输油管道加固用复合材料
石油管道材料
石油管道材料石油管道是石油运输的重要方式，而石油管道材料的选择直接关系到石油运输的安全和效率。
在选择石油管道材料时，需要考虑多种因素，包括管道的工作环境、运输介质的性质、管道的设计压力和温度等。
下面将就石油管道常用的材料进行介绍。
1. 碳钢。
碳钢是石油管道最常用的材料之一，其优点是价格低廉、强度高、易加工和焊接。
碳钢管道适用于一般的输油、输气和水等介质的输送，但在腐蚀性介质中的抗腐蚀性能较差，需要进行防腐处理。
2. 不锈钢。
不锈钢具有优良的耐腐蚀性能，适用于输送腐蚀性介质的石油管道。
不锈钢管道可以有效地防止介质对管道的腐蚀，延长了管道的使用寿命，但不锈钢材料价格较高，加工和焊接难度也较大。
3. 合金钢。
合金钢是一种具有特殊性能的石油管道材料，其耐高温、耐腐蚀、耐压性能优秀，适用于高温高压石油管道系统。
合金钢管道可以满足在高温高压下的工作要求，但其价格昂贵，需要专业的加工和焊接工艺。
4. 聚乙烯。
聚乙烯是一种常用的塑料管道材料，具有良好的耐腐蚀性能和抗冲击性能，适用于输送一些特殊介质的石油管道。
聚乙烯管道价格低廉，施工方便，但其耐压能力较差，适用于低压输送系统。
5. 玻璃钢。
玻璃钢是一种新型的复合材料，具有优良的耐腐蚀性能和机械性能，适用于海底、地下和特殊环境下的石油管道。
玻璃钢管道重量轻，施工方便，但其价格较高，需要专业的加工和安装技术。
综上所述，选择石油管道材料时需要综合考虑介质性质、工作环境、设计压力和温度等因素，合理选择适合的管道材料可以确保石油管道系统的安全稳定运行，降低维护成本，提高运输效率。
在实际应用中，需要根据具体情况进行选择，并加强管道的监测和维护工作，确保管道系统的安全运行。
复合材料管道
复合材料管道
复合材料管道是指由两种或两种以上的材料组成的管道，通常由增强材料和基
体材料构成。
复合材料管道具有重量轻、强度高、耐腐蚀、耐磨损等优点，因此在航空航天、船舶、汽车、建筑等领域得到广泛应用。
首先，复合材料管道的材料选择至关重要。
增强材料通常选用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，而基体材料则通常选用树脂、金属、陶瓷等。
不同的材料组合可以使复合材料管道具有不同的性能，因此在设计时需要根据具体的使用环境和要求进行选择。
其次，复合材料管道的制造工艺对其性能也有着重要影响。
常见的制造工艺包
括手工层叠成型、自动化层叠成型、注塑成型等。
不同的工艺会影响复合材料管道的成型精度、纤维排布、树脂浸渍等，进而影响其力学性能、耐腐蚀性能等方面。
此外，复合材料管道的设计和优化也是关键的一环。
在设计过程中，需要考虑
到管道的受力情况、温度变化、介质腐蚀等因素，合理设计管道的结构和壁厚，以确保其在使用过程中能够承受各种外部环境的影响。
最后，复合材料管道的使用和维护同样需要引起重视。
在使用过程中，需要注
意管道的安装、连接、支撑等细节，以确保其能够正常工作。
同时，定期的检测和维护也是至关重要的，可以及时发现管道的损伤和老化情况，采取相应的措施进行修复和加固，以延长其使用寿命。
综上所述，复合材料管道作为一种轻量化、高强度、耐腐蚀的管道材料，在各
个领域都有着广泛的应用前景。
在设计、制造、使用和维护过程中，需要综合考虑材料、工艺、设计等多个方面的因素，以确保复合材料管道能够发挥出最佳的性能，为各个行业提供可靠的管道解决方案。
柔性复合管在油田集输中的应用解析
柔性复合管在油田集输中的应用解析摘要：社会经济的快速发展加大了油气资源的消耗，强化了对油气管道的腐蚀。
柔性复合管是一种耐腐蚀、抗酸性良好、寿命长的管道，将其应用到油气集输系统中能够强化对各类油气资源的管理，提升油气资源管理效率。
关键词：柔性复合管；油田集输；应用能源是人类一切活动开展的重要物质基础，而石油资源是影响我国社会能否长远、可持续发展的重要资源。
在石油资源日益紧缺的背景下这样提升其利用率成为相关人员需要思考和解决的问题。
管道运输是一种安全、有效、环境污染小的运输方式，从实际运输情况来看，油气管道一般会承受较大的拉伸和腐蚀，破损现象严重。
为了能够减少油气管道的破损，相关人员研发出一种柔性复合管。
为此，文章结合实际就柔性复合管在油田集输中的应用问题进行探究，旨在能够延长油气管道的使用寿命，更好的促进油田开发建设。
一、柔性复合管概述我国油气资源丰富多样，在使用的过程中主要是依靠管道来实现的，在油气资源传输的过程中深受地形和环境的限制，油气管道很容易被腐蚀，由此为社会经济发展带来了巨大经济损失。
柔性复合管是一种由高分子复合材料构成的管道，其中芯管是由纳米材料改造而成，各个纤维层之间应用了粘合剂。
和玻璃钢管结构相比，柔性复合管道具有耐腐蚀、抗污垢、光滑、污染小、操作方便的特点。
将柔性复合管应用到油气集输管道中能够避免外界因素对注水管线、集水管线的腐蚀，简化油气资源现场开发的难度，将油气资源开发对周围环境的污染降低到最低。
二、柔性复合管的效益第一，经济型宏观评价。
柔性复合管外壁直接应用了防腐蚀材质，在使用的过程中具有节能、抗腐蚀、费用低、隔热性能好的优势特点。
另外，在使用的过程中，柔性复合管还能够根据需要自行弯曲处理，在铺设操作的过程中有效节省了人力、物力和财力，缩短了整个工程建设的发展工期。
和玻璃钢管相比，柔性复合管的使用减少了钢管材料的焊接费用，具有良好的社会效益和经济效益。
第二，潜在综合效益评价。
复合管道的介绍
复合管道的介绍前言众说周知，金属管道的腐蚀已经是一个普遍问题，尤其是在石油行业，不管是陆地油田还是在海底油田，在生产系统中，主要的输油、注水、输气管线腐蚀结垢，表现的相当严重，在一些特殊的区块，一条新铺设的金属管线2-5年就因各种腐蚀而泄露，给油田企业造成很大的损失。
腐蚀的主要原因：海水或地下水中盐、碱以及微生物，油田采出介质中的高含水、高矿化度、含砂以及气体中H2S和CO2都会对金属管线产生各种各样的腐蚀，面对这样情况，目前金属管道也进行防腐措施，如内2外喷涂非金属材料、阳极保护，两层PE或三层PE管，但是这些进行了防腐的金属管道，在现场施工拉运、吊装以及敷设过程中有时损伤较重，而且现场防腐补口质量又无法保证等。
常常会出现由于防腐层被破坏管线发生泄漏现象，严重的影响正常生产，从跟本上无法解决管道在使用寿命期限不被腐蚀。
解决的办法就是使用防腐性能更好的非金属管道代替金属管道，如目前使用量很大的输气、输水的PE、PVC管道，采暖用的PPR、PERT、PEX、CPVC、PB管道，但是由于受材料性能影响，这些管道的最大的使用压力不会超过2MPa，使用温度在70°C以下，PPR、PERT、CPVC、PB管道目前常用的规格以①20、①25为主，最大口径不超过①110,PEX管虽然使用温度能到90C，但存在加工工艺、交联和接头连接等问题，PE管道直径超过300mm的管道价格和金属管比较有没有太大的优势，温度不能超过60C，又不能暴漏在地面上，用量受到很大的影响，PVC管自身的材料特性、温度影响和接头的连接方式，其用量逐年在降低。
而油田使用的管道大部分的使用压力都在5MPa以上，温度最高在120C，以上的非金属管道显然不能满足要求。
如何解决金属管道的腐蚀和非金属管道的承压的问题，目前普遍的方法就是用高强度的金属丝、金带、带孔的金属板或纤维丝、纤维带和非金属材料复合，制成复合管道，经过增强复合后的非金属管道，承压能力都会大幅度提高，而防腐性能和非金属管道能保持一致，是目前解决油田行业或其他行业金属管道存在问题的最佳方案。
浅谈石油管道工程的防腐技术
浅谈石油管道工程的防腐技术石油管道是输送石油和天然气等液体或气体的重要工程，在建设和使用过程中，防腐技术是确保管道安全稳定运行的重要环节。
本文主要介绍石油管道工程的防腐技术。
1.喷涂法喷涂法是一种常见的管道防腐方式，通常将腐蚀保护涂料直接喷涂在管道表面，形成一层防护膜，从而达到防止管道腐蚀的效果。
喷涂法具有施工方便快捷、成本较低等优点，但存在防腐效果不稳定、耐腐蚀性能较差等缺点。
2.热浸镀法热浸镀法是将金属材料（如铝、锌等）熔化，将管道表面浸入熔融金属中，使金属沉积在管道表面形成一层保护层。
热浸镀法具有防腐效果好、使用寿命长等优点，但存在成本较高、操作技术复杂等缺点。
3.复合材料涂层法复合材料涂层法通常使用有机、无机等复合材料涂层，将其涂在管道表面形成一层具有耐腐蚀、耐磨损等特性的保护层，有效地防止管道腐蚀。
复合材料涂层法具有施工快捷、防腐效果优良、使用寿命长等优点，但成本较高。
在石油管道工程中，防腐技术的应用是必不可少的。
按照实际情况选择合适的防腐技术是保证管道安全、稳定运行的重要步骤。
在具体应用中，针对不同工作环境，具体的防腐技术也有所不同。
例如，对于海底油气管道，由于水下环境的复杂性，热浸镀法具有优良的防腐效果和稳定的性能，被广泛应用；对于高温高压的油气管道，则通常采用隔热层和高温涂层等防腐技术，进行保护。
同时，应该注意，防腐工作不是一次性的任务，管道开发和使用过程中都需要对管道进行定期维护和检查，并及时修补和更新防腐层。
这将有助于延长管道使用寿命，确保管道运行的安全可靠性。
三、总结石油管道是重要的能源运输通道，防腐技术在石油管道工程中具有重要意义。
针对实际情况选择合适的防腐技术，积极开展防腐工作，对保证管道的安全、可靠运行非常重要。
石油管道工程的防腐技术也随着技术的发展不断更新和完善，未来防腐技术的发展将更加智能化、绿色化和高效化。
frp复合材料
frp复合材料FRP（Fiber Reinforced Plastics）是由纤维增强树脂复合材料组成的一种材料。
它的主要组成部分包括纤维和树脂。
纤维通常是玻璃纤维、碳纤维或者有机纤维，而树脂常常是聚合物树脂。
FRP材料有着很多的优点。
首先，它具有较低的重量。
由于纤维的特殊结构，FRP材料的密度相对较低，因此它的重量也较轻。
这就使得FRP材料非常适合在需要减轻重量的应用中使用，例如飞机、汽车等。
而且，FRP材料的强度却非常高。
纤维的加入使得材料具备了较高的抗拉强度和抗压强度，能够承受较大的力。
此外，FRP材料还有很好的耐腐蚀性能。
纤维的特殊结构使得FRP材料具备了良好的耐腐蚀性能，不易受到大气、水、化学药品等腐蚀介质的侵蚀。
因此，FRP材料非常适用于一些湿润或者腐蚀性环境下的应用，如化工设备、输油管道等。
除此之外，FRP材料还有很好的绝缘性能和耐火性能。
纤维的特殊结构使得FRP材料具备良好的绝缘性能，可以在电气设备中使用。
并且，FRP材料的树脂部分具备较好的耐火性能，能够在火灾发生时起到一定的阻燃作用，保护人身安全。
然而，FRP材料也有一些缺点。
首先，它的成本较高。
相比传统材料，FRP材料的生产成本较高，这使得在一些低成本的应用中难以大规模使用。
其次，FRP材料的加工较为困难。
由于纤维的特殊结构，FRP材料的加工难度较大，加工工艺要求较高。
这对于生产和制造过程提出了较高的要求。
综上所述，FRP复合材料具备较低的重量、较高的强度、良好的耐腐蚀性能、良好的绝缘性能和耐火性能等优点，但是其成本较高，加工较为困难。
随着科技的发展和材料技术的进步，相信FRP复合材料在更多领域中得到广泛应用的可能性将会增大。
油库管路常用管材及
油库管路常用管材及附件管材分类油库管路常使用的管材种类非常多，根据不同的需要和使用场景，一些经常使用的管材包括：碳钢管碳钢管是一种常用的管道材料，由于材质坚韧、强度高，尺寸和重量较稳定，常使用在输送流体或者气体的管路中。
在油库管道中，碳钢管的载荷和寿命都非常可靠。
不锈钢管不锈钢管是一种高性能的钢质材料，具有很强的耐腐蚀性和易加工性，广泛应用于各种石油化工领域包括储罐、管道、热交换器等等。
在油库管道中，不锈钢管尤其适合高温、腐蚀等恶劣环境。
玻璃钢管玻璃钢管的材质主要是用树脂和玻璃布的复合材料，具有良好的耐腐蚀性和抗老化性能，广泛应用于煤矿、化工、环保、污水处理等领域。
在油库管道中，玻璃钢管的耐腐蚀性和抗老化性能相当可靠，因此也被广泛使用。
聚氯乙烯（PVC）管PVC管是一种常用的塑料管材，具有轻质、使用方便、耐腐蚀等特点，被广泛应用于农业灌溉、建筑排水、电缆和通讯等领域。
在油库管道中，由于其价格低廉，而且轻便，被广泛使用于低压输油Pipe。
钢塑复合管钢塑复合管是一种钢与塑料的复合材料管道，具有钢管的可靠性和塑料管的耐腐蚀性，通常用于燃气、给水、化工、渗透、水电等不同用途。
在油库管道中，钢塑复合管不仅耐腐蚀，还具有可挠性和不老化的特点，在某些部位被广泛应用。
总之，在油库管路中，常用的管材各具所长，需要根据实际需要进行选择。
管附件在油库管路安装和维护过程中，管附件往往是必不可少的一部分。
下面我们列举一些常见的管附件。
法兰和法兰盘法兰通常用于连接管道，它是一个铸造或者锻造的环形零件，可以固定在管道两端并连接起来。
法兰盘通常用于安装在管道上以保护法兰连接处，使其更加严密。
管接头管接头通常用于连接两个不同尺寸或种类的管道。
它可以是同心圆形，缩径，异心或者Y形管接头。
管接头通常由铸铁、碳钢或不锈钢制成。
弯头和三通弯头和三通是用于改变管道流动方向的管附件。
弯头通常由弯曲的管段制成，而三通则由两个进口和一个出口组成。
HCC纤维增强复合防腐内衬材料在石油管网中的应用
HCC纤维增强复合防腐内衬材料在石油管网中的应用
呼海波;吴栋;刘成;黄彬;李丹
【期刊名称】《石油石化物资采购》
【年(卷),期】2022()4
【摘要】随着我国经济的发展,油田作为我国重要的能源,受到国家的高度重视。
油田行业的迅速发展,致使输油管路增多,在输油过程中,经常会出现管道的腐蚀,管道的堵塞,管道的漏油等现象,给石油管道的运输带来很多安全隐患,而且一旦出现上述情况,一是会给我们赖以生存的环境造成污染;二是石油中所含有的有毒化合物会进入食物链,对动植物造成极大的伤害;三是管道的维修给企业造成很大的维修困难和带来经济压力。
可见输油管道的正常运行是非常重要的。
HCC纤维增强复合防腐内衬材料(以下简称HCC)作为我公司发明专利产品,添加特种防腐颜填料以及纤维增强材料,相比于普通防腐涂料具有更加优异防腐性能及机械性能,经过多年来在油田管网的实践应用,在石油管线内防护与增强方面均取得了显著效果。
【总页数】3页(P4-6)
【关键词】HCC;管道工程;内防腐;涂料
【作者】呼海波;吴栋;刘成;黄彬;李丹
【作者单位】西安天元合成材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE9
【相关文献】
1.HCC纤维增强复合防腐内衬技术在长庆油田集输管道中的应用
2.HCC纤维增强复合内衬防腐层施工质量影响因素分析
3.纤维增强复合防腐内衬技术应用研究
4.HCC纤维增强复合防腐内衬技术
5.HCC纤维增强复合防腐内衬在南堡油田管道腐蚀治理中的应用
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输油管道用加固材料
我国众多在役油气输送管道在服役过程中由于腐蚀、机械损伤和外部荷载等原因产生很多缺陷,这些缺陷降低了管道的强度。
在管壁减薄部位(如腐蚀处)会产生应力集中现象,当此处的应力大于材料的抗拉强度极限时,该部位将发生破裂失效和泄漏。
用复合材料修复管道极大的降低了管道更换费用,并且节约了时间,是当前行业内比较认可的一种修复方法。
选用何种复合材料进行修补会更加经济，能更好地达到修复效果是本文研究的主要问题。
目前，复合材料管体缺陷修复技术主要有三种修复方法，一种是预成型法，一种是湿缠绕法，还有一种正在研究中的预浸料法。
1.采用预浸料工艺时对材料的选用
从制备和使用角度，预浸料最大的特点是树脂/纤维的复合与修补的进行是各自独立进行的。
在一定温度或溶剂的作用下，先将含有固化剂的树脂浸渍纤维形成预浸料布，而后储存备用，待进行管道修补时将预浸料布缠绕在缺陷处，通过工装设备进行固化。
预浸料的首要的技术研究重点是树脂体系的开发，根据预浸料制备和使用特点，要求预浸料用树脂体系必需具备以下性能和
工艺特点，而这些因素在手糊用树脂体系中无需考虑。
1）为了保证预浸料能够长期保存、随时使用，树脂的固化反应活性需适中，在室温下固化反应活性低，在一定的时间内不发生明显的变化，而在一定的温度下能够较快固化，降低对加热设备的要求，并保证修补施工的效率，这一点主要由固化剂的性质决定。
2）特殊的工艺性要求：为了预浸料布储存收卷和使用的方便，要求树脂的粘性适中，若粘性太高则收卷时预浸料布会紧密的粘结在一起，而难以展开，若粘性太低则预浸料铺贴时不易与管道表面贴合，影响复合材料的增强效果，这一点主要由树脂本身的性质决定。
3）制备的要求。
为了实现树脂对纤维的良好浸渍，可以采用将树脂加热和添加溶剂的方法降低树脂粘度，对于加热的方法要求树脂的粘度足够低且在加热温度下长时间不与固化剂发生反应，对于添加溶剂的方法要求溶剂对树脂和固化剂有很高的溶解性，鉴于溶剂的使用量较大，必需选择低毒或无毒且通用的溶剂，提高预浸料制备的安全性并降低制备成本。
通过上述分析可知，树脂、固化剂以及溶剂的选择是配方设计的重点，为此应首先提出对三者的选配方案。
1.1 树脂
对于承力用复合材料而言，常用的树脂包括环氧树脂、不饱和聚酯以及乙烯基树脂等，其中环氧树脂是指含有两个或两个以
上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子低聚物，它与高性能增强纤维，尤其是碳纤维复合后容易实现复合材料的高性能化，而且环氧树脂与金属，如钢材、铝合金等，有很好的粘结性，且固化收缩率很低（小于2%），故可以高效地将钢材上承担的载荷传递到增强纤维上，同时也有利于将管道与环境中的腐蚀性介质隔离。
在价格上环氧树脂略高于不饱和聚酯和乙烯基脂，但是因为在整个复合材料成本构成当中树脂仅占很小一部分，因此确定使用环氧树脂。
环氧树脂有很多类型，不同的树脂具备不同的工艺特性和性能特点。
环氧E42 树脂属于双酚A 型环氧树脂，综合性能优异，是手糊工艺中的主要树脂类型，但常温下树脂为液态，若单独使用制备预浸料，则粘性过高，影响预浸料布的收卷，此外固化后其脆性较大。
第二代修补用树脂体系的一个显著特点是在兼顾模量和强度的同时，还要求固化物具备一定的韧性，这不但有利于提高复合材料的承载能力，而且对提高使用过程中的防损伤能力和低温性能有很大促进作用。
前期选用了液态环氧E42 树脂与固态环氧F46 树脂为主的双组分树脂体系，以赋予预浸料更好的粘性和性能。
由于环氧F46 成本较高，且与环氧F46 混合需要专用的加热搅拌设备，因此成本偏高。
为此考虑了液态环氧E42 树脂与高粘度液体环氧E44 树脂复配的方案，一方面两种树脂混合固化后，由于分子结构的不同，可以形成不同于单
独树脂固化所形成的交联网络，这种结构能赋予复合材料好的韧性；另一方面，环氧E44 粘度明显高于E42 树脂，两者混合可以调节树脂的粘度，使预浸料在不同的使用工况下均有很好的粘性，便于铺贴预浸料；此外环氧E44 的分子链较大，相同情况下与固化剂反应速率低，这样可以调节树脂体系在室温的固化速度，起到延长预浸料储存期的目的，由此为了兼顾成本、工艺性和性能的要求采用E42 与E44 复配的方案。
环氧树脂E44 含量大时，预浸料的粘性高，考虑到成本和性能，环氧E42 与E44 的比例确定在3:2。
1.2 固化剂
考虑到储存性和施工的要求，必需选择潜伏型固化剂，此种固化剂在室温下与树脂不反应或反应很慢，但在加热的条件下可迅速使树脂固化。
通过对目前环氧树脂常用的潜伏型固化剂进行细致调研，将双氰胺和硼化物两种潜伏型固化剂列入选择范围。
双氰胺具有良好的室温储存性，在100～130℃范围内可与环氧树脂迅速反应，但溶解性稍差，硼化物具有更为稳定的室温储存性，溶解性好，在150～180℃范围内可与环氧树脂迅速反应，其固化温度偏高，对施工加热设备有更高的要求。
为了调节潜伏型固化剂的固化特性，可以添加少量的促进剂，本文主要选择咪唑为双氰胺的促进剂。
随着双氰胺和咪唑用量
的增大，可以提高固化反应活性，但会降低潜伏性。
1.3 溶剂
由于热熔法预浸料对设备和树脂固化特性的要求较高，因此预浸料的制备主要选择溶剂法。
溶剂选择的依据主要是溶解性、毒性以及挥发性。
根据前面选择的树脂和固化剂类型，以常用的丙酮和乙醇为主。
这两种溶剂均属于无毒的类型，其中丙酮的溶解性较好并且有很高的挥发性，对提高预浸料的生产效率和复合材料固化质量的控制十分有利，乙醇极性高于丙酮，因此溶解性更为优异，具备较好的挥发性，但成本与丙酮相比略高。
根据对树脂和固化剂溶解的效果，可以将两种溶剂配合使用。
1.4 纤维布：采用日本东丽原产T700 单向布，纤维面密度为200g/m2和300g/m2两种。
2.湿缠绕法对材料的选用
2.1 采用UT70-30碳纤维布，粘结胶采用CZ-510碳纤维胶时的补强效果
在试验中的碳纤维布与环氧树脂粘贴胶必须有供应商配套提供，采用UT70-30碳纤维布，粘结胶采用CZ-510碳纤维胶，碳纤维布与粘结胶的主要技术参数见表1，表2。
得到以下结论：
(1)在同一内压的情况下，采用CFRP 补强技术后，管道缺陷处的环向应力有了明显的降低，可见，CFRP 加固效果明显。
(2)加固两层CFRP 比加固一层CFRP 效果明显。
表1. 碳纤维布的主要技术参数
表2. 粘结胶的主要技术参数。