℃（150F），最低不应低于10℃（50°F）。4.6.3覆盖层厚度
4.6.3.1干膜厚度
买方应在订单中对管道内覆盖层固化后的最小干膜厚度做出具体规定。在没有对最小干膜厚度做出规定的情况下，则最小干膜厚度应为38μum（1.5mils）。4.6.3.2湿膜厚度
供应商应推荐一个与达到买方所要求的干膜厚度相对应的混膜厚度范围。本条款适用于已经稀释到适合于喷涂粘度的涂料。
4.6.3.3端部坡口
Q/CNPC 37—2002
应采用适宜的方法防止涂料沉积在管子端部坡口及焊接区，否则应立即用蘸有适当溶剂的干净抹布清除掉。
4.6.4未固化覆盖层的保护
涂敷作业应在封闭的空间或有屋顶的场所里进行，以防止强风吹入灰尘及污物，并避免恶劣天气的影响。该保护条件应保持到覆盖层不粘为止。4.6.5加速初始固化
可采用加热对覆盖层进行加速固化，但应保证不会对管体及覆盖层产生有害影响。4.6.6其他
4.6.6.1不适宜的施工条件
当涂敷出现有与本标准所限定的条件不同时，将会导致覆盖层质量不合格，则应立即停止涂敷作业。
4.6.6.2涂敷管子的保存
涂敷商应对涂敷好的管子进行保存，以备过后的检测。4.6.6.3相对湿度
如未采用加热快速固化，当涂敷作业区的相对湿度等于或大于90%时，则应暂停涂敷作业。4.7覆盖层的修补
4.7.1修补原则
涂敷商必须对覆盖层上的缺陷及损伤进行修补。如需要修补的总面积达到或超出管子总内表面积的1%时，则整个管子的内表面都应重新进行涂敷。对于较小面积的修补，则应按4.7.3的要求进行局部修补。
4.7.2涂膜厚度
修补的覆盖层膜的最小厚度应符合4.6.3.1中的要求。4.7.3小面积的修补
较小面积的局部修补可采用手工喷枪或刷子。4.7.4流消和流挂
在进行修补前，应对严重流消或流挂下垂的部位采用砂纸或刮刀进行磨平或刮平。应将清理不彻底部位上的重叠层完全清除，并将该表面彻底清理，符合前面相关条款中的要求后才可重新涂敷。未粘牢的覆盖层应完全清除掉。
4.7.5粗糙的表面
覆盖层的粗糙表面应打平，所有粘牢的覆盖层飞边都必须除掉，然后再重新涂敷。4.7.6修补和重新涂数
修补、重新涂敷、管壁的修复等任何操作都必须在覆盖层完成固化之后进行，以防止覆盖层的损坏。管子在进行重新涂敷之前应彻底清理，除掉灰尘及研磨下的碎片。4.8管子标记
4.8.1标识
采用手工操作的漏字板及其它方法在管子内壁标记时，应防止对内覆盖层造成损伤。识别或标号使用的油漆必须与管体涂料相适应，并与之颜色反差鲜明。4.8.2重新标记
如果管子需要返工，导致原有标识破坏，则应在覆盖层修补或重新涂敷完成后进行重新标记。5产品检验及验收
5.1目的
Q/CNPC 37—2002
本章规定了管子内覆盖层验收准则及最终检验方法。5.2总则
5.2.1工作场所
涂敷商应为买方的检验人员和代表提供适合执行他们职责的安全工作区。5.2.2涂膜
内涂膜表面光泽、厚度、颜色都应均匀、不紊乱。不管褪色如何，均不认为是有害的，只要能满足5.3.4.4附着力检测和5.3.4.2膜厚度检测的要求，则认为合格。5.2.3特殊要求
要求加密检测的管子，应在覆盖层固化后进行。买方可以要求涂商将代表他们检测的管子放在一旁以便于检测，抽检数量每8h生产周期不超过2根或者每4h生产周期不超过1根。5.3生产检测
应经常进行下面的生产检测，以控制涂敷管子质量。每小时和生产参数发生改变或生产中断时，应进行针孔检测（见5.3.4.1）及厚度测量（见5.3.4.2)。其他的检测项目应每个班次检测-次。5.3.1酸洗或湿法清理的裸管表面pH值检测用pH计测得的初始pH值在6.0～8.5间的水，从管子一端进人，在另一端收集。在涂敷前的一刻，pH值的变化应限制在0.5之内，且在6.0～8.5之间。该pH值检测方法不适用于机械清理的裸管表面。5.3.2试片准备
应按照3.2的要求或者模拟涂敷前的管子表面条件准备金属试片。5.3.3试片的涂敷与固化
将试片固定在清洁管子的内表面，管子在涂覆的同时，试片也被涂敷。试片在管子内至少要保留5min。试片从管子中取出后，应对管子内表面进行局部补涂。试片在空气中自然干燥15min30min，然后在66℃～79℃（150F～175F）的温度下干燥10min，之后在149℃±6℃（300°F±10F）的温度下烘烤30min或按照供应商的规定进行。5.3.4对试片的评价
5.3.4.1针孔检测
对玻璃试片在固化前后进行观察，将试片固定在装有100W灯泡的箱内，试片有涂膜的一面距灯泡为100mm130mm（4in～5in）。评估应由买方的代表进行。针孔的散射应为最小。5.3.4.2涂膜厚度检测
用啮合千分尺测量未涂敷试片的厚度，然后涂敷，并在同一处测量固化后试片的厚度。两次测量之差则为覆盖层厚度，应比买方规定的最小干膜厚度至少大5um（0.2mils）。5.3.4.3弯曲测试
将固化试片围绕圆锥轴心弯曲180°。通过目视检查，在直径为13mm（0.5in）或稍大的部位，试片上不应出现脱落、剥离、裂纹等。5.3.4.4附着力试验
见附录 D。
5.3.4.5固化试验
将固化的试片在与涂料的稀释剂相同的溶剂中浸泡4h，将试片从溶液中取出后，在室温下恢复30min后进行观察，涂膜不得有软化、褶皱及起泡现象。5.3.4.6水漫泡试验
将固化后的试片在淡水中或水溶液中（质量分数：1%NaCl，1%Na2SO4和1%Na2COs）至少浸泡4h，覆盖层膜不得有剥离、软化、褶皱或起泡现象。5.3.4.7剥离试验