一种适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法技术

本发明专利技术公开的属于管道修复技术领域，具体为一种适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法，通过光固化膏以聚丙烯酸酯为预聚物，添加甲基丙烯酸酯、1,4‑丁二醇二甲基丙烯酸酯为活性稀释剂，以安息香酯为光引发剂的膏状材料，以玻璃纤维布为增强材料的复合结合。该适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法，可根据需要实施油气管道停产在线修补，修补效率、可靠性高于传统焊接和管卡修补技术，修补过程，不涉及动火作业，不存在火灾爆炸安全风险，管道压力较低时，可实施带压在线修补加强，修补时，只需对修补区及边缘进行清理，无需对整个管道、整个储罐进行整体清理。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法
本专利技术涉及管道修复
，具体为一种适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法。
技术介绍
在油气开发过程中，管网集输发挥着重要作用，孤岛采油厂单井运输管线有3184条，长度累计1054km，平均使用年限达到14.3年，材质以钢管为主。油气及采出水要通过管网运送进联合站，开发用药剂、蒸汽及污水利用管网输送到井口。随着逐年应用，受人为损坏、管网老化、化学药剂腐蚀、微生物作用、离子电解和土壤腐蚀等影响，管网每年都会有大量的节点形成穿刺或渗漏损坏。刺漏一旦发生就需要及时发现并进行封堵，否则油水渗透进地面，气体挥发到空气中，会存在安全隐患，产生污染。现有的封堵方式主要有焊接修补、管夹局部加强的方式，对泄漏点进行堵漏。焊接修补时，需排净管内易燃的油气介质，以避免火灾爆炸风险，操作起来费时费力，而且成本巨大；管夹局部加强是一种临时应急处置，需带压作业，但是受管夹尺寸限制，只能封堵很小范围(1cm见方)，一旦漏点超出管夹尺寸，就无计可施，而且泄漏邻近区域的防护加强无法兼顾，仍然存在油气管道的整体腐蚀风险，而且后期还是需要进行焊接修补，并不持久耐用。孤岛油田孤三联合站脱水泵出口室内管线全长37米，渗漏点累计达到22处。据统计，2018年胜利油田集输系统共修复600多次，修复费用消耗4000余万元，没有相关技术解决这个问题。光固化材料是以聚丙烯酸酯为主的膏状材料，一般用于医院补牙、腐蚀大气环境螺栓防护等领域。膏状材料经紫外光照射，可固化并大幅增加强度，没有应用于油气管线修复，进行功能性创新。常用的光固化树脂材料，包括以下各组分及其重量百分含量：刚性脂环族环氧树脂10-30％，柔性脂环族环氧树脂10-30％，丙烯酸酯类单体或预聚体20-70％，氧杂环丁烷活性稀释剂5-30％，引发剂1-10％。本专利技术通过采用定量的刚性脂环族环氧树脂与定量的柔性脂环族环氧树脂的复配，以及其与定量的丙烯酸酯类单体或预聚体、氧杂环丁烷活性稀释剂、引发剂组成。将光固化材料应用于油气管道补强，所用材料必须耐管道介质(油、气、水)、外部环境介质(大气、土壤、水)腐蚀，考虑到油气管道的防腐蚀要求，还应具有一定的耐阴极剥离的能力，对配方进行了优化改进。根据油气管道压力及剩余壁厚计算所需增强的补充强度，一般采用耐腐蚀玻璃纤维布单层或多层缠绕，以光固化膏提供致密的防护层及必要的粘接力，因此需要一种适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：一种适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法，其光固化膏制作步骤如下：S1：按重量百分比称取原料：改性丙烯酸树脂30％-40％、甲基丙烯酸酯预聚体5％-10％、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸3％-5％、聚酯磷酸酯13％-15％、纳米硅铝酸钾20％-30％、丙烯酸钾盐5％-10％、安息香双甲醚4％-6％、消泡剂1％-3％和流平剂1％-3％；S2：将称取的改性丙烯酸树脂、甲基丙烯酸酯预聚体和聚酯磷酸酯投入高压釜中，将高压釜密封好并试压，然后启动搅拌50-60r/min，开始加热，抽真空，升温至200℃时进行括链反应，5-6小时，停真空,冷却至80℃，得到光固化预聚酯；S3：然后将光固化预聚酯打入配料罐中，投加称取的1，4-丁二醇二甲基丙烯酸、安息香双甲醚、消泡剂和流平剂，启动高速分散700-800r/min，持续搅拌10分钟后，投加称取的纳米硅铝酸钾和丙烯酸钾盐，启动高速分散1200-1400r/min，持续搅拌30分钟后，静置降温至40℃，出料，即得光固化膏。作为本专利技术所述的适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法的一种优选方案，其中：所制成的光固化膏的操作步骤如下：S1：检查需要修补的管道及金属储罐需要修补的区域；S2：清理需要补强的区域，需超出局部减薄区边缘20mm以上，根据以下公式核算管道允许剩余壁厚；其中：Pc为操作压力，D0为管道内径，σ为材料许用应力，Ф值取0.85。S3：以超出允许剩余壁厚或0.8初始壁厚区域20mm范围的区域为补强区域，彻底清理表面油污及杂物；S4：修补区干燥后，撕掉封堵贴板内膜层，将封堵贴板粘附固定在补强区域；S5：用紫外光照射整个封堵贴板5min；S6：补强修补膏固化后，去除照射装置，撕掉外膜层，修补完成。如管道压力大于3.5MPa，则需沿管道整圈缠绕玻璃纤维布，以满足修补区强度。作为本专利技术所述的适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法的一种优选方案，其中：所述步骤S1中的重量百分比为改性丙烯酸树脂30％、甲基丙烯酸酯预聚体5％、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸5％、聚酯磷酸酯13％、纳米硅铝酸钾30％、丙烯酸钾盐5％、安息香双甲醚6％、消泡剂3％和流平剂3％。作为本专利技术所述的适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法的一种优选方案，其中：所述步骤S1中的重量百分比为改性丙烯酸树脂40％、甲基丙烯酸酯预聚体10％、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸3％、聚酯磷酸酯15％、纳米硅铝酸钾20％、丙烯酸钾盐6％、安息香双甲醚4％、消泡剂1％和流平剂1％。作为本专利技术所述的适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法的一种优选方案，其中：所述步骤S1中的重量百分比为改性丙烯酸树脂35％、甲基丙烯酸酯预聚体5％、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸5％、聚酯磷酸酯15％、纳米硅铝酸钾25％、丙烯酸钾盐6％、安息香双甲醚5％、消泡剂2％和流平剂2％。与现有技术相比：通过光固化膏以聚丙烯酸酯为预聚物，添加甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯为活性稀释剂，以安息香酯为光引发剂的膏状材料，以玻璃纤维布为增强材料的复合结合，光固化膏在固化前为软性材料，黏着力强，可以粘附在金属管道、pvc管道等多种管材上，厚度为2mm，保存在密封不透光的容器内。光固化膏在紫外光照射下能够在5min内快速固化，固化后承压达到2mpa，耐油气水介质腐蚀，通过耐阴极剥离测试，提供一种油气管道在线修补技术，该适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法，可根据需要实施油气管道停产在线修补，修补效率、可靠性高于传统焊接和管卡修补技术，修补过程，不涉及动火作业，不存在火灾爆炸安全风险，管道压力较低时，可实施带压在线修补加强，修补时，只需对修补区及边缘进行清理，无需对整个管道、整个储罐进行整体清理。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本专利技术进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法，其特征在于，光固化膏制作步骤如下：/nS1：按重量百分比称取原料：改性丙烯酸树脂30％-40％、甲基丙烯酸酯预聚体5％-10％、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸3％-5％、聚酯磷酸酯13％-15％、纳米硅铝酸钾20％-30％、丙烯酸钾盐5％-10％、安息香双甲醚4％-6％、消泡剂1％-3％和流平剂1％-3％；/nS2：将称取的改性丙烯酸树脂、甲基丙烯酸酯预聚体和聚酯磷酸酯投入高压釜中，将高压釜密封好并试压，然后启动搅拌50-60r/min，开始加热，抽真空，升温至200℃时进行括链反应，5-6小时，停真空,冷却至80℃，得到光固化预聚酯；/nS3：然后将光固化预聚酯打入配料罐中，投加称取的1，4-丁二醇二甲基丙烯酸、安息香双甲醚、消泡剂和流平剂，启动高速分散700-800r/min，持续搅拌10分钟后，投加称取的纳米硅铝酸钾和丙烯酸钾盐，启动高速分散1200-1400r/min，持续搅拌30分钟后，静置降温至40℃，出料，即得光固化膏。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法，其特征在于，光固化膏制作步骤如下：
S1：按重量百分比称取原料：改性丙烯酸树脂30％-40％、甲基丙烯酸酯预聚体5％-10％、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸3％-5％、聚酯磷酸酯13％-15％、纳米硅铝酸钾20％-30％、丙烯酸钾盐5％-10％、安息香双甲醚4％-6％、消泡剂1％-3％和流平剂1％-3％；
S2：将称取的改性丙烯酸树脂、甲基丙烯酸酯预聚体和聚酯磷酸酯投入高压釜中，将高压釜密封好并试压，然后启动搅拌50-60r/min，开始加热，抽真空，升温至200℃时进行括链反应，5-6小时，停真空,冷却至80℃，得到光固化预聚酯；
S3：然后将光固化预聚酯打入配料罐中，投加称取的1，4-丁二醇二甲基丙烯酸、安息香双甲醚、消泡剂和流平剂，启动高速分散700-800r/min，持续搅拌10分钟后，投加称取的纳米硅铝酸钾和丙烯酸钾盐，启动高速分散1200-1400r/min，持续搅拌30分钟后，静置降温至40℃，出料，即得光固化膏。


2.根据权利要求1所述的一种适用于油气集输管线修复的光固化材料及其制作方法，其特征在于，所制成的光固化膏的操作步骤如下：
S1：检查需要修补的管道及金属储罐需要修补的区域；
S2：清理需要补强的区域，需超出局部减薄区边缘20mm以上，根据以下公式核算管道允许剩余壁厚；



其中：Pc为操作压力，D0为管道内径，σ为材料许用应力，Ф值取0.85。...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋迎章，梁福元，王志刚，于春晖，杨士超，李云祥，王海滨，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司孤岛采油厂，
类型：发明
国别省市：北京;11