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连续纤维增强热塑性塑料管的探索

5.4 美国另一公司

该公司产品是非金属,不结合的挠性管(Non-metallic, Un-bonded Flexible Pipes),增强材料是不结合的,层叠的,玻璃纤维带堆(unbonded laminated glass-fiber tape stacks)直径2-16英寸(51-406mm),压力超过10,000psi (70MPa)。结构组成由衬管、二层复合带抗内压,一环向层抗垮塌,聚合物膜外一层复合带抗拉,外护套。和传统的金属挠性管(flexible pipe)比较,突出优点是重量轻,抗腐蚀。可以用到3000m以上深海。图9为产品结构示意图和加工照片。



图9 产品结构示意图和加工照片

5.5 英国一公司

该公司的产品直径2-24英寸(50-610mm),产品见图10。由碳纤维和PEEK组成全部结合的单质结构。和金属挠性管比较突出优点是抗腐蚀,重量轻,耐热(工作温度198℃),高抗疲劳性能,特别适用于深海采油。该管材有多种连接方法。 该公司还开发小直径管材,直径2-3英寸,压力5000、15000psi (35,105MPa)。由碳纤维,玻璃纤维和PEEK组成。

图10 产品照片 11 产品照片

5.6 美国另一公司

该公司的产品主要用于输水(产品见图11)。外径282mm,壁厚7.6mm,工作压力1.8MPa。是全结合结构,内HDPE薄衬,缠绕连续玻纤增强聚乙烯带,外抗UV和磨损膜。采用卡环连接。突出的优点是重量轻(比采用壁厚31mm PE100管重量差约5倍)和经济,特别适用于可移动的地面管道。

6 连续纤维增强热塑性塑料管CFRT-RTP前途广阔

连续纤维增强热塑性塑料CFRT是近年各国材料创新的热点,应用增长很快,特别是在汽车、航空领域。大量研究成果必然推动其在管道领域的推广,连续纤维增强热塑性塑料管CFRT-RTP较传统金属管、玻璃钢管和金属增强热塑性塑料管比具有独特的优势,见表。

表 性能比较

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随着全球石油天然气产业蓬勃发展,特别是深海采油气业的增长,对于高性能管道的需求越来越大。增强热塑性塑料管应用已经越来越普及,值得注意的是增强材料有更多采用非金属纤维的动向。连续玻璃纤维增强的RTP已经在国内外上很多油田成功应用,并正在进入长途油气高压输送管网,如加拿大的天然气输配工程中已大量应用CFRP-RTP [4]。连续碳纤维增强的RTP可以达到更高的性能满足深海管道的特殊要求,可能是发展的方向。

值得注意的是以前国外RTP应用集中在中高压管道,近年开始探索应用于中低压管道。如美国一公司的产品直接以替代PE100管为目标,利用高强度优势显著降低重量,特别适用于野外铺设地面工矿管道。CFRT-RTP可以通过热塑性塑料的熔接做成完全结合的结构,因此可以用电熔管件连接也可以对接熔焊,抗腐蚀性能也比不完全结合的RTP更可靠。

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时间:2016-9-24 14:22:41 | 阅读共11694次 | 打印本文 | 关闭窗口