管道用防腐玻璃钢涂层的制备与应用研究

点击数：888发布：2016-11-09　来源: 聚脲防腐_聚脲喷涂_聚脲防水_江苏申正建设工程有限公司

管道用防腐玻璃钢涂层的制备与应用研究

  金属管材在使用过程中容易受到酸碱盐等侵蚀，为改善其耐腐蚀性能，目前常使用玻璃钢内衬对其进行防腐处理。内衬玻璃钢耐腐蚀性能优异，但其固化时间长，尤其在阴雨环境下固化时间最长可达一个月致使成型质量不稳定。针对这一问题，本课题设计并研制了一种新型防腐玻璃钢涂层复合材料，其增强材料选用玻璃纤维粉而不是传统的玻璃纤维布或短切玻璃纤维，在保证传统玻璃钢优异的物理化学性能的同时，赋予了玻璃钢良好的涂覆流动性，施工时可以使用挤涂法将料浆直接涂敷在管道内壁上，形成玻璃钢涂层，室温下18小时内即可固化成型且成型质量好。通过正交设计和实验，确定了玻璃钢涂层所用原材料和最佳配方以及玻璃纤维的分散工艺及其工艺参数，研究了玻璃钢涂层的物理化学组成与干燥时间、机械性能和化学性能之间的关系。参照国标GB／T1728．89、GB／T 1764．89、GB厂r 1768．89、GB／T1732．93、GBl731--79、GB／T1720-89、GB／T1735-89、GB／T1763．89，分别对涂层干燥时间、厚度、耐磨性、附着力、柔韧性、耐冲击性、耐温性、耐化学腐蚀性进行测试。测试结果表明，此玻璃钢涂层固化时间短，涂层机械性能化学性能优异。设计了玻璃钢涂层复合材料施工的风送挤涂工艺。以高压气体为动力，通过挤涂器的滚动，将玻璃钢料浆均匀的挤涂在管道内壁上。经现场应用结果表明，此种工艺施工时间短，机械化程度高，涂覆效果好。传统玻璃钢产品价格为26000--27000元／吨，而本课题所研究的玻璃钢涂层价格仅为14460元／吨。性价比高，市场应用前景广阔。

 1.玻璃钢国外称为“玻璃纤维增强塑料”(Fiberglass Reinforced Plastics)英文缩写为FRP，是指由玻璃纤维增强材料嵌入已固化的热固性树脂中或被其包裹形成复合结构的材料,玻璃钢相对密度为1．6～2．0，比最轻的金属还要轻，因而其比强度高，甚至高于某些高级合金钢。“玻璃钢”的名称就由此而来。用玻璃纤维去增强塑料叫做“热塑性玻璃钢”，用玻璃纤维去增强热固性树脂，叫做“热固性玻璃钢”，目前生产的玻璃钢主要是指热固性而言．以玻璃纤维为增强材料的玻璃钢管状制品称玻璃钢管。石油和天然气工业使用的玻璃钢管有玻璃钢管线管、玻璃钢油管、玻璃钢套管。这种管材含增强材料玻璃纤维70％以上，基体树脂一般为热固性的不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂和酚醛树脂，另外还可能有填料和硅砂。
2 .FRP管材概述
2．1国内外FRP管发展状况
玻璃钢工业诞生于20世纪50年代，距今已有40余年的历史。80年代末我国首次引进玻璃钢缠绕设备。目前国际上玻璃钢管道工业发展很快，每年世界石油工业应用高压玻璃钢管达数百万米。美国是世界上应用玻璃钢管历史最长、应用量最大的国家。我国在这方面起步较晚，但近几年呈迅速上升之势。

(1)我国玻璃钢管发展
我国正在大力推广玻璃钢管，从已有的工程中收到了可观的经济效益。1976年，我国首次铺设第一条玻璃钢管线，爆破压力达12Mpa以上，在最大6．5Mpa压力下的循环耐压试验2116次以上仍然良好。管道埋于地下，渗漏、抗压、坠落等性能指标均达到输油管标准要求。该管线在唐山大地震中经受了考验，目前仍在使用。1974年，胜利油田首次将玻璃管道用于钻井水管线，同时原油集输、污水、注水管线推广应用了玻璃钢管。1983年首次将玻璃钢管用于污水管线进行工业实验直到1989年，但都未获得成功。1990年4月，胜利油田建立了一座设计污水处理能力为2000m3／d的污水处理站，该站采用50"～500mm的玻璃钢管2440m及钢管配件178个，1991年lO月试压投产成功，到1998年连续正常工作7年。1995年，胜利油田开始试用高压玻璃钢管，总长12300m，分别用在5个采油厂的10口污水井、2口注聚合物井的地面管线、1口注水井的井下管和1口采热水井的井下管。试用三年后，注水井井口压力最高达11Mpa，总计注水36x104m3，没有进行深井作业，使用情况良好。热水井深1700m，井底温度93℃，井121水温54。C，运行正常。1996年，胜利油田在孤岛油田下入玻璃钢套管，玻璃钢套管上下均与钢套管连接。目的是利用玻璃钢管的低密度、无磁、不导电、声速低等特点，采用不同的测井方式，
监测开发中后期油层水淹状况、采油效率和剩余油饱和度。
1995年开始，四川石油管理局在川中磨溪等气田成功的应用了7000m玻璃钢油管，基本解决了含硫气井的生产管柱腐蚀，保证了气井的正常生产。川中含硫井的井下条件为：气井深度2700"--2800m、井底温度87℃、地层压力30---31Mpa、天然气中H2S的含量是25"--299／m3、C02含量0．3～0．899／m3、地层水中C1’含量(12"-18)x104mg／L、地层水中H2S含量500"--700mg／L、硫酸盐还原菌(SRB)含量103---106个／ML。川中气
田六口井使用的是规格23／8”x2000psi玻璃钢油管，额定压力13．78Mpa、渗透压力31．7Mpa。油管材料为脂肪胺固化环氧玻璃钢，含玻璃纤维75％。除此之外，我国在发展玻璃钢工业上，还积极从国外学习，引进国外先进的技术。美国Smith、Ameron、Star等公司的产品已进入中国油田市场，其中Smith、Etenc两家公司在中国的黑龙江和江苏建立了合资工厂生产玻璃钢高压管线管和油管。据不完全统计，“八五”及“八五”前后我国油气田应用玻璃钢管道为：低压输送管约276km、高压输送管约22km、油管3200m、套管1000m151。管材投资约12921万元，其中“八五”期间为11920万元，估计工程总投资约35760万元。

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