一种耐低温高性能复合柔性管及其制备方法技术

本申请涉及输油管领域，具体公开了一种耐低温高性能复合柔性管及其制备方法。一种耐低温高性能复合柔性管包括内衬层、增强层和保护层，所述增强层包覆在内衬层外侧，所述保护层包覆在增强层外侧；所述增强层由增强丝组成；其制备方法为：S1、将高密度聚乙烯树脂颗粒通过挤压成型，得到内衬层；S2、将增强丝沿内衬层外壁均匀缠绕组成增强层；S3、将低温改性聚乙烯树脂通过挤压成型得到保护层，保护层包覆在增强层表面，得到耐低温高性能复合柔性管。本申请的耐低温高性能复合柔性管可用于高海拔地区地面集输油，其具有低温环境下力学性能优良的优点。良的优点。良的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温高性能复合柔性管及其制备方法


[0001]本申请涉及输油管领域，更具体地说，它涉及一种耐低温高性能复合柔性管及其制备方法。

技术介绍

[0002]地面集输油是指将从油井开采出来的原油运输到加工厂、储存设施或港口等地的过程。其主要的传输方式是通过管道输送，也有可能使用铁路或公路运输。相比其他运输方式，地面集输油具有速度快、安全性高、成本低等优点。
[0003]集输管道的特点是管道规格不一、压力高，多采用直缝高频电阻焊钢管、无缝钢管等。虽然近年来非金属管材新产品的不断涌现，并随之配套了相关产品设计、质量控制以及施工标准。然而，非金属管产品仍以普通柔性复合管居多，合计产量约占柔性复合管总产量的80％，且该类产品主要用于油气田地面工程集输领域，应用范围集中于高低压、常温水系统以及常温低压油系统。
[0004]随着油气管道建设的发展，高纬度、高海拔等高寒区域、冻土区的冬季施工不可避免，但由于输油管道工作环境温度较低，普通柔性管道在低温环境下使用时受到冲击或者振动等应力影响容易开裂容易出现裂纹、老化等问题，严重时可能导致油泄漏事故的发生。

技术实现思路

[0005]为了提高柔性管道在低温环境下的力学性能，本申请提供一种耐低温高性能复合柔性管及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种耐低温高性能复合柔性管采用如下的技术方案：一种耐低温高性能复合柔性管，包括内衬层、增强层和保护层，所述增强层包覆在内衬层外侧，所述保护层包覆在增强层外侧；所述增强层由3
‑
6层增强丝组成。
[0007]通过采用上述技术方案，由于采用内衬层与保护层之间添加增强层的方式复合，提高柔性管的结构强度，减少外力冲击对柔性管造成变形损伤开裂的风险，在低温环境下不易出现开裂或变形等问题，多层增强丝组成的增强层提高了柔性管的韧性、抗拉伸和抗撕裂能力，也提高柔性管在低温环境下的力学性能表现。
[0008]可选的，所述增强丝为高强度涤纶长丝或高强度尼龙长丝中的一种或两种。
[0009]通过采用上述技术方案，将高强度涤纶长丝或高强度尼龙长丝作为增强丝，可以大大提高管道的承载能力和耐压能力。这是因为这两种材料具有非常高的拉伸强度和模量，不易断裂和变形，同时具有很好的耐磨损性和化学稳定性，提高低温环境下柔性管道的耐久度和抗裂能力。
[0010]可选的，相邻两层所述增强丝缠绕方向相反。
[0011]通过采用上述技术方案，在低温下，材料易于变脆和折断，如果采用一般的制造工艺，复合柔性管的强度和耐久性将会受到很大影响。然而，当使用相邻两层增强丝缠绕方向相反的制造工艺时，由于每层的增强丝相互支撑、交织，在低温环境下可以更好地保持其抗
拉性能和耐久性。因此，该种制造工艺生产的复合柔性管具有更优异的机械性能，使得它在极端低温的环境下也能够保持良好的抗裂能力和抗拉强度，有效防止柔性管出现老化开裂及易破碎的问题。
[0012]可选的，所述内衬层材质为高密度聚乙烯树脂，所述高密度聚乙烯树脂的结晶度为80％
‑
90％、比重为0.94
‑
0.96。
[0013]通过采用上述技术方案，硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性较好；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀。
[0014]可选的，所述保护层材质为低温改性聚乙烯树脂。
[0015]通过采用上述技术方案，由于保护层材质为低温改性聚乙烯树脂，具有较好的耐低温性能。在低温环境下，一些材料会出现变脆或者失效情况，导致管道的可靠性降低，而该种材质可以有效地避免这个问题，确保了管道运行的稳定性和可靠性。低温改性聚乙烯树脂的抗磨损性能也比较优异，可以有效地保护复合柔性管的增强层不受外部物理损伤和环境侵蚀，在使用寿命上有很大提高。
[0016]第二方面，本申请提供一种耐低温高性能复合柔性管的制备方法，采用如下的技术方案：一种耐低温高性能复合柔性管的制备方法，包括包括以下步骤：S1、将高密度聚乙烯树脂颗粒通过挤压成型，得到内衬层；S2、将增强丝沿内衬层外壁均匀缠绕，增强丝缠绕方式为螺型缠绕，第一层增强丝缠绕完毕后沿反方向再次缠绕一层，共缠绕3
‑
6层增强丝组成增强层；S3、将低温改性聚乙烯树脂通过挤压成型得到保护层，保护层包覆在增强层表面，得到耐低温高性能复合柔性管。
[0017]通过采用上述技术方案，通过增强层的3
‑
6层增强丝交替缠绕，可以显著提高复合柔性管的抗拉强度和耐久性，保证其在使用中不会出现形变或者破裂等情况。采用低温改性聚乙烯树脂作为保护层材料，让耐低温高性能复合柔性管在极端低温环境下也具有良好的耐受性，能够确保其在极端恶劣的环境下持久使用。
[0018]优选的，所述高密度聚乙烯树脂的制备方法为：A1、在反应釜中加入苯胺、过氧化苯甲酰和丙烯酸，进行预处理，使其充分混合均匀；A2、然后将乙烯单体缓慢加入到反应釜中，同时加入催化剂；A3、在110℃至120℃温度下，进行反应3
‑
5h，形成聚乙烯融体；A4、在聚乙烯融体中添加高密度多孔碳和全氟化碳，并控制温度在100
‑
105℃之间，进行再反应；A5、进行冷却固化，得到高密度聚乙烯树脂。
[0019]通过采用上述技术方案，乙烯单体经过反应形成聚乙烯融体，然后在融体中添加高密度多孔碳和全氟化碳，通过再反应使其与聚乙烯发生化学反应，生成高密度聚乙烯树脂。所添加的高密度多孔碳和全氟化碳具有良好的填充性能和稳定性，能够增加聚乙烯树脂的密度和硬度，提高其物理性能和化学稳定性，从而使得产物具有更好的应用效果。通过添加高密度多孔碳和全氟化碳，使得产物具有很高的密度，达到了高密度聚乙烯树脂的规
格。由于添加的高密度多孔碳和全氟化碳可以提高聚乙烯树脂的硬度和强度，使得产物在使用时更加耐磨损和耐腐蚀。由于高密度多孔碳和全氟化碳的稳定性良好，所以产物的化学稳定性也相对较高。
[0020]优选的，所述低温改性聚乙烯树脂的制备方法为：B1、将聚乙烯粉末加入反应釜中，持续通入氮气保持20
‑
30min后去除氮气；B2、用高压CO2喷雾对反应釜进行冷却，使温度降到
‑
70℃至
‑
80℃；B3、在
‑
70℃至
‑
80℃的环境中，向反应釜中通入4
‑
6bar的一氧化氮，并在5分钟内通入4
‑
5次，每次时长30秒；随后继续将一氧化氮气体通入直到达到10bar，反应釜内的温度控制在
‑
60℃至
‑
50℃之间；B4、用高压CO2喷雾对反应釜进行再次冷却，使温度降到
‑
100℃以下；B5、向反应釜中通入1
‑
丁烯单体，同时添加催化剂，保持温度为
‑
65℃至
‑
55℃，反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐低温高性能复合柔性管，其特征在于，包括内衬层(1)、增强层(2)和保护层(3)，所述增强层(2)包覆在内衬层(1)外侧，所述保护层(3)包覆在增强层(2)外侧；所述增强层(2)由3
‑
8层增强丝组成。2.根据权利要求1所述的耐低温高性能复合柔性管，其特征在于：所述增强丝为高强度涤纶长丝或高强度尼龙长丝中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的耐低温高性能复合柔性管，其特征在于：相邻两层所述增强丝缠绕方向相反。4.根据权利要求1所述的耐低温高性能复合柔性管，其特征在于：所述内衬层(1)材质为高密度聚乙烯树脂，所述高密度聚乙烯树脂的结晶度为80%
‑
90%、比重为0.94
‑
0.96。5.根据权利要求1所述的耐低温高性能复合柔性管，其特征在于：所述保护层(3)材质为低温改性聚乙烯树脂。6.一种如权利要求1
‑
5任一所述的耐低温高性能复合柔性管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、将高密度聚乙烯树脂颗粒通过挤压成型，得到内衬层(1)；S2、将增强丝沿内衬层(1)外壁均匀缠绕，增强丝缠绕方式为螺型缠绕，第一层增强丝缠绕完毕后沿反方向再次缠绕一层，共缠绕3
‑
6层增强丝组成增强层(2)；S3、将低温改性聚乙烯树脂通过挤压成型得到保护层(3)，保护层(3)包覆在增强层(2)表面，得到耐低温高性能复合柔性管。7.根据权利要求6所述的耐低温高性能复合柔性管的制备方法，其特征在于：所述高密度聚乙烯树脂的制备方法为：A1、在反应釜中加入苯胺、过氧化苯甲酰和丙烯酸，进行预处理，使其充分混合均匀；A2、然...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雄，
申请(专利权)人：咸阳新德安新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：