穿插法修复旧管道用聚乙烯的改性研究

发布时间：2020-09-02 19:25

　　穿插法修复金属旧管道通常使用管材级高密度聚乙烯(HDPE)作为塑料内衬管。其缺点是形状回复能力不够理想、耐80℃原油的腐蚀性能较差，因而影响其在输油管线上的应用。本文通过丁腈橡胶(NBR-40)、天然橡胶(NR)、三元乙丙橡胶(EPDM)等弹性体与HDPE共混，提高了HDPE的形状回复能力。研究了两种HDPE、HDPE／不同弹性体、XLPE及HDPE／动态硫化弹性体的形状回复能力；探讨了HDPE及共混体系形状回复的机理；研究了长时间、常温和高温条件下，不同材料的耐原油腐蚀性能及机理；还研究了弹性体的含量对共混体系力学性能和流动性能的影响规律。根据材料的形状回复能力、耐原油腐蚀能力和力学性能，筛选出了穿插用的衬管材料；确定了适合于穿插法修复旧管道的工艺，并初步应用于穿插法修复旧管道的实验中。结果表明：(1)HDPE／弹性体、XLPE、HDPE／动态硫化弹性体能够显著改善HDPE的形状回复能力；在HDPE／EPDM、HDPE／NR和HDPE／NBR三种共混体系中，HDPE／NR的形状回复能力最好，HDPE／弹性体共混体系的力学性能和流动性能随弹性体含量增加而降低；(2)LDPE耐80℃原油腐蚀性能很差，HDPE耐80℃原油腐蚀性能良好；共混体系中HDPE-2480／NBR(15％)耐80℃原油腐蚀性能良好；(3)作为穿插法修复旧管道的衬管材料，共混体系中弹性体含量以15％为宜。HDPE-2480／NBR(15％)体系适合于修复输油管；HDPE-2480／NR(15％)和HDPE-2480／EPDM(15％)适合于修复输水、输气管道；(4)在四种修复工艺中，冷缩径-冷回复的修复效果最佳。
【学位单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2004
【中图分类】：TB324
【部分图文】：

示意图,穿插法,示意图,旧管道

文第一章文献综述图1一5穿插法修复管道的工程操作示意图1.1.2.2穿插法修复旧管道技术的优缺点穿插法修复旧管道除具有不开挖修复技术的优点外，还兼具以下特点‘28]:(l)管道整体性能好，质量可靠。穿插衬管(主要是HDPE管)后的管道，充分发挥并结合了塑料与金属材料各自的特点。HDPE是一种热塑性材料，提供了复合管道的耐介质腐蚀性，这种材质不会生锈、不会腐蚀、无蚀迹、不会腐化，且具有良好的抗化学作用和通流特性，同时也具有突出的耐磨损性，使用寿命长达50年，为延长管线的使用寿命提供了可靠的保障。(2)修复成本低，管道有效寿命长。用该技术进行旧管道修复，可以大幅度降低综合成本，提高管线的使用寿命5倍一10倍，正常情况下，管线寿命还可延长50年。(3)修复速度快

形状记忆,护套管,热缩,聚乙烯

图1一14形状记忆聚乙烯系列热收缩管制作的三芯电缆终端2一应力控制热收缩管3一地下绝缘热收缩管4一半导电热收缩管不能满足对形状回复温度的不同要求，且形状回复精度低。(3)力学强度和化学耐久性、耐油性、耐热性、耐药品性等性能要求不够理想。(4)只能在加热时从某种形状恢复原始形状，在冷却时却不能恢复到加热前的状态，即其记忆功能是单向的，没有双向记忆和全方位记忆等性能。(5)形状记忆树脂的加工性要比原树脂差。因此，欲得到理想的形状记忆高分子材料，还应该提高形状记忆性能和综合性能，开发更多的品种。在完善热致型形状记忆高分子材料的过程中，同时研究实用的光致感应型和化学感应型等，以满足不同的应用需求。通过对形状记忆材料结构的介绍可知:要使高分子材料具有形状记忆性必

曲线,耐油,恒温加热

由于本课题耐腐蚀实验主要针对的是材料耐原油的能力，所以腐蚀介质为长庆油田原油样。耐原油腐蚀实验分常温条件(20一30oC)和加热条件(80oC)两组。实验装置如图2一2所示。图2一2耐油实验恒温加热装置示意图试样制备:(1)聚乙烯类材料(包括LDPE、HDPE2480、HDPE5000S)，从管材上取样，长度约为30~。(2)聚乙烯、聚氯乙烯改性材料(包括HDPE/EPDM、HDPE胭R、HDPE/NBR、UPVC加BR体系)和交联聚乙烯PEX，耐油试样采用GB1040一92中的111型标准拉伸试样。(3)工程塑料:POM、PA、PC、PSU、PMMA、ABS、PTEF、PU。将每一种材料制成两个试样后，分别称重，然后将试样分别放进常温、高温实验容器中，各试样间用隔离网隔离。每过一段时间称试样的重量，计算试样质量的变化率，绘制质量变化曲线;观察试样表观变化。根据W.H.Adaxne制定的重量变化评定法，以及材料表观的变化评定材料的耐原油性。2.3.5穿插实验将长lm、小SOmm的HDPE管一端轴向对称切开2个长30cm的V型缺口

【引证文献】