具有聚酰胺层的多层管制造技术

本发明专利技术涉及具有聚酰胺层的多层管，特别是包含下列层的管或管路：a)外置铠装层和b)内置内衬，其包含互相牢固粘合的下列层：I.由选自聚烯烃模塑料和含氟聚合物模塑料的热塑性模塑料制成的层和II.由聚酰胺模塑料制成的层，其中所述聚酰胺模塑料以及根据I.的层的模塑料基本上不含由另一聚合物构成并分散分布在所述模塑料中的共混组分。该管在石油-和天然气工业中用于传送管路、收集管路和输送管路，并具有改善的运行安全性和提高的寿命。

【技术实现步骤摘要】
具有聚酰胺层的多层管
[0001 ] 本专利技术涉及包含外部增强层和内置多层衬里的管，所述内置多层衬里包含聚酰胺层和由另一聚合物制成的功能层。这些管特别用于传送或输送原油或天然气或用于输送超临界CO2，尤其是在必然被认为发生相对快的压力变化的条件下。这种压力变化是在石油-和天然气工业中被称作术语“快速气体减压(Rapid Gas Decompress1n)”(RGD)的现象。
技术介绍
因此例如在三次矿物油时必须避免这种压力变化。三次采油使用超临界CO2作为残油的溶剂，以降低其粘度并使得从油层中开采更容易。CO2的临界温度为31°C，临界压力为73.8巴。在实践中，使用明显更高的压力，因为超临界CO2的溶解能力随压力提高。典型压力在75至220巴的范围，温度在此最高可为150°C。 输送超临界CO2的管通常具有聚合物内衬，通常以防止金属结构腐蚀。在输送管的情况中，该内衬通常由聚乙烯构成；但是，其也可以例如由聚酰胺或PVDF构成。 此外，在原油管路和输气管路的运行过程中，例如在为了维修作业将管路减压并由此出现快速压降时，也会出现快速压力变化。在紧急切断的情况中，在这样的传送管路、收集管路或输送管路中也会出现快速压降。 由聚乙烯制成的内衬在与原油或天然气接触时，特别是在所用压力和温度下强烈溶胀，这造成不合意的长度变化。如果向内的，即面向介质的聚乙烯层被聚酰胺层保护，可以减轻这一现象。在较高使用温度下，通常使用聚酰胺作为内衬材料；该层优选向内被聚烯烃层、含氟聚合物层或聚烯烃层和含氟聚合物层的组合覆盖，以保护在较高温度下容易水解的聚酰胺免受传送介质中包含的水的影响。 例如从WO 2011/128175和WO 2011/128197中获知具有未粘合层的多层结构挠性管。这些文献中描述的管包含多层管形式的内衬，其中所述多层管的各层不一定互相粘合。这些管在该内衬的内侧包含通常被称作加强织物(Karkasse)的铠装(Armierung)，以防止内衬在高的外压下坍塌。 特别在管不包含加强织物的情况中，重要的是，内衬的各层互相牢固粘合。如果没有粘合，在运行过程中在层之间形成充满气体的环形空隙。该气压在此与传送的介质中的气体的分压平衡。在管路中的压力波动时，位于环形空隙内的气体会膨胀；在最坏的情况中，此处的气体会占据能导致衬里的内层径向折叠的体积。该折叠导致管横截面堵塞并在最坏的情况中不再有介质能通过。这种本领域技术人员已知为坍塌的故障是内衬的主要故障类型。如果在层之间积聚的气体体积大，在由于压降造成的气体膨胀时产生的力也会造成内置加强织物坍塌。在所涉管中这已知是后果严重的故障类型。 但是，牢固的层粘合不是防止内衬层坍塌的充分先决条件。在实践中已经证实，在聚酰胺层与聚烯烃层或含氟聚合物层之间最初具有牢固初始粘合的许多情况中，该粘合在运行过程中逐渐变弱，最终这些层分离，并且在管内的压力下降时，最内层会坍塌。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供具有外部增强层和多层衬里的管，其中聚酰胺层和聚烯烃层或含氟聚合物层互相牢固粘合，且其中在运行过程中基本保持这种牢固粘合。 令人惊讶地，已经发现，如果这些层之一的模塑料包含由另一聚合物制成的共混组分，所述另一聚合物分散在该模塑料中并因此形成其自己的在基质中分散分布的相，则在运行过程中会失去粘合。 因此，通过包含下列层的管实现相关目的:a)外置铠装层和b)内置衬里，其包含互相牢固粘合的下列层:1.由选自聚烯烃模塑料和含氟聚合物模塑料的热塑性模塑料制成的层和I1.由聚酰胺模塑料制成的层，其中聚酰胺模塑料以及根据1.的层的模塑料都基本不含由另一聚合物构成并分散分布在模塑料中的共混组分。这意味着聚酰胺模塑料中包含少于2重量％，优选少于1.5重量％，特别优选少于I重量％，特别优选少于0.5重量％，和非常特别优选完全没有这种类型的共混组分。 基本不允许包含在所涉模塑料中的此类共混组分的实例是抗冲改性剂，例如非常常用的聚烯烃抗冲改性剂，例如EPM类型、EPDM类型或SEBS类型的，聚烯烃，如聚乙烯或聚丙烯，含氟聚合物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)，其中在实践中在聚酰胺模塑料中使用时所提到的聚合物包含反应性官能团，例如羧酸酐基团；丙烯酸酯橡胶或与基质聚酰胺不相容的其它聚酰胺类型。这些聚合物是本领域技术人员公知的，因此在此不需要任何更详细的描述。这一般而言同样适用于会分散分布在所涉模塑料中的在此没有按名称列举的其它聚合物。 取决于生产-和加工条件，这种共混组分在模塑料中例如以球形、椭圆形、纤维状或层状存在。确切的形态不重要；所有这些形态都是有害的并且根据本专利技术必须避免。 可例如借助扫描电子显微术(SEM)或透射电子显微术(TEM)以本领域技术人员已知的方式测定聚合物共混物的形态。但由于绝大多数聚合物彼此不相容，根据本专利技术这通常是不必要的。本领域技术人员知道，例如，在制造这种共混物时，上文提到的聚合物在聚酰胺、聚烯烃或含氟聚合物中始终分散分布。在此，所述共混物制造通常通过熔体混合进行。 不会分散在模塑料中而是溶解在其中的共混组分根据本专利技术是允许的。已知，例如PA1012和PA1212可与PA12均匀混溶。此类聚酰胺添加到PA12模塑料中因此是没有危害的。这同样适用于聚酰胺弹性体，如聚醚酯酰胺和聚醚酰胺；这些由聚酰胺硬嵌段和聚醚软嵌段构成。后者在共混物内形成单独的分散相，但与聚酰胺硬嵌段牢固键合，其在合适的硬嵌段长度下溶解在聚酰胺基质中，只要硬嵌段的聚酰胺与基质聚酰胺相同或至少可混溶。因此，根据本专利技术，不允许存在的共混组分仅是基本完全分散的那些。这意味着至少85体积％的所述共混组分，和优选至少90体积％的所述共混组分分散分布在聚酰胺基质中。 根据本专利技术可使用的聚酰胺可以由二胺和二羧酸、由ω-氨基羧酸或相应的内酰胺的组合制造。原则上可以使用任何聚酰胺，例如ΡΑ46、ΡΑ6、ΡΑ66或在此基础上的具有衍生自对苯二甲酸和/或间苯二甲酸的单元的共聚酰胺。在一个优选实施方案中，该单体单元包含平均至少8，至少9或至少10个C原子。在内酰胺的混合物中，在此考虑的是算数平均数。在二胺和二羧酸的组合的情况中，二胺和二羧酸的C原子的算数平均数在该优选实施方案中必须为至少8，至少9或至少10。合适的聚酰胺例如是:PA610 (其可以由六亚甲基二胺[6个C原子]和癸二酸[10个C原子]制成，单体单元中的C原子平均数在此因此为8)、PA88 (可由八亚甲基二胺和1，8_辛二酸制成)、PA8 (可由己内酰胺制成)、PA612、PA810、PA108、PA9、PA613、PA614、PA812、PA128、PA1010、PA10、PA814、PA148、PA1012、PA11、PA1014、PA1212和PA12。此外，半芳族聚酰胺也是很合适的，例如PA66/6T、PA6/6T、PA6T/MPMDT (MPMD是指2-甲基戊二胺PA9T,PA10T,PA11T,PA12T,PA14T和这些后述类型与脂族二胺和脂族二羧酸或与ω-氨基羧酸及内酰胺的共缩聚物。聚酰胺的制备是现有技术。当然也可以使用基于此的共聚酰胺，其中也可以任选同时使用单体如己内酰胺。 所述聚酰胺也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含下列层的管：a) 外置铠装层和b) 内置内衬，其包含互相牢固粘合的下列层：     I. 由选自聚烯烃模塑料和含氟聚合物模塑料的热塑性模塑料制成的层和     II. 由聚酰胺模塑料制成的层，其特征在于，所述聚酰胺模塑料以及根据I.的层的模塑料基本上不含由另一聚合物构成并分散分布在所述模塑料中的共混组分。

【技术特征摘要】
2013.03.28 DE 102013205616.81.包含下列层的管: a)外置铠装层和 b)内置内衬，其包含互相牢固粘合的下列层: 1.由选自聚烯烃模塑料和含氟聚合物模塑料的热塑性模塑料制成的层和 I1.由聚酰胺模塑料制成的层， 其特征在于，所述聚酰胺模塑料以及根据1.的层的模塑料基本上不含由另一聚合物构成并分散分布在所述模塑料中的共混组分。2.根据权利要求1的管， 其特征在于， 根据b) 1.和b) I1.的层彼此直接粘合。3.根据权利要求1的管， 其特征在于， 根据b) 1.和b) I1.的层用增粘剂彼此粘合。4.根据权利要求2和3之一的管， 其特征在于， 根据DIN 53357测得的根据b) 1.和b) I1.的层之间的粘合力为至少1.0 N/mm。5.根据前述权利要求任一项的管， 其特征在于， 所述外置铠装层是金属管。6.根据权利要求5的管， 其特征在于， 所述内衬与所述金属管粘合。7.根据权利要求1至4任一项的管， 其特征在于， 其是未粘合挠性管，其中所述外置铠装层由螺旋状布置的钢丝、钢型材或钢带构成。8.根据权利要求7的管， 其特征在于， 包含至少两层外置铠装层，其中至少一层如此构造，以使其耐受内压，且至少一层如此构造，以使其耐受拉伸力。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：A多韦，J弗拉诺施，J贝格尔，C贝伦斯，
申请(专利权)人：赢创工业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE