[發明專利]一種柔性復合內襯管材

在審

• 申請號: 201710089796.6
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106832524A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 丁愷蒂;周天航;商海光
• 申請（專利權）人: 山東柯林瑞爾管道工程有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L77/02;C08L77/06;C08L67/02;C08L51/06;C08K13/04;C08K7/14;C08K3/34;C08K3/22;C08L75/04
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙)11367
• 代理人: 單晶

技術領域

本發明屬于工業應用高分子材料領域，涉及一種柔性復合內襯管材。

背景技術

金屬管道作為石油、天然氣、煤氣、液化氣等能源性介質最主要的輸送媒體,常年深埋于地下,受到了來自輸送介質、土壤、微生物以及外部大氣等環境條件的腐蝕作用。特別是輸油管道,由于輸送的原油礦化度高,含有二氧化碳、硫化氫等腐蝕性介質,腐蝕穿孔情況尤為突出,盡管采用了多種防腐措施,如:加入緩蝕劑、陰極保護和內外涂層保護等,但隨著時間的推移,腐蝕和腐蝕引起的強度降低、坑蝕穿孔很難避免,這些缺陷的存在將會降低金屬管道運行的安全性,使其出現泄漏、被迫降壓輸送等現象,甚至發生爆裂,造成重大損失。目前,針對含缺陷舊金屬管道的修復,已經開發出多種修復方法。不同的修復方法具有不同的特點,其中焊接補疤、套袖或更換管段等傳統的修復補強方法國內外應用十分普遍,但成本較高,且會帶來一系列影響管道安全運行和經濟效益的問題；而新開發的一些方法,如穿插法修復方法,由于國外對其關鍵工藝環節采取技術保護的原因,國內該領域面臨資料信息缺乏、研究時間短、實踐經驗少的問題,未能在工程上大規模推廣應用。我國管道修復領域所面臨的形勢也十分嚴峻。

國內在役的長輸管道許多已經運行二十幾年以上，逐漸達到了壽命的終點,因而需要對其進行修復或者更換成新管道。換管道存在成本高、周期長、需全線停止輸送、對環境破壞大等一系列不利因素；而傳統的修復技術動用大量設備,挖溝占地,既不現實又耗時費錢,不利于環保；如果管道位于道路下方,路面的挖掘會造成交通的阻塞,同時,“還土”后易產生地面沉降,鋪完瀝青后,與原路面不能無界限結合,痕跡醒目,道路的外觀和結合受到破壞,降低了使用壽命。因此,研究既經濟又有效的舊管道“不開挖修復技術”極為重要。

迄今為止,不開挖管道修復技術大致可分為三大類:一是管內涂布法,二是軟管翻襯法,三是塑料管穿插法。管內涂布法一般采用聚合物、水泥砂漿及原漿涂料等材料,又摻入各種化學材料,使襯里滿足多種介質的防腐要求。軟管翻襯法將樹脂及固化劑浸漬在翻轉軟管中，碾壓均勻后，通過水壓或氣壓等動力翻轉置入待修復的舊管道中。將管道里的水加熱，待膠黏劑固化后，使熱固性樹脂系統硬化成一個“管中管”。

穿插HDPE管法修復舊管道技術目前最常采用的方法。分為等徑縮徑(O型)和U型穿插法兩種，HDPE管穿插修復技術是把外徑大于(O型)或略小于(U型)待修復管道內徑的高密度聚乙烯內襯管，通過專用縮徑設備，將內襯管變為O型或U型，并將內襯管的橫截面縮小10-30％，通過纏繞定型、牽引拉入、外力恢復等過程使襯管緊緊的與管道內壁結合在一起，從而形成對舊管道的內襯修復，最大限度地避免了對原有管道直徑的縮小，避免了大管換小管，使得在原有管線輸送能力不降低的情況下得以更新。然而，該項技術的缺點：其一，一次修復距離小于1000米，不能穿越彎頭；其二，HDPE在天然氣的開采運輸過程中也有使用溫度的問題。煤礦或油礦的深度每增加100m，井下溫度就會提高約2℃，兩者直接是一種進線性的變化關系。HDPE管材的蠕變模量又隨溫度的升高而急劇降低，這會導致管材在使用時發生較大的變形，以至于失穩破壞。這樣使得HDPE管材表現出環剛度降低，熱穩定性差，對高溫介質輸送管道和井下施工作業極為不利。由此可知，如何提高一次穿插距離及穿越彎頭的能力，提高HDPE管材的耐熱性已成為必須。且這種穿插管材是由三層管材組合而成，具有耐高溫、耐腐蝕、一次穿插距離達到2000米以上，連續穿越多個彎頭的能力。

尼龍(PA)在機械強度、維卡軟化點、耐熱性能和耐磨損性等方面均好于HDPE。通過PA的少量加入，HDPE板材的耐熱性與剛性均可得以提高。純PA與HDPE熔體的相容性極差，這導致產品的各項物理性能下降。田麗等將PA6和PE-g-MAH加入HDPE板材，使制品的耐熱溫度由120℃提高25％以上，拉伸強度與斷裂延伸率也較沒有添加相容劑時有很大提高。