[發(fā)明專利]一種有碳纖維內(nèi)涂層的輸油管道及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310729946.7
• 申請(qǐng)日: 2013-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103775754A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫家成;范錫彥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 孫家成
• 主分類號(hào): F16L9/14
• 分類號(hào): F16L9/14;C04B26/00;C04B28/00;B05D7/22;B05D7/24
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 張國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種油田用輸油管道技術(shù)，尤其一種有碳纖維內(nèi)涂層的輸油管道及制備方法。

背景技術(shù)：碳纖維實(shí)質(zhì)上是含碳量在90%以上的纖維，最初主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域、飛機(jī)制造、導(dǎo)彈、火箭、人造衛(wèi)星、艦船、兵工武器等行業(yè)。近年來(lái)碳纖維在民用方面也得到發(fā)展，如體育用品、汽車(chē)工業(yè)、飛機(jī)制造以及橋梁加固、房屋抗震等領(lǐng)域。目前，在石油管線，儲(chǔ)罐防腐及修復(fù)領(lǐng)域還處于空白狀態(tài)。根據(jù)我國(guó)的油田情況，每年都有上萬(wàn)噸的油管消耗量，是采油方面和井下作業(yè)方面的主要耗材之一，在這方面一直沒(méi)有一個(gè)成熟的技術(shù)。每年給油田造成上百億元的經(jīng)濟(jì)損失。

發(fā)明內(nèi)容：本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保、低碳的一種有碳纖維內(nèi)涂層的輸油管道及制備方法，它解決了目前技術(shù)的難題，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，它是由A組分和B組分組成的，在A組分中，碳纖維粉50-100kg、碳化硅30-70kg、氧化鋁65-150kg、氧化鋯20-50kg;在B組分中，膠100-240kg、促進(jìn)劑100-240kg；其制備方法是，第一步將A組分的原料放進(jìn)容器內(nèi)混合攪拌均勻；第二步用研磨機(jī)研磨，細(xì)度達(dá)到200-400目；第三步加溫120-200度；第四步加入B組分中的膠和促進(jìn)劑，繼續(xù)攪拌混合均勻；第五步將管壁除銹，達(dá)到SA2.5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)即可；第五步用噴槍將純碳粉噴到油管內(nèi)表層面，第一遍厚度為50-75微米，待5-10小時(shí)后，第二遍用噴槍將復(fù)合材料噴到純碳粉上邊，厚度80-120微米；待7-12小時(shí)后，第三遍用噴槍將復(fù)合材料噴到復(fù)合材料的上邊，厚度80-120微米；待7-12小時(shí)后，第四遍為表層，用噴槍將復(fù)合材料噴到復(fù)合材料的外邊，厚度50-75微米；待7-12小時(shí)后，第五遍用噴槍將A組分噴到表層的外邊，厚度40-60微米，加溫110-150度；第六步固化，養(yǎng)護(hù)期3-5天成為成品。

本發(fā)明抗拉強(qiáng)度3113MPa；受拉彈性模量2.11×10MPa;伸長(zhǎng)率10.51%;彎曲強(qiáng)度625.33MPa；層間剪切強(qiáng)度38.23MPa；仰貼條件下纖維復(fù)合材料與混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度4.823MPa；單位面積質(zhì)量300g/m2；金屬材料力學(xué)性能指標(biāo)：管件，抗拉強(qiáng)度達(dá)到650?MPa；彎曲角度150度；彎曲結(jié)果，碳纖維未剝離。

本發(fā)明是由A組分和B組分組成的，在A組分中，碳纖維粉70-80kg、碳化硅40-60kg、氧化鋁95-120kg、氧化鋯30-40kg;在B組分中，膠150-190kg、促進(jìn)劑150-190kg。

本發(fā)明是由A組分和B組分組成的，在A組分中，碳纖維粉70-80kg、碳化硅40-60kg、氧化鋁105-110kg、氧化鋯30-40kg;在B組分中，膠160-180kg、促進(jìn)劑160-180kg。

本發(fā)明的意義是：本發(fā)明耐腐蝕、耐磨、強(qiáng)度大、耐高溫、壽命長(zhǎng)；碳纖維材料的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與酸堿鹽等化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，具有抗高堿、高酸、高鹽，抗各種化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境變化的能力強(qiáng)，以及抗高溫、抗疲勞、耐久性優(yōu)良。因而用碳纖維材料內(nèi)襯加固后的油管、儲(chǔ)油罐等構(gòu)件具有良好的耐腐蝕性、抗老化性和耐久性。

　碳纖維材料強(qiáng)度一般為鋼材的6~10倍，拉強(qiáng)度3200-4000mpa,彈性模量與鋼材在同一水平線上并略有提高。由于其優(yōu)異的物理力學(xué)性能，在對(duì)儲(chǔ)油罐、油管等結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固、修補(bǔ)、補(bǔ)強(qiáng)過(guò)程中可以利用其高強(qiáng)度、高模量的特點(diǎn)來(lái)提高構(gòu)件的抗剪承載力和封閉性，改善其受力性能，達(dá)到既防腐又高效加固的目的。

由于碳纖維材料是一種柔性材料，所以這種防腐、內(nèi)襯、加固技術(shù)可方便地應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)形狀的油管和儲(chǔ)油罐等石油行業(yè)構(gòu)件的防腐，且不改變結(jié)構(gòu)形狀及不影響結(jié)構(gòu)外觀。同時(shí)，由于其粘結(jié)性極強(qiáng)，能夠牢固地附著于油管、儲(chǔ)油罐等構(gòu)件表面，因此，具有很好的抗蠕變、耐磨損、抗震性能。

碳纖維材料質(zhì)量輕且厚度薄，經(jīng)加固修補(bǔ)后的油管、儲(chǔ)油罐等構(gòu)件，基本上不增加原結(jié)構(gòu)的自重及尺寸，不增加結(jié)構(gòu)荷載，不影響油管排液量，不用更換抽油桿、泵規(guī)格。