CN105465490A - 一种耐高压抗冲击管道及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高压抗冲击管道及其制备方法，由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢32~68份、氮化钛22～48份、碳化硅14~30份、二氧化锰16~28份、二氧化硅10~21份、氮化碳8~17份、镍粉11~17份、钼粉8～14份、聚四氟乙烯12~24份、石墨13~26份、抗氧化剂1~10份、润滑剂2~7份。本发明利用各组分之间的协同作用制备获得的耐高压抗冲击管道耐高压、抗冲击，且各项性能良好，能够适用于海底油气输送或西气东输等重大工程。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业用管道，尤其涉及一种耐高压抗冲击管道及其制备方法。
背景技术
管道完整性管理是继风险管理之后管理方式的变革，该理念10年前开始在中国传播，引起了中国油气管道管理方式的变革。为此，回顾并总结了全球及中国油气管道完整性管理发展历程，详述了管道完整性管理的各步骤工作内容及技术研究进展，展望了管道完整性管理未来的发展方向。结论指出；管道完整性管理领域需要进一步拓展，要覆盖管道站场、燃气管网、集输管网、海底管道、储气库设施、LNG接收站等对象；完整性管理专项技术有待于进一步深化研究，包括定量风险评价技术，管道内检测技术，有限元模拟技术，泵机组、压缩机组在线检测与故障诊断技术，失效分析技术等；较之于以前的管理模式，完整性管理是一种新的管理理念，其核心思想是提前预防，在未出事故前，采取预防性措施进行治理，保障油气管道安全运行。所得出的认识和结论，为中国油气管道完整性管理技术研究指明了方向。
为了实现管道完整性管理，需要对管道的性能做出较大提升，尤其是耐高压和抗冲击性能，从而对管道的完整性和安全性有所提高。
发明内容
本发明解决的技术问题是：为了获得一种耐高压、抗冲击，且各项性能良好的管道，实现管道的安全管理和完整性管理，本发明提供了一种耐高压抗冲击管道及其制备方法。
技术方案：一种耐高压抗冲击管道，由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢32～68份、氮化钛22～48份、碳化硅14～30份、二氧化锰16～28份、二氧化硅10～21份、氮化碳8～17份、镍粉11～17份、钼粉8～14份、聚四氟乙烯12～24份、石墨13～26份、抗氧化剂1～10份、润滑剂2～7份。
优选的，所述耐高压抗冲击管道由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢54份、氮化钛40份、碳化硅23份、二氧化锰24份、二氧化硅17份、氮化碳14份、镍粉15份、钼粉11份、聚四氟乙烯22份、石墨21份、抗氧化剂8份、润滑剂4份。
一种耐高压抗冲击管道的制备方法，包含以下步骤：
第1步、将碳化钢和氮化钛加入熔炉中，通入氮气，炉内温度为2080℃～2190℃，加热熔融混匀后加入镍粉和钼粉；
第2步、熔炉降温，将第1步获得的混合液注入管道模具中，在氦气保护气氛下静置成型，制得管道基体；
第3步、将碳化硅和二氧化锰粉碎，粉末粒径为200～450目，粉末加入电阻炉中，通入电流，炉温控制在550℃～650℃，搅拌混合均匀；
第4步、将第3步获得的混合粉末加入负压喷涂机中，喷涂至第2步获得的管道基体内壁，喷涂条件为真空度-0.04MPa～-0.01MPa，温度为550℃～650℃；
第5步、将二氧化硅、氮化碳和石墨置于高温反应釜中，混合均匀后在1250℃～1650℃条件下煅烧25～35分钟，煅烧后的粉末置于负压喷涂机中，在真空度-0.07MPa～-0.03MPa，温度为550℃～650℃条件下喷涂至第4步获得的管道外壁；
第6步、将聚四氟乙烯、抗氧化剂和润滑剂加热熔融后喷涂至第5步获得的管道表面，即可制得耐高压抗冲击管道。
优选的，第1步中将碳化钢和氮化钛加入熔炉中，通入氮气，炉内温度为2120℃，加热熔融混匀后加入镍粉和钼粉。
优选的，第3步中将碳化硅和二氧化锰粉碎，粉末粒径为400目，粉末加入电阻炉中，通入电流，炉温控制在600℃，搅拌混合均匀。
优选的，第4步中将第3步获得的混合粉末加入负压喷涂机中，喷涂至第2步获得的管道基体内壁，喷涂条件为真空度-0.05MPa，温度为600℃。
优选的，第5步中将二氧化硅、氮化碳和石墨置于高温反应釜中，混合均匀后在1480℃条件下煅烧32分钟，煅烧后的粉末置于负压喷涂机中，在真空度-0.05MPa，温度为600℃条件下喷涂至第4步获得的管道外壁。
有益效果：本发明利用各组分之间的协同作用制备获得的耐高压抗冲击管道耐高压、抗冲击，且各项性能良好，能够适用于海底油气输送或西气东输等重大工程。
具体实施方式
实施例1
一种耐高压抗冲击管道，由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢32份、氮化钛22份、碳化硅14份、二氧化锰16份、二氧化硅10份、氮化碳8份、镍粉11份、钼粉8份、聚四氟乙烯12份、石墨13份、抗氧化剂1份、润滑剂2份。
一种耐高压抗冲击管道的制备方法，包含以下步骤：
第1步、将碳化钢和氮化钛加入熔炉中，通入氮气，炉内温度为2080℃，加热熔融混匀后加入镍粉和钼粉；
第2步、熔炉降温，将第1步获得的混合液注入管道模具中，在氦气保护气氛下静置成型，制得管道基体；
第3步、将碳化硅和二氧化锰粉碎，粉末粒径为200目，粉末加入电阻炉中，通入电流，炉温控制在550℃，搅拌混合均匀；
第4步、将第3步获得的混合粉末加入负压喷涂机中，喷涂至第2步获得的管道基体内壁，喷涂条件为真空度-0.04MPa，温度为550℃；
第5步、将二氧化硅、氮化碳和石墨置于高温反应釜中，混合均匀后在1250℃条件下煅烧25分钟，煅烧后的粉末置于负压喷涂机中，在真空度-0.07MPa，温度为550℃条件下喷涂至第4步获得的管道外壁；
第6步、将聚四氟乙烯、抗氧化剂和润滑剂加热熔融后喷涂至第5步获得的管道表面，即可制得耐高压抗冲击管道。
实施例2
一种耐高压抗冲击管道，由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢54份、氮化钛40份、碳化硅23份、二氧化锰24份、二氧化硅17份、氮化碳14份、镍粉15份、钼粉11份、聚四氟乙烯22份、石墨21份、抗氧化剂8份、润滑剂4份。
一种耐高压抗冲击管道的制备方法，包含以下步骤：
第1步、将碳化钢和氮化钛加入熔炉中，通入氮气，炉内温度为2120℃，加热熔融混匀后加入镍粉和钼粉；
第2步、熔炉降温，将第1步获得的混合液注入管道模具中，在氦气保护气氛下静置成型，制得管道基体；
第3步、将碳化硅和二氧化锰粉碎，粉末粒径为400目，粉末加入电阻炉中，通入电流，炉温控制在600℃，搅拌混合均匀；
第4步、将第3步获得的混合粉末加入负压喷涂机中，喷涂至第2步获得的管道基体内壁，喷涂条件为真空度-0.05MPa，温度为600℃；
第5步、将二氧化硅、氮化碳和石墨置于高温反应釜中，混合均匀后在1480℃条件下煅烧32分钟，煅烧后的粉末置于负压喷涂机中，在真空度-0.05MPa，温度为600℃条件下喷涂至第4步获得的管道外壁；
第6步、将聚四氟乙烯、抗氧化剂和润滑剂加热熔融后喷涂至第5步获得的管道表面，即可制得耐高压抗冲击管道。
实施例3
一种耐高压抗冲击管道，由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢68份、氮化钛48份、碳化硅30份、二氧化锰28份、二氧化硅21份、氮化碳17份、镍粉17份、钼粉14份、聚四氟乙烯24份、石墨26份、抗氧化剂10份、润滑剂7份。
一种耐高压抗冲击管道的制备方法，包含以下步骤：
第1步、将碳化钢和氮化钛加入熔炉中，通入氮气，炉内温度为2190℃，加热熔融混匀后加入镍粉和钼粉；
第2步、熔炉降温，将第1步获得的混合液注入管道模具中，在氦气保护气氛下静置成型，制得管道基体；
第3步、将碳化硅和二氧化锰粉碎，粉末粒径为450目，粉末加入电阻炉中，通入电流，炉温控制在650℃，搅拌混合均匀；
第4步、将第3步获得的混合粉末加入负压喷涂机中，喷涂至第2步获得的管道基体内壁，喷涂条件为真空度-0.01MPa，温度为650℃；
第5步、将二氧化硅、氮化碳和石墨置于高温反应釜中，混合均匀后在1650℃条件下煅烧35分钟，煅烧后的粉末置于负压喷涂机中，在真空度-0.03MPa，温度为650℃条件下喷涂至第4步获得的管道外壁；
第6步、将聚四氟乙烯、抗氧化剂和润滑剂加热熔融后喷涂至第5步获得的管道表面，即可制得耐高压抗冲击管道。
将实施例1～3制备获得的耐高压抗冲击管道进行保压气密测试、水含量测试、氧气含量测试、氦气气密测试、微粒子测试、耐高压测试和抗冲击测试。其中，保压气密测试以PN2加压达到使用压力的1.2倍，持续24小时；水含量测试和氧气含量测试，均以PN2做测试；氦气气密测试以管道内抽真空至小于等于10-9atm.cc/sec，管外测试点喷氦气，包括所有管件、接点，并以PN2做破真空；微粒子测试测试时间为1小时。具体结果如表1所示：
表1实施例1～3制备获得的输送耐高压抗冲击管道性能测试
Claims (7)
1.一种耐高压抗冲击管道，其特征在于，由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢32~68份、氮化钛22～48份、碳化硅14~30份、二氧化锰16~28份、二氧化硅10~21份、氮化碳8~17份、镍粉11~17份、钼粉8～14份、聚四氟乙烯12~24份、石墨13~26份、抗氧化剂1~10份、润滑剂2~7份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高压抗冲击管道，其特征在于，由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢54份、氮化钛40份、碳化硅23份、二氧化锰24份、二氧化硅17份、氮化碳14份、镍粉15份、钼粉11份、聚四氟乙烯22份、石墨21份、抗氧化剂8份、润滑剂4份。
3.权利要求1所述的一种耐高压抗冲击管道的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
第1步、将碳化钢和氮化钛加入熔炉中，通入氮气，炉内温度为2080℃～2190℃，加热熔融混匀后加入镍粉和钼粉；
第2步、熔炉降温，将第1步获得的混合液注入管道模具中，在氦气保护气氛下静置成型，制得管道基体；
第3步、将碳化硅和二氧化锰粉碎，粉末粒径为200～450目，粉末加入电阻炉中，通入电流，炉温控制在550℃～650℃，搅拌混合均匀；
第4步、将第3步获得的混合粉末加入负压喷涂机中，喷涂至第2步获得的管道基体内壁，喷涂条件为真空度-0.04MPa～-0.01MPa，温度为550℃～650℃；
第5步、将二氧化硅、氮化碳和石墨置于高温反应釜中，混合均匀后在1250℃～1650℃条件下煅烧25～35分钟，煅烧后的粉末置于负压喷涂机中，在真空度-0.07MPa～-0.03MPa，温度为550℃～650℃条件下喷涂至第4步获得的管道外壁；
第6步、将聚四氟乙烯、抗氧化剂和润滑剂加热熔融后喷涂至第5步获得的管道表面，即可制得耐高压抗冲击管道。
4.根据权利要求3所述的一种耐高压抗冲击管道的制备方法，其特征在于，第1步中将碳化钢和氮化钛加入熔炉中，通入氮气，炉内温度为2120℃，加热熔融混匀后加入镍粉和钼粉。
5.根据权利要求3所述的一种耐高压抗冲击管道的制备方法，其特征在于，第3步中将碳化硅和二氧化锰粉碎，粉末粒径为400目，粉末加入电阻炉中，通入电流，炉温控制在600℃，搅拌混合均匀。
6.根据权利要求3所述的一种耐高压抗冲击管道的制备方法，其特征在于，第4步中将第3步获得的混合粉末加入负压喷涂机中，喷涂至第2步获得的管道基体内壁，喷涂条件为真空度-0.05MPa，温度为600℃。
7.根据权利要求3所述的一种耐高压抗冲击管道的制备方法，其特征在于，第5步中将二氧化硅、氮化碳和石墨置于高温反应釜中，混合均匀后在1480℃条件下煅烧32分钟，煅烧后的粉末置于负压喷涂机中，在真空度-0.05MPa，温度为600℃条件下喷涂至第4步获得的管道外壁。
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