[發明專利]一種防冰堵包覆外層材料、套管及其制作工藝

在審

• 申請號: 201811236226.6
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109354803A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 趙吉詩;王子緣;趙連玉;陳東初;張仲軍;陳文鳳
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院;云浮（佛山）氫能標準化創新研發中心
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L23/06;C08L25/06;C08L33/26;C08L91/06;C08K13/02;C08K13/04;C08K3/32;C08K3/04;C08K5/521;C09K5/06;F16L53/30;F16L59/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 王國標

本發明提供了一種防冰堵包覆外層材料、套管及其制作工藝。所述防冰堵包覆外層材料包括：聚氯乙烯、烴類混合物、膠凝材料、高分子聚合物、碳素材料、磷酸烷基酯類材料、氮化磷化合物、有機硅材料。該材料能夠在無運動部件、無外部能量驅動下，能夠被動式加熱與保溫，解決了防冰堵過程的巨大能耗問題。

技術領域

本發明屬于相變蓄能材料技術領域，具體的是涉及一種防冰堵包覆外層材料，使用該防冰堵包覆外層材料制成的套管，以及制作工藝。

背景技術

管道運輸是國內外石油、天然氣、成品油等介質運輸的主要方式之一，至 2020年年底，我國油氣長輸管道里程數將達到16.9萬公里；至2025年，長輸管道總里程預計將超過24萬公里。天然氣是粘度比較低的氣態流體，從氣礦采出后，先經過脫水、脫硫、除塵等凈化流程，然后通過管道高壓運輸，再采用逐級降壓的方式將壓力降到安全范圍內，最后送達下游用戶。高壓天然氣在沿線分輸站場的減壓過程近似為一個絕熱膨脹的過程，在通過輸氣站調壓設備減壓時，因“焦耳-湯姆森效應”導致溫度急劇降低，天然氣中含有的水蒸氣及因高壓形成的水化物在低溫下容易冷凝結冰，導致“冰堵”現象，這不但降低了天然氣的輸送效率，同時在天然氣輸氣站場這產生了巨大的安全隱患，威脅著正常的安全生產。

目前在輸氣站場中通常采用加裝電伴熱或加裝水套爐裝置來提高天然氣或工藝設備的溫度，防止冰堵問題。無論是電伴熱還是水套爐方式，都能起到很好的效果，但是共同存在一個不可避免的問題，就是能耗巨大。在嚴寒地區，輸氣站場為了避免發生冰堵現象，需要長時間不間斷得供電進行熱輔助，不利用環保節能，而且運行維護費用也相當高，經濟上不合理。熱棒是一種無需外力驅動，利用液、汽兩相轉換對流循環來實現熱量自動傳遞的裝置，從能源角度上看確實能大幅度節省能量資源，但是其安裝復雜，且安裝過程需要對管道進行鉆孔，有泄露的風險存在；采用保溫材料對管道進行溫度隔絕，效果較好，但是無加熱輔助功能，無法解決常年嚴寒地區輸氣站場冰堵問題的發生。

發明內容

為了解決上述缺陷，本發明的目的是提供一種防冰堵包覆外層材料，該材料能夠在無運動部件、無外部能量驅動下，能夠被動式加熱與保溫，解決了防冰堵過程的巨大能耗問題。

為實現上述目的的技術方案如下：

一種防冰堵包覆外層材料，其組分包括：聚氯乙烯、烴類混合物、膠凝材料、高分子聚合物、碳素材料、磷酸烷基酯類材料、共價化合物、有機硅材料。

所述組分進一步優化為聚氯乙烯15％-38％、烴類混合物8％-30％、膠凝材料10％-13％、高分子聚合物17％-30％、碳素材料5％-10％、磷酸烷基酯類材料 0.5％-3％、氮化磷化合物2％-4％、有機硅材料6％-14％。

其中烴類混合物：微晶石蠟、液體石蠟、聚乙烯蠟、氯化石蠟、相變蠟烴類混合物單獨聚合或共聚合而得到。

膠凝材料：鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、水玻璃、硫酸鈣、半水石膏凝材膠料單獨聚合或共聚合而得到。

高分子聚合物組合物：聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酰胺高分子聚合物組合物單獨聚合或共聚合而得到。

碳素材料：石墨、膨化石墨、碳納米管、碳纖維碳素材料單獨聚合或共聚合而得到。

磷酸烷基酯類材料是由二氫磷酸十三烷基脂、磷酸單十二烷基酯、十八烷基酯單獨聚合或共聚合而得到。

氮化磷化合物為五氮化三磷。

有機硅材料是由二氯硅烷、有機硅氧烷、二甲基硅、苯基乙烯基硅單獨聚合或共聚合而得到。

本發明還公開了利用注塑成型工藝或澆注工藝，根據不同的模具，將上述包覆外層材料制作成套管的方法。該套管包括在包覆外層材料外壁上涂覆黑度系數較高的各向異性材料，在內壁上涂覆導熱硅膠或涂層。