芳纶纤维增强PE-RT管耐高温性能的试验研究

柔性复合管具有超高强度、高模量、耐酸碱腐蚀、重量轻等优良性能,但其耐高温性能却较差,存在一定的安全隐患。为此,以内衬层为高温聚乙烯（PE-RT）、增强层为芳纶纤维的柔性复合管为试验样品,利用高温高压釜、差热扫描仪等设备开展了不同工况、不同温度条件下的试验研究,以及整管承压能力和1 000 h存活试验。结果表明：①在环境相容性试验中,高温对柔性复合管内衬层PE-RT的重量、维卡软化温度、力学性能及结构组成影响不大,但是对增强层芳纶纤维的拉伸性能、整管水压爆破影响较明显;②导致整管承压能力下降的原因是增强层在受内压的过程中,芳纶纤维发生形变和断裂;③随着温度上升,会导致分子热运动的解取向和结晶,非晶取向降低,结晶度、晶区取向因子逐渐升高,大分子链的解取向增加,拉伸强度下降。结论认为,该类型柔性复合管能顺利通过1 000 h存活试验,推荐在工况介质温度不大于95 ℃、内压不大于4 MPa下使用。     

柔性管内衬高密度聚乙烯的气体渗透行为研究

柔性管内衬材料的气体渗透行为对管材的气体输送效率及管材的使用寿命等都具有非常重要的影响,为此,针对目前国内广泛使用的柔性管内衬材料——高密度乙烯(HDPE),使用压差法对其气体渗透行为进行了研究。试验使用的渗透测试气体分别为CO_2及CH_4,测试温度为30~80℃,对不同测试条件下所获得的渗透系数、溶解度系数及扩散系数进行了分析,并使用煤油模拟油气耦合环境,研究了不同环境下HDPE的气体渗透行为。结果表明:(1)不同温度下CO_2和CH_4在HDPE中的气体渗透系数满足阿伦尼乌斯方程,两种气体透过HDPE的表观活化能分别为32.61 kJ/mol及43.84 kJ/mol;(2)随着温度的升高,CO_2的扩散系数变化不明显,溶解度系数逐渐增加;(3)随着温度的升高,CH_4的扩散系数逐渐增加,溶解度系数变化不明显;(4)在模拟油气耦合介质的测试中,煤油起到了溶胀及增塑作用,CH_4在煤油浸泡HDPE中的扩散系数及渗透系数增加。     

陕北气田含醇污水综合治理室内实验研究

针对陕北气田含醇污水矿化度高、油分和机械杂质含量较高,pH值较低,同时溶解有一定量的CO2及O2,在甲醇回收装置运行中经常出现管线、设备腐蚀穿孔、精馏塔结垢堵塞等问题,提出用絮凝/缓蚀阻垢技术综合治理陕北气田含醇污水.含醇污水经处理后,总铁、H2S、机杂、油分含量大为降低;含醇污水对碳钢腐蚀速率可控制在0.15 mm/a以下,阻垢率达到100%,很好地解决了陕北气田含醇污水甲醇回收处理过程中存在的结垢、腐蚀、堵塞等问题.     

连续纤维复合材料环形试样蠕变行为研究

对连续玻璃纤维复合材料进行了拉伸蠕变试验研究,为了模拟复合材料在压力容器中的受力状态并减少夹具加持力对试样的影响,采用环形复合材料试样拉伸蠕变试验方法。对复合材料环形试样的拉伸强度及不同应力等级下的拉伸蠕变性能进行了研究,并基于时间?应力等效原理,通过双对数法拟合出压力容器50年使用寿命时复合材料的最大蠕变应力,为复合材料压力容器的设计提供支持。并基于时间?应力等效原理,通过双对数法拟合出压力容器50年使用寿命时复合材料的最大蠕变应力应低于其拉伸强度的44.4 %。     

高温柴油浸泡对丁腈橡胶硫化胶性能的影响

研究高温柴油浸泡对丁腈橡胶（NBR）硫化胶性能的影响。对在120℃0#柴油（简称柴油）中分别浸泡0,7,14和28 d的NBR硫化胶的质量变化率、体积变化率、密度、物理性能和玻璃化转变温度等进行测试。结果表明,高温柴油浸泡对NBR硫化胶性能的影响明显,其中NBR硫化胶的拉伸性能下降率较大,在柴油中浸泡28 d的NBR硫化胶的拉伸强度和拉断伸长率下降率均大于75%。浸泡初期（0～7 d）,NBR硫化胶性能的主要影响因素为NBR硫化胶的溶胀行为;随着浸泡时间的延长（7～14 d）,主要影响因素转变为NBR分子链进一步交联;随着浸泡时间继续延长（14～28 d）,主要影响因素转变为NBR分子链断裂。     

在不同温度柴油中浸泡的氢化丁腈橡胶硫化胶的使用寿命预测研究

研究在不同温度0~#柴油(简称柴油)中浸泡的氢化丁腈橡胶(HNBR)硫化胶的使用寿命预测。将HNBR硫化胶在不同温度柴油中浸泡不同时间,对其邵尔A型硬度、拉伸强度、50%定伸应力和压缩永久变形进行测试,并根据相应的性能参数和阿伦尼乌斯方程预测HNBR硫化胶的使用寿命。结果表明,采用不同性能参数预测的在柴油中浸泡的HNBR硫化胶的使用寿命不同,采用邵尔A型硬度、拉伸强度和50%定伸应力预测的HNBR硫化胶的使用寿命较长,采用压缩永久变形预测的HNBR硫化胶的使用寿命最短,原因是采用压缩永久变形预测时考虑了HNBR硫化胶环境和载荷的双重作用。     

海洋柔性管气体渗透机理及其防护措施的研究进展

柔性管在海洋油气领域发挥着重要的作用。高分子材料由于自身的分子结构特点而具有气体渗透的特性,因此柔性管内部输送的气体有可能渗透进入环空,环空中渗透气体的大量聚集有可能通过力学和腐蚀作用而影响环空内部各层的性能,进而引起管道失效。为此,介绍了国外关于气体渗透行为在渗透机理、影响气体渗透测试结果的因素、使用计算模型对环空环境预测以及气体渗透防护措施等方面的最新研究进展。国外学者的研究结果表明:①柔性管的气体渗透行为符合聚合物的气体渗透机理;②使用小型测试仪器测定气体在柔性管内压密封层材料内的渗透数据时,应当在与实际工况相同的条件下进行试验;③基于小型测试获得的渗透数据,采用渗透模型预测柔性管的环空环境是可行的;④大型和现场测试结果显示,模型预测的环空环境同实测值有着很好的一致性。目前国内海洋柔性管的设计和制造尚处于起步阶段,上述研究成果和认识对于保障我国海洋柔性管的可靠性具有重要意义。     

增强热塑性复合管在酸性环境下的耐蚀性能

增强塑料复合管被认为是解决酸性气田地面集输管道腐蚀问题的有效手段之一,内衬层、增强层与金属连接接头的耐蚀性能是增强热塑性复合管整体防腐性能的决定性因素。为此,采用高温高压釜、材料试验机、维卡软化温度测定仪和红外光谱仪等设备,测试了一种玻纤增强热塑性复合管内衬层、增强层与金属连接接头在模拟酸性环境（总压为10 MPa,H₂S分压为0.6 MPa,CO₂分压为0.25 MPa,温度为80 ℃）下的耐腐蚀性能。结果表明：经高温高压环境浸泡试验后,内衬层材料PVDF及玻纤增强树脂层均发生了溶胀增重（增重率小于1％）,PVDF拉伸强度下降了3.15％,维卡软化温度下降了3.4 ℃,PVDF结构成分未发生明显变化,玻纤树脂增强层拉伸强度下降了13.11％,PVDF和玻纤增强树脂适合作为酸性环境下应用的复合管机构材料;3种金属接头材质在模拟环境中腐蚀速率高低次序为：L360NS＞316L＞Alloy825,镍基合金825和316L属于轻度腐蚀,适合作为连接接头材料