输油管道加固用复合材料

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石油管道材料

石油管道材料

石油管道材料石油管道是石油运输的重要方式,而石油管道材料的选择直接关系到石油运输的安全和效率。

在选择石油管道材料时,需要考虑多种因素,包括管道的工作环境、运输介质的性质、管道的设计压力和温度等。

下面将就石油管道常用的材料进行介绍。

1. 碳钢。

碳钢是石油管道最常用的材料之一,其优点是价格低廉、强度高、易加工和焊接。

碳钢管道适用于一般的输油、输气和水等介质的输送,但在腐蚀性介质中的抗腐蚀性能较差,需要进行防腐处理。

2. 不锈钢。

不锈钢具有优良的耐腐蚀性能,适用于输送腐蚀性介质的石油管道。

不锈钢管道可以有效地防止介质对管道的腐蚀,延长了管道的使用寿命,但不锈钢材料价格较高,加工和焊接难度也较大。

3. 合金钢。

合金钢是一种具有特殊性能的石油管道材料,其耐高温、耐腐蚀、耐压性能优秀,适用于高温高压石油管道系统。

合金钢管道可以满足在高温高压下的工作要求,但其价格昂贵,需要专业的加工和焊接工艺。

4. 聚乙烯。

聚乙烯是一种常用的塑料管道材料,具有良好的耐腐蚀性能和抗冲击性能,适用于输送一些特殊介质的石油管道。

聚乙烯管道价格低廉,施工方便,但其耐压能力较差,适用于低压输送系统。

5. 玻璃钢。

玻璃钢是一种新型的复合材料,具有优良的耐腐蚀性能和机械性能,适用于海底、地下和特殊环境下的石油管道。

玻璃钢管道重量轻,施工方便,但其价格较高,需要专业的加工和安装技术。

综上所述,选择石油管道材料时需要综合考虑介质性质、工作环境、设计压力和温度等因素,合理选择适合的管道材料可以确保石油管道系统的安全稳定运行,降低维护成本,提高运输效率。

在实际应用中,需要根据具体情况进行选择,并加强管道的监测和维护工作,确保管道系统的安全运行。

复合材料管道

复合材料管道

复合材料管道
复合材料管道是指由两种或两种以上的材料组成的管道,通常由增强材料和基
体材料构成。

复合材料管道具有重量轻、强度高、耐腐蚀、耐磨损等优点,因此在航空航天、船舶、汽车、建筑等领域得到广泛应用。

首先,复合材料管道的材料选择至关重要。

增强材料通常选用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等,而基体材料则通常选用树脂、金属、陶瓷等。

不同的材料组合可以使复合材料管道具有不同的性能,因此在设计时需要根据具体的使用环境和要求进行选择。

其次,复合材料管道的制造工艺对其性能也有着重要影响。

常见的制造工艺包
括手工层叠成型、自动化层叠成型、注塑成型等。

不同的工艺会影响复合材料管道的成型精度、纤维排布、树脂浸渍等,进而影响其力学性能、耐腐蚀性能等方面。

此外,复合材料管道的设计和优化也是关键的一环。

在设计过程中,需要考虑
到管道的受力情况、温度变化、介质腐蚀等因素,合理设计管道的结构和壁厚,以确保其在使用过程中能够承受各种外部环境的影响。

最后,复合材料管道的使用和维护同样需要引起重视。

在使用过程中,需要注
意管道的安装、连接、支撑等细节,以确保其能够正常工作。

同时,定期的检测和维护也是至关重要的,可以及时发现管道的损伤和老化情况,采取相应的措施进行修复和加固,以延长其使用寿命。

综上所述,复合材料管道作为一种轻量化、高强度、耐腐蚀的管道材料,在各
个领域都有着广泛的应用前景。

在设计、制造、使用和维护过程中,需要综合考虑材料、工艺、设计等多个方面的因素,以确保复合材料管道能够发挥出最佳的性能,为各个行业提供可靠的管道解决方案。

柔性复合管在油田集输中的应用解析

柔性复合管在油田集输中的应用解析

柔性复合管在油田集输中的应用解析摘要:社会经济的快速发展加大了油气资源的消耗,强化了对油气管道的腐蚀。

柔性复合管是一种耐腐蚀、抗酸性良好、寿命长的管道,将其应用到油气集输系统中能够强化对各类油气资源的管理,提升油气资源管理效率。

关键词:柔性复合管;油田集输;应用能源是人类一切活动开展的重要物质基础,而石油资源是影响我国社会能否长远、可持续发展的重要资源。

在石油资源日益紧缺的背景下这样提升其利用率成为相关人员需要思考和解决的问题。

管道运输是一种安全、有效、环境污染小的运输方式,从实际运输情况来看,油气管道一般会承受较大的拉伸和腐蚀,破损现象严重。

为了能够减少油气管道的破损,相关人员研发出一种柔性复合管。

为此,文章结合实际就柔性复合管在油田集输中的应用问题进行探究,旨在能够延长油气管道的使用寿命,更好的促进油田开发建设。

一、柔性复合管概述我国油气资源丰富多样,在使用的过程中主要是依靠管道来实现的,在油气资源传输的过程中深受地形和环境的限制,油气管道很容易被腐蚀,由此为社会经济发展带来了巨大经济损失。

柔性复合管是一种由高分子复合材料构成的管道,其中芯管是由纳米材料改造而成,各个纤维层之间应用了粘合剂。

和玻璃钢管结构相比,柔性复合管道具有耐腐蚀、抗污垢、光滑、污染小、操作方便的特点。

将柔性复合管应用到油气集输管道中能够避免外界因素对注水管线、集水管线的腐蚀,简化油气资源现场开发的难度,将油气资源开发对周围环境的污染降低到最低。

二、柔性复合管的效益第一,经济型宏观评价。

柔性复合管外壁直接应用了防腐蚀材质,在使用的过程中具有节能、抗腐蚀、费用低、隔热性能好的优势特点。

另外,在使用的过程中,柔性复合管还能够根据需要自行弯曲处理,在铺设操作的过程中有效节省了人力、物力和财力,缩短了整个工程建设的发展工期。

和玻璃钢管相比,柔性复合管的使用减少了钢管材料的焊接费用,具有良好的社会效益和经济效益。

第二,潜在综合效益评价。

复合管道的介绍

复合管道的介绍

复合管道的介绍前言众说周知,金属管道的腐蚀已经是一个普遍问题,尤其是在石油行业,不管是陆地油田还是在海底油田,在生产系统中,主要的输油、注水、输气管线腐蚀结垢,表现的相当严重,在一些特殊的区块,一条新铺设的金属管线2-5年就因各种腐蚀而泄露,给油田企业造成很大的损失。

腐蚀的主要原因:海水或地下水中盐、碱以及微生物,油田采出介质中的高含水、高矿化度、含砂以及气体中H2S和CO2都会对金属管线产生各种各样的腐蚀,面对这样情况,目前金属管道也进行防腐措施,如内2外喷涂非金属材料、阳极保护,两层PE或三层PE管,但是这些进行了防腐的金属管道,在现场施工拉运、吊装以及敷设过程中有时损伤较重,而且现场防腐补口质量又无法保证等。

常常会出现由于防腐层被破坏管线发生泄漏现象,严重的影响正常生产,从跟本上无法解决管道在使用寿命期限不被腐蚀。

解决的办法就是使用防腐性能更好的非金属管道代替金属管道,如目前使用量很大的输气、输水的PE、PVC管道,采暖用的PPR、PERT、PEX、CPVC、PB管道,但是由于受材料性能影响,这些管道的最大的使用压力不会超过2MPa,使用温度在70°C以下,PPR、PERT、CPVC、PB管道目前常用的规格以①20、①25为主,最大口径不超过①110,PEX管虽然使用温度能到90C,但存在加工工艺、交联和接头连接等问题,PE管道直径超过300mm的管道价格和金属管比较有没有太大的优势,温度不能超过60C,又不能暴漏在地面上,用量受到很大的影响,PVC管自身的材料特性、温度影响和接头的连接方式,其用量逐年在降低。

而油田使用的管道大部分的使用压力都在5MPa以上,温度最高在120C,以上的非金属管道显然不能满足要求。

如何解决金属管道的腐蚀和非金属管道的承压的问题,目前普遍的方法就是用高强度的金属丝、金带、带孔的金属板或纤维丝、纤维带和非金属材料复合,制成复合管道,经过增强复合后的非金属管道,承压能力都会大幅度提高,而防腐性能和非金属管道能保持一致,是目前解决油田行业或其他行业金属管道存在问题的最佳方案。

浅谈石油管道工程的防腐技术

浅谈石油管道工程的防腐技术

浅谈石油管道工程的防腐技术石油管道是输送石油和天然气等液体或气体的重要工程,在建设和使用过程中,防腐技术是确保管道安全稳定运行的重要环节。

本文主要介绍石油管道工程的防腐技术。

1.喷涂法喷涂法是一种常见的管道防腐方式,通常将腐蚀保护涂料直接喷涂在管道表面,形成一层防护膜,从而达到防止管道腐蚀的效果。

喷涂法具有施工方便快捷、成本较低等优点,但存在防腐效果不稳定、耐腐蚀性能较差等缺点。

2.热浸镀法热浸镀法是将金属材料(如铝、锌等)熔化,将管道表面浸入熔融金属中,使金属沉积在管道表面形成一层保护层。

热浸镀法具有防腐效果好、使用寿命长等优点,但存在成本较高、操作技术复杂等缺点。

3.复合材料涂层法复合材料涂层法通常使用有机、无机等复合材料涂层,将其涂在管道表面形成一层具有耐腐蚀、耐磨损等特性的保护层,有效地防止管道腐蚀。

复合材料涂层法具有施工快捷、防腐效果优良、使用寿命长等优点,但成本较高。

在石油管道工程中,防腐技术的应用是必不可少的。

按照实际情况选择合适的防腐技术是保证管道安全、稳定运行的重要步骤。

在具体应用中,针对不同工作环境,具体的防腐技术也有所不同。

例如,对于海底油气管道,由于水下环境的复杂性,热浸镀法具有优良的防腐效果和稳定的性能,被广泛应用;对于高温高压的油气管道,则通常采用隔热层和高温涂层等防腐技术,进行保护。

同时,应该注意,防腐工作不是一次性的任务,管道开发和使用过程中都需要对管道进行定期维护和检查,并及时修补和更新防腐层。

这将有助于延长管道使用寿命,确保管道运行的安全可靠性。

三、总结石油管道是重要的能源运输通道,防腐技术在石油管道工程中具有重要意义。

针对实际情况选择合适的防腐技术,积极开展防腐工作,对保证管道的安全、可靠运行非常重要。

石油管道工程的防腐技术也随着技术的发展不断更新和完善,未来防腐技术的发展将更加智能化、绿色化和高效化。

frp复合材料

frp复合材料

frp复合材料FRP(Fiber Reinforced Plastics)是由纤维增强树脂复合材料组成的一种材料。

它的主要组成部分包括纤维和树脂。

纤维通常是玻璃纤维、碳纤维或者有机纤维,而树脂常常是聚合物树脂。

FRP材料有着很多的优点。

首先,它具有较低的重量。

由于纤维的特殊结构,FRP材料的密度相对较低,因此它的重量也较轻。

这就使得FRP材料非常适合在需要减轻重量的应用中使用,例如飞机、汽车等。

而且,FRP材料的强度却非常高。

纤维的加入使得材料具备了较高的抗拉强度和抗压强度,能够承受较大的力。

此外,FRP材料还有很好的耐腐蚀性能。

纤维的特殊结构使得FRP材料具备了良好的耐腐蚀性能,不易受到大气、水、化学药品等腐蚀介质的侵蚀。

因此,FRP材料非常适用于一些湿润或者腐蚀性环境下的应用,如化工设备、输油管道等。

除此之外,FRP材料还有很好的绝缘性能和耐火性能。

纤维的特殊结构使得FRP材料具备良好的绝缘性能,可以在电气设备中使用。

并且,FRP材料的树脂部分具备较好的耐火性能,能够在火灾发生时起到一定的阻燃作用,保护人身安全。

然而,FRP材料也有一些缺点。

首先,它的成本较高。

相比传统材料,FRP材料的生产成本较高,这使得在一些低成本的应用中难以大规模使用。

其次,FRP材料的加工较为困难。

由于纤维的特殊结构,FRP材料的加工难度较大,加工工艺要求较高。

这对于生产和制造过程提出了较高的要求。

综上所述,FRP复合材料具备较低的重量、较高的强度、良好的耐腐蚀性能、良好的绝缘性能和耐火性能等优点,但是其成本较高,加工较为困难。

随着科技的发展和材料技术的进步,相信FRP复合材料在更多领域中得到广泛应用的可能性将会增大。

油库管路常用管材及

油库管路常用管材及

油库管路常用管材及附件管材分类油库管路常使用的管材种类非常多,根据不同的需要和使用场景,一些经常使用的管材包括:碳钢管碳钢管是一种常用的管道材料,由于材质坚韧、强度高,尺寸和重量较稳定,常使用在输送流体或者气体的管路中。

在油库管道中,碳钢管的载荷和寿命都非常可靠。

不锈钢管不锈钢管是一种高性能的钢质材料,具有很强的耐腐蚀性和易加工性,广泛应用于各种石油化工领域包括储罐、管道、热交换器等等。

在油库管道中,不锈钢管尤其适合高温、腐蚀等恶劣环境。

玻璃钢管玻璃钢管的材质主要是用树脂和玻璃布的复合材料,具有良好的耐腐蚀性和抗老化性能,广泛应用于煤矿、化工、环保、污水处理等领域。

在油库管道中,玻璃钢管的耐腐蚀性和抗老化性能相当可靠,因此也被广泛使用。

聚氯乙烯(PVC)管PVC管是一种常用的塑料管材,具有轻质、使用方便、耐腐蚀等特点,被广泛应用于农业灌溉、建筑排水、电缆和通讯等领域。

在油库管道中,由于其价格低廉,而且轻便,被广泛使用于低压输油Pipe。

钢塑复合管钢塑复合管是一种钢与塑料的复合材料管道,具有钢管的可靠性和塑料管的耐腐蚀性,通常用于燃气、给水、化工、渗透、水电等不同用途。

在油库管道中,钢塑复合管不仅耐腐蚀,还具有可挠性和不老化的特点,在某些部位被广泛应用。

总之,在油库管路中,常用的管材各具所长,需要根据实际需要进行选择。

管附件在油库管路安装和维护过程中,管附件往往是必不可少的一部分。

下面我们列举一些常见的管附件。

法兰和法兰盘法兰通常用于连接管道,它是一个铸造或者锻造的环形零件,可以固定在管道两端并连接起来。

法兰盘通常用于安装在管道上以保护法兰连接处,使其更加严密。

管接头管接头通常用于连接两个不同尺寸或种类的管道。

它可以是同心圆形,缩径,异心或者Y形管接头。

管接头通常由铸铁、碳钢或不锈钢制成。

弯头和三通弯头和三通是用于改变管道流动方向的管附件。

弯头通常由弯曲的管段制成,而三通则由两个进口和一个出口组成。

HCC纤维增强复合防腐内衬材料在石油管网中的应用

HCC纤维增强复合防腐内衬材料在石油管网中的应用

HCC纤维增强复合防腐内衬材料在石油管网中的应用
呼海波;吴栋;刘成;黄彬;李丹
【期刊名称】《石油石化物资采购》
【年(卷),期】2022()4
【摘要】随着我国经济的发展,油田作为我国重要的能源,受到国家的高度重视。

油田行业的迅速发展,致使输油管路增多,在输油过程中,经常会出现管道的腐蚀,管道的堵塞,管道的漏油等现象,给石油管道的运输带来很多安全隐患,而且一旦出现上述情况,一是会给我们赖以生存的环境造成污染;二是石油中所含有的有毒化合物会进入食物链,对动植物造成极大的伤害;三是管道的维修给企业造成很大的维修困难和带来经济压力。

可见输油管道的正常运行是非常重要的。

HCC纤维增强复合防腐内衬材料(以下简称HCC)作为我公司发明专利产品,添加特种防腐颜填料以及纤维增强材料,相比于普通防腐涂料具有更加优异防腐性能及机械性能,经过多年来在油田管网的实践应用,在石油管线内防护与增强方面均取得了显著效果。

【总页数】3页(P4-6)
【关键词】HCC;管道工程;内防腐;涂料
【作者】呼海波;吴栋;刘成;黄彬;李丹
【作者单位】西安天元合成材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE9
【相关文献】
1.HCC纤维增强复合防腐内衬技术在长庆油田集输管道中的应用
2.HCC纤维增强复合内衬防腐层施工质量影响因素分析
3.纤维增强复合防腐内衬技术应用研究
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5.HCC纤维增强复合防腐内衬在南堡油田管道腐蚀治理中的应用
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油气田防腐用双金属复合管研究现状

油气田防腐用双金属复合管研究现状

油气田防腐用双金属复合管研究现状一、简述随着油气田开发和利用的不断深入,腐蚀问题日益严重,尤其是在油气管道系统中。

腐蚀会导致管道泄漏、破裂等问题,严重影响油气田的生产效率和安全。

因此防腐技术的研究和应用显得尤为重要,双金属复合管作为一种具有优异性能的防腐材料,近年来在油气田防腐领域得到了广泛关注和研究。

双金属复合管是由两种不同金属组成的管材,具有良好的耐腐蚀性能、耐磨性能、高温性能等优点。

在油气田防腐工程中,双金属复合管可以有效抵抗各种化学介质的侵蚀,延长管道的使用寿命,降低维修和更换的成本。

同时双金属复合管的制造工艺简单,可根据具体需求定制不同规格和型号的管道,满足油气田生产的实际需求。

双金属复合管作为一种具有广泛应用前景的新型防腐材料,在油气田防腐领域具有重要的研究价值和应用潜力。

随着科技的不断进步和人们对防腐技术的深入认识,相信双金属复合管在未来的油气田防腐工程中将发挥更加重要的作用。

1. 研究背景和意义随着油气田开发规模的不断扩大,油气田防腐问题日益凸显。

腐蚀是油气田设备和管道的主要失效因素之一,严重影响了油气田的生产效率和经济效益。

因此研究和开发具有优异耐腐蚀性能的油气田防腐用双金属复合管具有重要的现实意义。

双金属复合管作为一种新型的耐腐蚀材料,具有良好的综合性能,如优异的耐腐蚀性、良好的机械性能、较高的强度和硬度等。

在油气田防腐领域,双金属复合管可以通过改变两种金属的组成比例,实现对不同环境介质的适应,从而满足油气田设备的防腐要求。

此外双金属复合管还具有良好的高温性能、抗疲劳性和耐磨性等特点,使其在油气田设备和管道中的应用具有广泛的前景。

然而目前国内外关于油气田防腐用双金属复合管的研究尚处于起步阶段,主要集中在实验室研究和小批量试制阶段。

在实际应用中,双金属复合管的性能尚未得到充分验证,尤其是在油气田复杂环境下的长期使用效果尚不明确。

因此开展针对油气田环境特点的双金属复合管研究具有重要的理论和实践意义。

复合材料管道

复合材料管道

复合材料管道1. 简介复合材料管道是由不同材料组成的管道系统,常用于工业领域的输送和处理各种流体。

相比传统的金属管道,复合材料管道具有更优异的性能和更广泛的应用范围。

2. 复合材料管道的优势2.1 轻质和高强度复合材料管道通常由纤维增强树脂制成,纤维可以是玻璃纤维、碳纤维或其他的增强纤维。

这些纤维具有轻质和高强度的特点,使得复合材料管道在承受高压和重载时能够有更好的表现。

2.2 耐腐蚀和耐磨损复合材料管道可以有效抵抗腐蚀和磨损,相比金属管道更耐用。

这是因为复合材料管道的树脂基体通常具有良好的抗腐蚀性能,而增强纤维可以提供额外的保护层。

2.3 良好的绝缘性能复合材料管道具有良好的绝缘性能,可以有效阻隔热量和电流的传导。

这使得复合材料管道可以在高温或高电压的环境下安全运行。

2.4 容易加工和安装相对于金属管道来说,复合材料管道更容易进行加工和安装。

复合材料管道可以根据具体需求进行定制,同时由于其轻质性质,也能减轻搬运和安装的工作负荷。

2.5 良好的设计灵活性复合材料管道可以实现各种复杂的设计要求。

通过调整树脂基体和纤维的比例,可以获得不同的性能和特点。

这使得复合材料管道能够适应不同工业领域的需求。

3. 复合材料管道的应用领域3.1 石油和天然气行业复合材料管道在石油和天然气行业中广泛应用于输送和处理油气的管道系统。

其耐腐蚀和抗磨损的性能使其成为首选材料,同时其轻质性质也能减少运输和安装的成本。

3.2 化工行业复合材料管道在化工行业中用于输送各种化学品和溶剂。

其耐腐蚀性能使其能够在腐蚀性环境下安全运行。

3.3 水处理行业复合材料管道在水处理领域中广泛应用于输送和处理水的管道系统。

其耐腐蚀和抗磨损的性能使其能够长期稳定运行。

3.4 食品和饮料行业复合材料管道可以满足食品和饮料行业对卫生性能的要求。

其绝缘性能能够确保食品和饮料的质量和安全。

4. 复合材料管道的发展趋势4.1 高性能纤维的应用随着科技的进步,新型的高性能纤维材料被应用于复合材料管道中。

纤维缠绕复合材料石油套管结构设计与优化

纤维缠绕复合材料石油套管结构设计与优化

纤维缠绕复合材料石油套管结构设计与优化
纤维绕组复合材料石油套管是一种由纤维材料(如碳纤维、玻璃纤维等)和基体材料(如环氧树脂、聚合物等)组成的结构材料,用于支撑和保护石油井的钻井和生产作业。

其设计和优化主要包括以下几个方面:
1. 纤维选择和布置:根据套管的使用环境和要求,选择合适的纤维材料,并根据应力和负载分布的特点,合理地布置纤维的方向和分布,以提高套管的强度和刚度。

2. 基体材料选择和比例:基体材料的选择要考虑其与纤维的相容性和粘合强度,同时还要考虑其耐高温、阻燃等特性。

此外,基体与纤维的比例也需要优化,以实现最佳的力学性能。

3. 绕组工艺和参数:绕组工艺是指将纤维逐层绕制于套管上的过程,其参数包括绕制速度、张力、绕筒直径等。

绕制时要注意纤维的均匀性和紧密度,以及纤维之间的重叠和错位情况,以保证套管的整体性能。

4. 结构优化:通过有限元分析等计算方法,对套管的结构进行优化设计。

通过调整纤维布置、材料比例、绕组工艺等参数,以提高套管的强度、刚度和耐久性,同时降低其重量和成本。

5. 附加功能设计:根据需要,还可以在套管内部添加附加功能,如阻燃层、耐腐蚀层等,以提高套管的耐用性和适应性。

总之,纤维绕组复合材料石油套管的结构设计与优化主要涉及
纤维选择和布置、基体材料选择和比例、绕组工艺和参数、结构优化以及附加功能设计等方面,以提高套管的力学性能和适应性。

管道修复补强用复合材料现场检测及评价指标体系

管道修复补强用复合材料现场检测及评价指标体系
发展严 重威 胁管 道 的安 全运行 美 国运输 部专 门在
于 目前 国 内 尚未 开 展 复合 材 料 修 复 补 强 技 术 的检
测 、评 价方法 研究 .因此 建立 一种简单 易行 的管 道
修 复补 强用纤 维复合 材料 现场 应用效 果 的检验 及评 价 指标 体系 .以便 管道 管理者 对不 同产 品性能 和 管 道缺 陷修复 点进行 较为 准确 的检测 与评价
1 复 合 修 复 材 料 检 测 评 价 体 系 的 建 立
其安全 条例 中明确规定 .当管道运 行压 力超 过其指
定最 小屈 服 强度 的 4 0% 时 .必 须对 管 道 缺 陷及各 类损 伤采 用合适 的方 法进行 修复…
管道修 复补 强系统 检测及 评价 指标 体系 的建 立
纤维 复合材 料修 复补 强技术 是 2 0世纪 9 0年代
5 7
表 1 复 合 修 复 补 强 系统 检 测 评 价 指 标体 系

评 价 指 标
评 价 主体

告( 等) ( P 一 )
— —
( 1 )
级 指 标
二级 指 标 厚度 ( 现场 )
式中
D —— 管 道外 径 : 管 道最小 屈服 强度 : E —— 管道 弹性模 量 ;
评 价 体 系 ,其评 价结 果可 以作 为管道 管理 者优 选现 有修 复补 强材料及 产 品的依据 。 关键 词 :油 气管道 ;修 复补 强技 术 ;检 测评 价 ;纤维复 合材料
d o i : l 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1 - 2 2 0 6 . 2 0 1 3 . 0 6 . 0 1 6

纤维复合材料在管道修复中的应用

纤维复合材料在管道修复中的应用

纤维复合材料在管道修复中的应用摘要:如何经济、高效、快捷地恢复管道并且保证管道安全运行受到了极大的关注,因此管道修复技术的研究具有十分重要的意义。

本文通过对比输水管道焊接修复,指出了纤维复合材料的应用在管道修复中的优势。

关键词:修复技术;管道;复合材料前言各种输送管道经过多年的运行,由于管道腐蚀,运营管理不善等原因,管道本体会出现一些缺陷。

在输送过程中,不可避免的会造成泄露,这将造成巨大的经济损失。

而全线更换管道不仅工程量巨大,而且耗资高工期长。

因此,管道修复引起了广泛的关注,而纤维复合材料的性能特点在管道修复中体现出了极大的优势。

1管道在役焊补1.1在役焊补施工工艺1.1.1 焊前准备①焊机的选择焊机的选择首选焊接性能要好,另外管道修复现场在户外,且流动性大,首先考虑便于搬运携带。

②焊条的选择大部分管路采用的是低合金结构钢,且泄漏的位置随机性较大,在焊条的选择上,需要考虑成本,又要保证焊接性能。

③焊前勘查用打磨机对钢管破损处四周清理干净,不得有锈蚀、氧化皮、油污等,使其露出金属光泽。

并对泄漏严重情况,泄漏处的位置,泄漏处管壁厚度等等进行判别,为制定抢修方案做准备。

1.1.2焊补工艺①锈蚀造成的点状渗漏对于个别点状渗漏采用楔补法,根据漏水部位的形状及尺寸,将一小段焊条或钢筋头的顶端打成尖状后用手锤打入漏水孔中,越紧越好,并立即用手工进行焊接。

施焊时电流要适中,过大易烧穿,会形成更大的漏洞;过小易造成夹渣或熔合不良。

施焊过程中采用划弧法引弧,焊条沿楔入的焊条头做划圈式运条,以断弧法一点一点地快速焊接,掌握好焊接温度,防止烧穿。

对于集中点状泄漏采用套管加固法,焊前勘察中,发现泄漏处周围锈蚀严重,管壁变得非常薄,容易被电弧烧穿而形成更大的漏洞时,可采用套管加固法。

先用胶布或自行车内胎一层压一层地紧缠泄露处,使其不再泄漏。

然后将能套住缠绕部位的钢管纵向割成两半,用气焊(割)炬将套管两端烧红,用手锤收口,尽量与管道紧密贴合。

柔性复合管在油田集输中的应用探析 汪孝涛

柔性复合管在油田集输中的应用探析 汪孝涛

柔性复合管在油田集输中的应用探析汪孝涛摘要:我国许多油田由于地下水矿化度高,对输送用的钢制金属管线有一定的腐蚀。

塔里木盆地地表土壤盐碱化程度较高,地下水矿化度高,富含Cl-,有的区块含H2S、CO2,成为金属管线的主要腐蚀源。

随着塔中油田开采年限的增加,含水率逐年上升,对管线腐蚀越来越严重,刺漏现象不断发生,甚至出现爆裂,极大地威胁了油田的安全平稳运行。

塔里木油田经过几年的试验、探索,寻找一种能够替代金属管线的新型管材。

近几年在塔中油田进行柔性复合管的现场应用试验,取得了良好的效果,值得推广应用。

关键词:柔性复合管;塔中油田;腐蚀;应用引言:伴随着社会的不断发展以及我国整体经济水平的不断提升,油气资源的需求量也在不断提升,这也间接的推动着油气开采和传输技术的发展和创新。

柔性复合管是一种全新的管道材料,具备较高的抗腐蚀性和防刺漏能力。

相关研究显示,柔性复合管在油田集输当中的应用可以显著提升油田运输的经济效益,其发生腐蚀和渗漏的概率比较低,整体维修比较低,经济效益较高。

对此,为了更好的提升油气开采和传输质量,本文详细分析柔性复合管在油田集输中的应用。

一、柔性复合管概述柔性复合管是一种由高分子复合材料制作而成的管道,其具备较高的强度、高压力、耐腐蚀性、摩擦阻力系数较小、保温性能较好、柔韧性较好以及寿命较长等特点,在石油天然气工业当中的应用频率比较高,应用效果比较理想。

柔性复合管结构由内到外主要是由管芯、增强层、外包层构成,其中芯管主要是以硅烷交联高密度聚乙烯管以及纳米改善之后的聚录乙烯管为主。

强化层主要是以管芯上编织和缠绕的增强纤维丝以及钢丝绳为主,其增强纤维层之间采用年结合剂进行粘连。

外包层主要是以聚乙烯防腐材料为主,具备较高的防腐蚀性功能。

柔性复合管的工作压力为0至32MPa,尺寸一般为内径20至300mm。

二、柔性复合管的性能和特点柔性复合管具有高强度、高压力、耐腐蚀、摩阻系数小、保温性好、柔性好、寿命长等优特性的石油天然气工业用管材,见图1。

钢丝网骨架塑料复合管施工设计方案

钢丝网骨架塑料复合管施工设计方案

钢丝网骨架塑料复合管施工设计方案钢丝网骨架塑料复合管是一种新型的管道材料,其具有良好的耐腐蚀性和高强度。

钢丝网骨架塑料复合管广泛应用于城市排水、工程排水、电力、煤矿、输气、输油、农田排灌等领域。

本文将就钢丝网骨架塑料复合管的施工设计方案进行详细介绍。

1.施工前准备:-检查管道设计图纸,确认管道的布置和尺寸。

-检查工具和设备,确保所有必需的工具和设备都准备就绪。

-清理施工现场,确保施工区域干净、整洁,没有任何杂物。

2.施工工艺流程:-安装接头:根据设计图纸,将管道的两个连接端加工成相应的接头形状,然后用螺栓将两个接头连接在一起。

-安装钢丝网骨架:将钢丝网缠绕在管道外壁上,确保钢丝网的表面光滑,没有明显的损伤。

-安装塑料复合层:在钢丝网骨架上涂敷塑料复合材料,确保塑料复合层的均匀和牢固。

-燃烧处理:用火焰燃烧处理管道外表面,使塑料复合层与钢丝网骨架牢固结合。

-管道测试:根据管道规格和设计要求,进行相应的压力测试和渗漏测试,确保管道的质量和功能正常。

3.安全注意事项:-施工人员应穿戴好相应的安全防护装备,包括安全帽、防护眼镜、防护口罩、耐酸碱手套等。

-施工现场应设置明显的警示标志,提醒他人注意施工区域。

-施工人员应定期进行安全培训,了解施工过程中的各项安全注意事项和应急措施。

4.质量控制措施:-施工过程中应定期进行现场质量检查,检查钢丝网骨架和塑料复合层的质量,并对发现的问题及时处理。

-施工完成后,对管道进行全面的质量验收,包括外观检查、尺寸测量、压力测试和渗漏测试等。

综上所述,钢丝网骨架塑料复合管的施工设计方案需要提前进行施工前准备,按照一定的工艺流程进行施工,同时要注意安全事项和质量控制。

只有在严格按照设计要求施工,严格控制质量,才能保证钢丝网骨架塑料复合管的施工质量和使用寿命。

地下输油管线及其他地上地下设备的保护加固措施(经典)

地下输油管线及其他地上地下设备的保护加固措施(经典)

地下输油管线及其他地上地下设备的保护加固措施(经典)1. 概述本文档旨在介绍地下输油管线以及其他地上地下设备的保护加固措施,以提高其安全性和可靠性。

2. 加固地下输油管线的措施地下输油管线是重要的能源运输设施,其保护加固是确保输油安全运输的重要环节。

下面是一些常见的加固措施:2.1. 地下埋设深度地下输油管线的埋设深度应根据当地的气候条件、土壤特性和敷设方式来确定。

一般来说,较深的埋设深度能提高管线的防护性能,减少受外力破坏的风险。

2.2. 材料选择输油管线的材料选择是保护加固的关键。

常见的管线材料包括钢管、复合材料等。

在选择管线材料时,需要考虑其耐腐蚀性、抗压性和抗震性等因素。

2.3. 缓冲区设置在地下输油管线周围设置缓冲区,可以减少管线受到外部冲击和压力的影响。

缓冲区可以采用草坪、灌木丛等自然植被或人工防护设施进行设置。

3. 加固其他地上地下设备的措施除了地下输油管线,其他地上地下设备也需要进行保护加固,以确保其正常运行和安全使用。

以下是一些常见的措施:3.1. 结构加固对于地上的设备,如油罐、泵站等,可以采取结构加固措施,如加固设备基础、加装防震设备等,提高其抗震能力和稳定性。

3.2. 安全监测系统安装安全监测系统可以实时监测设备的状态,及时发现故障和异常情况,以便采取及时的措施进行修复和维护。

3.3. 环境保护措施地上设备的保护还需要考虑环境保护的因素。

例如,在设备周围设置防渗油池、油水分离器等设施,以防止泄漏物流入地下水和土壤。

4. 总结加固地下输油管线及其他地上地下设备是确保能源运输安全的重要措施。

通过合理的埋设深度、材料选择、缓冲区设置以及结构加固、安全监测和环境保护措施,可以提高设备的安全性和可靠性,减少事故风险的发生。

以上是地下输油管线及其他地上地下设备保护加固措施的经典介绍,希望对您有所帮助。

参考文献:- 张明. 2020. "地下输油管保护加固技术研究." 管道技术与设备, 37(6): 143-146.。

玻璃钢管道的特点及其应用的范围

玻璃钢管道的特点及其应用的范围

玻璃钢管道的特点及其应用的范围玻璃钢管道是一种新型的复合材料管道,其主要由树脂和玻璃纤维组成,具有轻质、高强、耐腐蚀和绝缘等特点,被广泛应用于化工、环保、水处理、石油、电力、船舶和轻轨等领域。

下面是玻璃钢管道的特点及其应用的范围的详细介绍。

特点:1. 轻质:玻璃钢管道的重量只有铁质管道的1/4,易于运输和安装。

2. 高强:玻璃钢管道的强度比普通钢材高5倍以上,比铸铁管道高10倍以上。

3. 耐腐蚀:玻璃钢管道的抗腐蚀性能比钢材和铸铁材料更强,能够耐受各种酸碱介质的侵蚀,长期使用寿命长。

4. 绝缘:玻璃钢管道具有良好的绝缘性能,能够有效地防止电化学腐蚀。

5. 良好的透光性:玻璃钢管道具有很强的透光性,光线可透过管道,在安装维护过程中可以直接观察管道内部的情况,方便维修和清洗。

应用范围:1. 化工领域:玻璃钢管道广泛应用于化工、制药、纺织、冶金等行业,特别是在含酸、碱、盐等腐蚀性介质的输送、排放、处理中,具有优异的耐腐蚀性能。

2. 环保领域:玻璃钢管道可用于污水处理竖井、气体净化器、除尘器等设备中,由于其具有耐腐蚀和良好的绝缘性能,能够有效地降低环境污染。

3. 水处理领域:玻璃钢管道可用于自来水输送、污水处理、海水淡化、反渗透等领域,由于其良好的耐腐蚀性能和绝缘性能,被广泛应用于水处理设备管道系统中。

4. 石油领域:玻璃钢管道广泛应用于石油开采、输油管道、石油化工等领域,由于其良好的强度和耐腐蚀性能,可有效地抵抗钻井过程中的化学腐蚀、油气介质的腐蚀。

6. 船舶领域:玻璃钢管道广泛应用于船舶建造、维修和改装中,由于其轻质、耐腐蚀、强度高等特点,能够有效地满足船舶的要求。

7. 轻轨领域:玻璃钢管道可用于轨道交通支架、隧道内排水、站台排水、车站排污等领域,由于其轻质、耐腐蚀、易于安装等特点,能够有效地满足轨道交通的要求。

碳纤维复合材料补强技术在输油管道维修中的应用

碳纤维复合材料补强技术在输油管道维修中的应用
管 件 修 复 ⑦可 以 用 于 腐 蚀 、 械 损 伤 和 机
图 2 管道 凹 陷的有 限模型
在 有 限 元 模 型 中 钢 材 的 弹 性 模
量 取 2 7 a 泊 松 比 为0 3 屈 服 强 度 0 GP , . 为 4 O P 。 道 内 的 运 行 压 力 设 定 为 5M a管
35 0M P 0 a

远 远 大于 钢 材 和 玻 璃 纤 维 的
抗 拉 强 度 。 纤维 复合材 料 的弹 性模 量 碳
采 用焊 接 方法 对输 油 管道修 复 具有 与 钢材 的弹性 模 量 (0 x0MP ) 2 7 l。 a 几乎 完 很 大 的危 险 性 由焊 接 引起 的管 道 安 全 全 相 同 , 强 层 与钢 管 具 有 非 常好 的 变 补 事故屡见不鲜。 换管 的 经 济成 本 和 社 会 形 协 同性 。 强 层能 够 替 代 管 道缺 陷处 补 成 本都 非 常 高 . 交 通 流 量 较 大 或 人 口 在 承 担管道 的 内压 。 稠密地 区受到严重 制约 。 具包覆在缺 陷管道外 恢复管道承 压能力。 碳 纤 维复合 材料 补 强 技术 用于 管道 夹具修 复方 法 的原理 是 使 用金 属夹 补 强 具 有 如 下 技 术 优 点 :

软件 对该 方 案进行 验证 计算 。
图 1 碳 纤 维 复合 材料 补 强方案示 意 图
补 强 方案 确 立 后 , 用有 限 元 分析 使 首 先对 无 缺 陷管道 承 受内压 时 管壁 应 力分 布进 行 计 算 。 管 道 完 好 无损 情 在
承 MP 的内压 时 , 道 内环向应 管 ① 免 焊 不 动 火 在 带 压 运 行 状 态 况下 . 受3 a 可 力为8 .5 a 建 立有 限元 模 型 对该 方 3 8 MP 。 特点是能够 在不破坏原有管道 的情况下进 下 修 复 ② 施 工 简 便 快 捷 操 作 时 间 短 在有 限 元模 型 中. 凹陷进 对 行增强。 夹具方法操 作复杂, 但 在_定条件 ③ 碳 纤维 弹性 模 量与钢 的 弹性 模 量十 分 案 进行 分析 。 为便 于建 立模 型 . 仅取 管道 接近. 有利 于复合材 料尽可能 多的承 载管 行模 拟计 算 。 的八分之一建 立模 型 . 图2 见 。 限 而对于 没有泄 漏的 管道 , 其造价 高 、 操作 道 压 力 降低 含 缺 陷管道 的 应 力水平 , 下用于处理泄 漏的管道 具有明显的优势 . 复杂 、 难以施工的弱点十分 明显。 制 管道 的膨 胀 变 形 ; 碳 纤 维 的抗 拉 强 ④ 纤维 复合材 料修 复 补 强技 术作 为一 度高 , 用于管道修 复具有极高 的安 全性 ; 种 高 效 快 捷 的 新型 修 复 技 术 已 经在 油 并 且 碳 纤 维 复 合 材 料 的 抗 蠕 变 性 能 优

复合材料管道

复合材料管道

复合材料管道
复合材料管道是一种由不同材料组合而成的管道,通常由聚合物基质和增强材料组成。

与传统的金属管道相比,复合材料管道具有更高的强度、更轻的重量和更长的使用寿命。

它们在石油、化工、航空航天等领域得到了广泛的应用。

首先,复合材料管道具有优异的机械性能。

由于增强材料的加入,复合材料管道具有很高的强度和刚度,能够承受较大的压力和拉伸力,同时具有很好的抗冲击性能。

这使得它们在高压、高温、腐蚀性环境下能够稳定可靠地运行。

其次,复合材料管道具有良好的耐腐蚀性能。

传统金属管道在腐蚀介质的作用下容易产生腐蚀、磨损和漏点,而复合材料管道由于其聚合物基质的特性,具有良好的耐腐蚀性能,能够抵抗酸碱腐蚀、海水腐蚀等各种腐蚀介质的侵蚀,大大延长了管道的使用寿命。

此外,复合材料管道具有较轻的重量。

相比于传统的金属管道,复合材料管道的重量要轻很多,这使得它们在安装和维护时更加便捷,减少了人力物力成本,同时也减小了对支撑结构的要求,降低了工程造价。

最后,复合材料管道具有优秀的绝缘性能。

由于其聚合物基质的绝缘性能,复合材料管道在输送液体或气体时具有良好的绝缘效果,能够有效地防止静电和腐蚀介质对管道的影响,保证了管道的安全运行。

综上所述,复合材料管道以其优异的机械性能、良好的耐腐蚀性能、较轻的重量和优秀的绝缘性能,成为了各种工业领域中不可或缺的重要设备。

随着科技的不断进步和材料工艺的不断完善,相信复合材料管道在未来会有更广阔的应用前景。

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输油管道用加固材料
我国众多在役油气输送管道在服役过程中由于腐蚀、机械损伤和外部荷载等原因产生很多缺陷,这些缺陷降低了管道的强度。

在管壁减薄部位(如腐蚀处)会产生应力集中现象,当此处的应力大于材料的抗拉强度极限时,该部位将发生破裂失效和泄漏。

用复合材料修复管道极大的降低了管道更换费用,并且节约了时间,是当前行业内比较认可的一种修复方法。

选用何种复合材料进行修补会更加经济,能更好地达到修复效果是本文研究的主要问题。

目前,复合材料管体缺陷修复技术主要有三种修复方法,一种是预成型法,一种是湿缠绕法,还有一种正在研究中的预浸料法。

1.采用预浸料工艺时对材料的选用
从制备和使用角度,预浸料最大的特点是树脂/纤维的复合与修补的进行是各自独立进行的。

在一定温度或溶剂的作用下,先将含有固化剂的树脂浸渍纤维形成预浸料布,而后储存备用,待进行管道修补时将预浸料布缠绕在缺陷处,通过工装设备进行固化。

预浸料的首要的技术研究重点是树脂体系的开发,根据预浸料制备和使用特点,要求预浸料用树脂体系必需具备以下性能和
工艺特点,而这些因素在手糊用树脂体系中无需考虑。

1)为了保证预浸料能够长期保存、随时使用,树脂的固化反应活性需适中,在室温下固化反应活性低,在一定的时间内不发生明显的变化,而在一定的温度下能够较快固化,降低对加热设备的要求,并保证修补施工的效率,这一点主要由固化剂的性质决定。

2)特殊的工艺性要求:为了预浸料布储存收卷和使用的方便,要求树脂的粘性适中,若粘性太高则收卷时预浸料布会紧密的粘结在一起,而难以展开,若粘性太低则预浸料铺贴时不易与管道表面贴合,影响复合材料的增强效果,这一点主要由树脂本身的性质决定。

3)制备的要求。

为了实现树脂对纤维的良好浸渍,可以采用将树脂加热和添加溶剂的方法降低树脂粘度,对于加热的方法要求树脂的粘度足够低且在加热温度下长时间不与固化剂发生反应,对于添加溶剂的方法要求溶剂对树脂和固化剂有很高的溶解性,鉴于溶剂的使用量较大,必需选择低毒或无毒且通用的溶剂,提高预浸料制备的安全性并降低制备成本。

通过上述分析可知,树脂、固化剂以及溶剂的选择是配方设计的重点,为此应首先提出对三者的选配方案。

1.1 树脂
对于承力用复合材料而言,常用的树脂包括环氧树脂、不饱和聚酯以及乙烯基树脂等,其中环氧树脂是指含有两个或两个以
上环氧基,以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子低聚物,它与高性能增强纤维,尤其是碳纤维复合后容易实现复合材料的高性能化,而且环氧树脂与金属,如钢材、铝合金等,有很好的粘结性,且固化收缩率很低(小于2%),故可以高效地将钢材上承担的载荷传递到增强纤维上,同时也有利于将管道与环境中的腐蚀性介质隔离。

在价格上环氧树脂略高于不饱和聚酯和乙烯基脂,但是因为在整个复合材料成本构成当中树脂仅占很小一部分,因此确定使用环氧树脂。

环氧树脂有很多类型,不同的树脂具备不同的工艺特性和性能特点。

环氧E42 树脂属于双酚A 型环氧树脂,综合性能优异,是手糊工艺中的主要树脂类型,但常温下树脂为液态,若单独使用制备预浸料,则粘性过高,影响预浸料布的收卷,此外固化后其脆性较大。

第二代修补用树脂体系的一个显著特点是在兼顾模量和强度的同时,还要求固化物具备一定的韧性,这不但有利于提高复合材料的承载能力,而且对提高使用过程中的防损伤能力和低温性能有很大促进作用。

前期选用了液态环氧E42 树脂与固态环氧F46 树脂为主的双组分树脂体系,以赋予预浸料更好的粘性和性能。

由于环氧F46 成本较高,且与环氧F46 混合需要专用的加热搅拌设备,因此成本偏高。

为此考虑了液态环氧E42 树脂与高粘度液体环氧E44 树脂复配的方案,一方面两种树脂混合固化后,由于分子结构的不同,可以形成不同于单
独树脂固化所形成的交联网络,这种结构能赋予复合材料好的韧性;另一方面,环氧E44 粘度明显高于E42 树脂,两者混合可以调节树脂的粘度,使预浸料在不同的使用工况下均有很好的粘性,便于铺贴预浸料;此外环氧E44 的分子链较大,相同情况下与固化剂反应速率低,这样可以调节树脂体系在室温的固化速度,起到延长预浸料储存期的目的,由此为了兼顾成本、工艺性和性能的要求采用E42 与E44 复配的方案。

环氧树脂E44 含量大时,预浸料的粘性高,考虑到成本和性能,环氧E42 与E44 的比例确定在3:2。

1.2 固化剂
考虑到储存性和施工的要求,必需选择潜伏型固化剂,此种固化剂在室温下与树脂不反应或反应很慢,但在加热的条件下可迅速使树脂固化。

通过对目前环氧树脂常用的潜伏型固化剂进行细致调研,将双氰胺和硼化物两种潜伏型固化剂列入选择范围。

双氰胺具有良好的室温储存性,在100~130℃范围内可与环氧树脂迅速反应,但溶解性稍差,硼化物具有更为稳定的室温储存性,溶解性好,在150~180℃范围内可与环氧树脂迅速反应,其固化温度偏高,对施工加热设备有更高的要求。

为了调节潜伏型固化剂的固化特性,可以添加少量的促进剂,本文主要选择咪唑为双氰胺的促进剂。

随着双氰胺和咪唑用量
的增大,可以提高固化反应活性,但会降低潜伏性。

1.3 溶剂
由于热熔法预浸料对设备和树脂固化特性的要求较高,因此预浸料的制备主要选择溶剂法。

溶剂选择的依据主要是溶解性、毒性以及挥发性。

根据前面选择的树脂和固化剂类型,以常用的丙酮和乙醇为主。

这两种溶剂均属于无毒的类型,其中丙酮的溶解性较好并且有很高的挥发性,对提高预浸料的生产效率和复合材料固化质量的控制十分有利,乙醇极性高于丙酮,因此溶解性更为优异,具备较好的挥发性,但成本与丙酮相比略高。

根据对树脂和固化剂溶解的效果,可以将两种溶剂配合使用。

1.4 纤维布:采用日本东丽原产T700 单向布,纤维面密度为200g/m2和300g/m2两种。

2.湿缠绕法对材料的选用
2.1 采用UT70-30碳纤维布,粘结胶采用CZ-510碳纤维胶时的补强效果
在试验中的碳纤维布与环氧树脂粘贴胶必须有供应商配套提供,采用UT70-30碳纤维布,粘结胶采用CZ-510碳纤维胶,碳纤维布与粘结胶的主要技术参数见表1,表2。

得到以下结论:
(1)在同一内压的情况下,采用CFRP 补强技术后,管道缺陷处的环向应力有了明显的降低,可见,CFRP 加固效果明显。

(2)加固两层CFRP 比加固一层CFRP 效果明显。

表1. 碳纤维布的主要技术参数
表2. 粘结胶的主要技术参数。

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