PVC/FRP复合管层间粘接剂的研究

一、前 言 聚氯乙烯/玻璃钢(PVC/FRP)复合管具有耐化学腐蚀、耐内压、耐热、耐冲击性能好等一系列优点,因而成为石油化工等工业中广泛应用的一种管道。本文讨论的复合管是用浸了聚酯树脂的玻璃纤维在硬聚氯乙烯内衬上缠绕而成的成型是在加热条件下迅速连续完成的。因此内衬层(PVC)和结构层(FRP)的层间粘接剂的研究便成为保证复合管道具有优良性能的关键。     

CFRP/Al复合管的制备及吸能特性研究

纤维/金属超混杂复合管作为吸能结构材料具有良好的应用前景和优势,基于旋压成形工艺制备2/1结构碳纤维复合材料/铝合金(CFRP/Al)复合管,采用无损检测和层间剪切强度试验来表征CFRP/Al复合管的层间结合性能,并且通过准静态压溃试验研究CFRP/Al复合管的吸能特性。研究结果表明,所制备的CFRP/Al复合管层间分层缺陷少,层间结合性能沿管轴向和径向方向分布稳定,平均层间剪切强度可达31.04MPa。准静态轴向压溃下CFRP/Al复合管内铝合金层变形模式为钻石式模式,外铝合金层变形模式为手风琴式模式,中间CFRP层在内外铝合金层和层间界面结合作用下发生渐进式失效,破碎程度充分;CFRP/Al复合管吸收能量比对应单一铝合金管和CFRP管之和提高了35%,具有优异的吸能性能。     

一种便携式内外环空压力检测装置研究与应用

钻井过程中，测量井下钻具的内外钻井液压力对于现场技术人员能实时了解井下工况和预防井下事故发挥了至关重要的作用，但是由于井下实际工况较为复杂，钻具除了承受内外钻井液压力，还会受到钻压、扭矩、温度、振动等因素的影响，是否能够修正误差进而准确地测量井下各种工程参数数值，成为衡量仪器测量精度优劣的决定因素。通过大量的现场试验和众多学者的研究表明，内外钻井液压力对测得的钻压、扭矩存在较大的影响。以读取钻压为例，当测量短节受到扭矩或内外钻井液压力影响时，所读取到的钻压数据会呈现出非线性变换规律，该变化并不是由钻机传递到钻头的真实钻压值。目前，钻压扭矩两者之间的相互影响能够通过合理的贴片方案和地面复合试验机的标定试验进行较为有效的误差修正，但是对于内外钻井液压力对实测钻压扭矩的影响(尤其是当存在内外压差时),目前缺乏有效的修正措施和试验设备。     

保温塑料复合管现状及技术要求

介绍了保温塑料复合管的应用领域及解决的社会问题。综述了保温塑料复合管应用领域的性能优势、结构与分类、标准与规范等现状。从外护管、保温层、工作管和整管4个方面,分别介绍了相应的技术要求。结合技术要求分析了轴向剪切强度、耐环境应力开裂、柔韧性和保温层性能等核心评价方法。     

双金属复合管的弹塑性分析及有限元模拟

根据双金属复合管的一次胀压成形原理,对假设内管为线性强化材料模型、外管为理想弹性材料模型的复合管进行了弹塑性分析计算,得出胀合压力与内外管之间残余接触压力的计算式,并利用Ansys进行有限元模拟分析.结果表明,该模型的理论预测与仿真结果基本一致,且得到复合管仿真成形曲线与胀合成形原理基本统一.     

细菌纳米纤维素/聚乙烯醇小径人工血管的制备及其表征

细菌纳米纤维素(bacterial nano-cellulose, BNC)有着良好的生物相容性和力学性能,已被广泛研究用于人工血管等生物医学领域。当纯的BNC凝胶管用于小口径人工血管时,缝合强度等力学性能以及长期抗凝血性等方面不足。为改善以上性能,本研究首次采用压力注射聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)与相分离技术相结合的方法制备BNC/PVA复合管,同时对复合管进行了理化性能与生物相容性表征。结果表明BNC/PVA复合管的轴向拉伸性能、缝合强度、抗渗漏性、爆破压指标均大于BNC管。复合管减少了血小板的粘附,延长了血浆复钙时间,抗凝性优于BNC管?BNC/PVA复合管对于HUVECs生长增殖无毒害作用。以15%PVA初始浓度复合的BNC/PVA15%管具有良好的力学性能、血液相容性和细胞相容性,表明该复合管在小口径人口血管领域具有良好的应用前景。     

铝/改性PE复合管的研究

研究了在铝塑复合管的PE层配方中加入不同种类CaCO3和分散剂对PE层力学性能的影响，并对改性后的铝塑复合管的爆破强度、耐静压时间、环拉力等进行了测试。结果表明，加入适当分散剂处理的纳米CaCO3改性的PE层的性能明显提高，并且制得的管材各项性能指标均满足标准要求。     

表面处理工艺在海洋石油完井工具中应用与实践

主要针对海洋石油油气田工况,开展对合金钢、不锈钢等为主体材料的井下工具的表面处理工艺应用研究,包括物理气相沉积、电镀钨合金、QPQ盐浴复合处理等技术,以提高井下工具的耐磨、自润滑、耐腐蚀和耐冲蚀性能。结果表明,物理气相沉积技术在提高工具耐磨和耐冲蚀性能具有明显优势;电镀钨合金技术在提高工件的耐腐蚀性能上占明显优势,而QPQ盐浴复合处理技术不仅在耐磨和耐冲蚀性具有优势,同时,还适合解决不锈钢螺纹黏扣、金属密封等问题。     

细菌纤维素/聚氨酯复合管的制备及其用于人工输尿管的潜力

当输尿管受到损伤时，目前尚未有理想的人工输尿管进行尿路替代，因此亟需开展新型人工输尿管材料研究。本研究以两种细菌纳米纤维素（bacterial nano-cellulose, BNC）管为基底，浸渍复合不同浓度聚氨酯（PU）制备BNC/PU复合管，对复合管结构、理化性能和细胞相容性表征，探究其作为人工输尿管的潜力。结果表明BNC/PU-25%复合管的轴向和径向拉伸性能、缝合强度、爆破压等指标均优于BNC管，且不受人工尿液环境影响，并对小鼠成纤维细胞L929和人源平滑肌细胞的生长增殖无毒害作用。综合评估后认为两种BNC/PU-25%复合管在人工输尿管领域均具有进一步应用的潜力。     

材料力学性能对复合管胀接性能的影响分析

应用弹塑性力学分析了材料力学性能对复合管胀接性能的影响。根据典型点应力-应变曲线分析了胀接原理及过程,给出了实现胀接复合的必要条件,为内外管材料匹配提供理论依据。研究结果表明:弹性模量和流动应力是影响胀接性能的主要因素,实现胀接必须满足通用条件:内外管弹性模量之比大于内外管流动应力之比,且给出了简化条件。     

矩形FRP-钢复合管混凝土短柱的轴压试验研究

本文通过9根矩形FRP-钢复合管混凝土短柱的轴压试验,研究截面倒圆角、FRP类型、FRP层数对其轴压性能的影响。研究结果表明,对于矩形FRP-钢复合管混凝土短柱,倒圆角可改善其截面角部的应力集中效应,改善FRP在截面角部的受力,提升FRP的增强效果;FRP约束能够延缓和抑制钢管的局部屈曲,相对于钢管混凝土对比柱,FRP-钢复合管混凝土柱的承载力和延性均有显著提高;对比不同FRP类型,CFRP对承载力及屈服后刚度的提高优于BFRP。     

聚丙烯聚乙烯复合管

SD794500聚丙烯聚乙烯复合管,是将聚丙烯与聚乙烯树脂脂粒料经共挤出成型制得外壁为聚乙烯,内壁为聚丙烯的园形管材。用途;复合管质轻,耐气候老化性能好,并具有优良的化学稳定性,价廉。可广泛用于化工厂中作为水、油、各种液体,化学介质以及气体的     

碳纤维缠绕复合铝圆管轴向压溃力学性能研究

车载储氢气瓶的主要组成部分包括铝合金和缠绕碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plasti,简称"CFRP")。本文采用准静态轴压的实验方法研究了碳纤维缠绕复合管的破坏模式和纤维角度对复合管耐压性的影响,并将复合管和单独铝管的性能进行了对比。研究发现:所制备样件的外层纤维壁破坏表现为纤维的渐进式脆性断裂模式,内层铝壁破坏主要表现为金刚石模式;纤维缠绕角度在30°到60°范围内,复合管的峰值力随着碳纤维缠绕角度的增大而减小,碳纤维缠绕角度为45°的复合管具有最高的总吸能、比吸能率和压缩力效率;复合管的吸能主要来源于铝合金、碳纤维本身的变形以及碳纤维和铝合金的相互作用。研究表明,缠绕纤维和铝合金之间的相互作用能显著改善单独铝管的耐压性能。     

孔网钢带塑料复合管性能及应用

作为一项解决石油化工行业防腐管道的革命性技术成果 ,孔网钢带塑料复合管是传统不锈钢管、铜管、衬塑管较理想的替代产品 ,它是以孔网钢带骨架为增强体 ,内外双层塑料复合 ,一次挤塑成型的二十一世纪新型绿色管道 ,性能优越。与传统化工管道的性能进行比较 ,介绍了该复合管在石油化工行业的应用范围     

重防腐HLX-05涂料性能研究

针对井下油管的腐蚀环境,研制了HLX-05重防腐涂料。对其进行性能评价表明:HLX-05重防腐涂料具有优异的耐盐雾腐蚀、耐酸腐蚀和耐油田污水腐蚀等耐腐蚀性能,并具有良好的综合性能,可以满足不同腐蚀环境条件下防腐的涂覆需要。在高温高压下,仍具有较好的耐H2S/CO2腐蚀和耐碱腐蚀的性能。     

钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳数值模拟

关于钢丝缠绕增强塑料复合管(PSP)外压失稳的试验和理论分别在"钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳试验研究"和"钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳理论分析"中进行了详细的研究。由于失稳分析属于非线性、大变形问题,而对含初始几何缺陷 PSP 的稳定性进行理论计算更为复杂,本文基于大型有限元软件 ANSYS,采用特征值法和非线性法对 PSP 在外压载荷作用下的力学响应进行数值模拟,分别得到复合管的临界失稳压力和失稳模态;基准模型经特征值法分析得到临界失稳压力为0.97 MPa,经非线性法分析得到临界失稳压力为0.83 MPa;分析了边界支持和初始缺陷对复合管外压稳定性的影响,得到临界失稳压力和波纹数随长径比的变化关系。     

耐高温耐强腐蚀的钢氟塑料复合管

江苏武进市特种工程塑料厂新近推出钢氟塑料复合管。其性能为 :介质工作温度 - 10 0℃～ 2 5 0℃ ;介质工作压力 2 .5 MPa;常温下耐负压 70 k Pa。其耐腐蚀性能为 :钢聚四氟乙烯类复合管 ,除熔融金属锂、钾、钠、三氟化氯、高温下的三氟化氧、高流速的液氟外 ,几乎可以抵抗所有化学介质 ,包括浓硝酸和王水的腐蚀 ,可长期在 2 30℃～ 2 5 0℃温度下工作 ;钢聚偏氟乙烯类或其它偏氟类复合管对卤素、卤代烃、强氧化剂、沸酸、碱和多种有机溶剂等都有良好的耐蚀性 ,但不耐发烟硫酸、浓热硫酸、硝酸和 90℃以上的酮、酯、胺类以及高温磺化剂的…     

涤纶纤维增强聚乙烯复合管承压性能模拟

针对纤维增强塑料复合管实物承压性能测试工作量大、成本高以及影响因素不明确等问题,采用有限元模拟分析法研究了复合管生产工艺对承压性能的影响。依据公称直径150 mm、公称压力2.5 MPa涤纶纤维增强塑料复合管的结构及材料特征,采用Halpin-Tsai模型法建立了复合管的有限元模型,研究了纤维铺层数量、纤维缠绕角度以及内衬层壁厚等工艺参数对复合管承压性能的影响。结果表明,采用建立的复合管模型模拟计算的管材爆破压力为11.105 MPa,与实物管材水压爆破值10.75 MPa的相对误差仅为3.302%。增加纤维层的数量、纤维缠绕角度以及内衬层壁厚均可提高复合管的承压性能。综合考虑制造成本和生产效率,分析获得涤纶纤维增强聚乙烯复合管最佳生产工艺参数为纤维铺层数为4层、纤维缠绕角为56°、内衬层最小壁厚为9 mm。     

钢丝网骨架聚乙烯热熔胶复合管使用寿命测试研究

将钢丝网骨架聚乙烯热熔胶复合管作为研究对象，通过室温力学性能测试以及耐热性能测试的方式，确定外界因素对复合管使用寿命的影响。结果表明：当内压达到相应的负载量时，复合管出现强度失效情况；室温环境下复合管的极限弯矩为950 N·m,失效位移为250.0 mm,环刚度极值为45.0 kN,当超过此数值时，实验样本失效。安全温度为80～85℃,可承受的外部温度约为160℃。在上述工作条件下，复合管不会受到失效威胁。在日后复合管的应用过程中，可将此结果作为参考依据，延长复合管应用寿命。     

YG系列油管防腐蚀涂料的性能研究

针对井下油管的腐蚀环境和防腐蚀涂覆的需要,研制了YG系列油管防腐蚀涂料,包括YG-01烘烤固化型油管涂料和YG-03常温固化型油管涂料等。性能研究结果表明:YG系列油管防腐蚀涂料具有优异的耐盐雾、耐酸和耐油田污水等耐腐蚀性能;以及在高温高压下耐H2S/CO2腐蚀和耐碱等性能,并具有较好的综合性能,可以满足不同腐蚀环境下井下油管内防腐的涂覆需要。其中YG-01满足国内现有进口油管/钻杆内防腐涂覆作业线的工艺要求。