富樹脂內(nèi)襯層對提高玻璃鋼管道腐蝕性能的作用

1、第34卷第lO期(201510)(技術(shù)縱橫)富樹脂內(nèi)襯層對提高玻璃鋼管道腐蝕性能的作用張麗大慶油田工程有限公司摘要：大慶油田已進入三次采油階段，新的驅(qū)油技術(shù)不斷涌現(xiàn)，各種驅(qū)油介質(zhì)的加入使得介質(zhì)環(huán)境越來越復雜，為此對管道的耐蝕性及抗?jié)B性能提出了新的要求。富樹脂內(nèi)襯層是玻璃銅管道內(nèi)表面樹脂含量較高的內(nèi)襯層，其成型工藝是采用連續(xù)纖維纏繞與手工鋪設的復合結(jié)構(gòu)。對富樹脂內(nèi)襯層的玻璃鋼管內(nèi)表面和截面進行了電鏡掃描測試，從掃描測試結(jié)果可以看出，管道內(nèi)

2、表面有一層完整、均勻的富樹脂層，樹脂致密并將纖維完全包裹起來，減少了貧膠現(xiàn)象，可有效阻擋介質(zhì)向基體區(qū)和界面區(qū)的滲入，提高管道的防腐和防滲效果。關鍵詞：玻璃鋼管道；富樹脂內(nèi)襯層；腐蝕機理；結(jié)構(gòu)特點；模擬試驗doi：103969／issn10066896201510044玻璃鋼管道具有優(yōu)良的耐蝕性，其內(nèi)壁光滑，輸送能耗及安裝維護費用低，具有較好的絕緣性能，不需陰極保護，使用壽命長，綜合經(jīng)濟效益好，對輸送介質(zhì)無二次污染，被廣泛應用于石油及化工

3、行業(yè)的介質(zhì)輸送。目前大慶油田已進入三次采油階段，新的驅(qū)油技術(shù)不斷涌現(xiàn)，各種驅(qū)油介質(zhì)的加入使介質(zhì)環(huán)境越來越復雜，介質(zhì)的分子半徑越來越小，工藝條件也越來越嚴苛，為此對管道的耐蝕性及抗?jié)B性能提出了新的要求，以保證管道的產(chǎn)品質(zhì)量，確保油田經(jīng)濟高效開發(fā)和產(chǎn)能建設工程的安全生產(chǎn)。1玻璃鋼的腐蝕機理玻璃鋼是一種多相結(jié)構(gòu)材料，其腐蝕因素主要取決于組分材料的固有特性，并且和界面特性也密切相關。介質(zhì)對玻璃鋼的腐蝕主要有兩種情況：①玻璃鋼管道內(nèi)表面吸附了介質(zhì)

4、分子，介質(zhì)分子向玻璃鋼基體滲透、擴散，使樹脂基體產(chǎn)生化學降解和機械降解；②樹脂與介質(zhì)不發(fā)生反應，而是介質(zhì)分子滲入玻璃鋼內(nèi)部，破壞樹脂基體的次價鍵，與介質(zhì)發(fā)生溶劑化作用出現(xiàn)溶脹和溶解，特別是在應力(外加應力或內(nèi)部應力)和介質(zhì)的共同作用下，樹脂還會出現(xiàn)銀紋，并且進一步生長成裂紋，直至發(fā)生脆性斷裂。2玻璃鋼管道的結(jié)構(gòu)特點及性能21結(jié)構(gòu)特點目前油田在用的玻璃鋼管道主要由樹脂和纖維兩種材質(zhì)構(gòu)成，其中基體樹脂的作用是將纖維緊密包裹黏合在一起，在纖維

5、問傳遞載荷，并使載荷均衡分布，同時阻擋介質(zhì)對纖維結(jié)構(gòu)層的腐蝕與滲入，其耐腐蝕及耐熱特性直接影響玻璃鋼管道的性能。玻璃纖維起到了支撐骨架及承載內(nèi)外載荷壓力的作用，其成型工藝是將預浸環(huán)氧基體樹脂的纖維束按照一定的鋪層設計連續(xù)纏繞到芯模上，并進行加熱固化修整脫模。這種成型工藝生產(chǎn)的玻璃鋼管道只有兩層結(jié)構(gòu)，即結(jié)構(gòu)層和外護層。玻璃鋼管道的結(jié)構(gòu)層采用等強度設計，即從內(nèi)至外采用連續(xù)纖維纏繞。在纏繞過程中，因纏繞力的作用管道外表面無外力阻擋，樹脂會自然

6、存留結(jié)構(gòu)層外表，樹脂在不飽和官能團作用下發(fā)生固化，形成富樹脂層并起到外層保護的作用，即外護層。而內(nèi)表面由于芯模的阻擋，樹脂因纏繞力的作用，多余的樹脂會流出，無法在管道內(nèi)表面形成均勻連續(xù)的富樹脂層，管體內(nèi)表面容易出現(xiàn)貧膠現(xiàn)象。22內(nèi)表面微觀形貌分析從玻璃鋼管道內(nèi)表面掃描電鏡測試結(jié)果可以看出，無內(nèi)襯富樹脂層的玻璃鋼管道內(nèi)表面(3030Irlrn)有13個缺陷點，每個缺陷處的玻璃纖維完全裸露。在輸送介質(zhì)的過程中，纖維直接與介質(zhì)接觸，腐蝕介質(zhì)便

7、從缺陷處滲人至樹脂與纖維間的界面區(qū)和纖維的毛細孔中，使樹脂一纖維的黏結(jié)力下降而引起分離，并在樹脂與纖維黏結(jié)不充分處形成滲透壓，介質(zhì)便以毛細方式急速滲透到界面的孔隙中，加速了界面的脫黏剝離。23富樹脂內(nèi)襯層的作用富樹脂內(nèi)襯層是玻璃鋼管道內(nèi)表面樹脂含量較高的內(nèi)襯層，其成型工藝是采用連續(xù)纖維纏繞與手工鋪設的復合結(jié)構(gòu)，在芯模表面鋪設一層預浸樹脂的玻璃纖維／聚酯氈帶或玻璃纖布，形成厚度為02~05i71／11的富樹脂內(nèi)襯層，然后將預浸環(huán)氧基體油氣