[發(fā)明專(zhuān)利]氟化環(huán)氧油氣管道內(nèi)減阻涂層

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110294917.3
• 申請(qǐng)日: 2011-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103031031A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸東方;李站鐵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇正菱涂裝有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09D163/00
• 分類(lèi)號(hào): C09D163/00;C09D5/03;C09D5/08;C09D7/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種減阻涂層，具體的說(shuō)是一種氟化環(huán)氧油氣管道內(nèi)涂層及其制備方法，屬于管道內(nèi)防腐及減阻技術(shù)領(lǐng)域。?

技術(shù)背景

減少輸送流動(dòng)阻力，降低能量消耗一直是全世界各國(guó)科學(xué)工作者共同追求的目標(biāo)。隨著科技的發(fā)展和新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，人們對(duì)管道內(nèi)部壁面節(jié)能減阻技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用一直沒(méi)有停止。管道的內(nèi)壁涂層技術(shù)始于上世紀(jì)40年代末，最初應(yīng)用于含硫原油和含硫天然氣管道的內(nèi)壁防腐。1953年美國(guó)第一次將管道內(nèi)涂層技術(shù)應(yīng)用于干線輸氣。后來(lái)發(fā)現(xiàn),?內(nèi)涂層技術(shù)的使用能有有效防止管道內(nèi)腐蝕，還能夠大大提高管道的輸量。據(jù)報(bào)道，國(guó)外的輸氣管道使用內(nèi)涂層后可使輸氣量增加5-20%。在管道內(nèi)壁涂覆表面光滑的涂層能夠大大降低管道內(nèi)壁粗糙度，從而減小輸送介質(zhì)與管壁摩擦力，進(jìn)而提高管道的輸送能力。目前，國(guó)際上新建的油氣管道均要求使用內(nèi)減阻涂層。通常使用的管道內(nèi)減阻涂層是環(huán)氧樹(shù)脂涂層。在國(guó)內(nèi)，內(nèi)涂層技術(shù)已開(kāi)發(fā)多年，但主要應(yīng)用于油氣田腐蝕性介質(zhì)的集輸管道和注水管道上,目的用于防腐蝕。國(guó)內(nèi)的航空煤油管道，由于對(duì)介質(zhì)的純度要求。也采用了內(nèi)涂層技術(shù)。取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。但我國(guó)內(nèi)涂層減阻技術(shù)在天然氣管道上的應(yīng)用較晚，自上世紀(jì)60年代中期到西氣東輸工程之前，我國(guó)天然氣管道建設(shè)雖有了較大的發(fā)展，已建成各種管徑和輸送壓力的主干線幾千公里，但這些輸氣管內(nèi)壁沒(méi)有采用過(guò)內(nèi)涂層技術(shù)。2002年我國(guó)在西氣東輸工程建設(shè)中首次應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)減阻技術(shù)。經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，我國(guó)內(nèi)涂層減阻涂料技術(shù)與國(guó)外的差距在逐步縮小，但有關(guān)粉末環(huán)氧涂料和液體環(huán)氧涂料的生產(chǎn)、質(zhì)量控制、檢驗(yàn)等方面與國(guó)外相比還存在著一定的差距。盡管這些內(nèi)減阻涂層材料在油氣管道上得到廣泛的應(yīng)用，也取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，但一般只從增加管道內(nèi)壁的光滑程度去解釋?zhuān)苌購(gòu)墓鼙诘谋砻嫘再|(zhì)對(duì)流體摩擦阻力的影響來(lái)設(shè)計(jì)內(nèi)減阻涂層材料。?

研究表明，油氣管道輸送過(guò)程中的沿程阻力主要由流體與管壁之間、流體體相質(zhì)點(diǎn)之間兩部分的摩擦阻力組成。在流體潤(rùn)濕管內(nèi)壁的條件下，不論流態(tài)是層流還是紊流，都存在層流邊界層，最大的流速梯度集中在管壁附近，而且形成較大的剪切力，這是油氣在管道中流動(dòng)時(shí)阻力的主要來(lái)源。而壁面剪切力的大小取決于所輸送油氣的特性和及其與固體壁面間的相互作用力，管壁與流體分子之間的吸引力越強(qiáng)，由壁面引起的摩擦阻力損失越大。如果在管道內(nèi)壁噴涂一層低表面能的材料，改變流體對(duì)管壁的潤(rùn)濕程度，使流體在邊界層管道內(nèi)壁側(cè)的接觸角增大，使其形成疏油表面，減小管壁與蠟晶間的粘附和與原油之間的相互作用力，從而使流動(dòng)原油在管壁表面形成部分滑移，達(dá)到減阻和降低沿程阻力，節(jié)省輸送油氣能耗的目的。?

全氟聚醚是一種具有低表面自由能的聚合物，具有較高的疏水疏油性、較高的耐熱穩(wěn)良定性、抗氧化穩(wěn)定性、良好的化學(xué)惰性和絕緣性。由全氟聚醚樹(shù)脂制備的涂層具有很低的表面自由能，使涂層表面表現(xiàn)出較高的疏水性和疏油性。利用全氟聚醚對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行改性制備低表面能環(huán)氧粉末涂料，用于油氣管道內(nèi)減阻涂層的技術(shù)尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：為了解決現(xiàn)有涂層在減阻技術(shù)方面存在的一些問(wèn)題，本發(fā)明提供一種涂層機(jī)械性能優(yōu)異、施工方便而高效具有優(yōu)異防腐蝕性能和高效減阻性能的環(huán)氧粉末涂料及其制備方法。本發(fā)明在環(huán)氧粉末涂料配方中使用一種結(jié)構(gòu)為CF₃CF₂[CF₂OCF(CF₃)]_nRQ的全氟聚醚改性劑。本發(fā)明的原料及配比為：其中n=10-15，R為-CH₂，-CO，-COO等基團(tuán)，Q為-OH，-N(CH₂CH₂OH)₂,?-NHCH₂CH₂NHCH₂CH₂NH₂等不限于以上基團(tuán)，且R為一橋鍵，Q為含有一個(gè)或多個(gè)可與環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)的結(jié)構(gòu)。?