CN105499556B - 一种海上油气田海底耐腐蚀复合管道 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海上油气田海底耐腐蚀复合管道，由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢30~65份、镍基合金20～45份、氮化硅12~28份、氧化铜12~25份、二氧化硅8~19份、二氧化硼7~15份、镍粉9~14份、钼粉8～14份、聚丙烯12~24份、石墨13~26份、抗氧化剂1~10份、润滑剂2~7份。本发明通过各组分之间的协同作用制备获得的海上油气田海底耐腐蚀复合管道安装方便、使用寿命长，且各项性能良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业复合管道，尤其涉及一种海上油气田海底耐腐蚀复合管道及其制备方法。
背景技术
随着全球工业化时代进程的加快，能源的需求日益增加，能源问题已经成为各国经济发展的关键问题。由于替代能源的研究与开发进展缓慢，对具有强腐蚀介质的油气田的开采已经成为现实。
对于具有强腐蚀介质油气田的开采，采用添加缓蚀剂、塑料内涂层、耐腐蚀合金等传统单一的防腐蚀技术和材料，在腐蚀可靠性、经济性指标上都难以平衡，很难满足油气田发展的需要。为了降低开采成本，延长管道使用寿命，使用耐腐蚀合金复合管是解决油气田腐蚀问题相对安全和经济的途径之一。
现有技术中，耐腐蚀合金复合管以耐腐蚀合金管，包括不锈钢和镍基合金作为内衬层，以碳钢管作为外部基管。内衬层具有良好的耐腐蚀性能，基管具有优异的力学性能，从而使耐腐蚀合金复合管既耐腐蚀又有高强度，提高了管道安全级别，延长管道寿命。耐腐蚀合金管降低了耐腐蚀合金材料的用量，管道成本下降。
但是上述现有技术存在着不足，该合金管在用作海上油气田管道时，由于具有外层和内衬层，因而安装不方便，且外层材料在海水中容易受到腐蚀，从而影响管道整体的使用寿命。
发明内容
本发明解决的技术问题是：为了获得一种安装方便，使用寿命长，适用于海上油气田且性能良好的复合管道，本发明提供一种海上油气田海底耐腐蚀复合管道及其制备方法。
技术方案：一种海上油气田海底耐腐蚀复合管道，由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢30～65份、镍基合金20～45份、氮化硅12～28份、氧化铜12～25份、二氧化硅8～19份、二氧化硼7～15份、镍粉9～14份、钼粉8～14份、聚丙烯12～24份、石墨13～26份、抗氧化剂1～10份、润滑剂2～7份。
优选的，所述海上油气田海底耐腐蚀复合管道由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢 52份、镍基合金38份、氮化硅23份、氧化铜21份、二氧化硅16份、二氧化硼12份、镍粉11份、钼粉12份、聚丙烯21份、石墨23份、抗氧化剂8份、润滑剂4份。
一种海上油气田海底耐腐蚀复合管道的制备方法，包含以下步骤：
第1步、将碳化钢和镍基合金加入熔炉中，通入氖气，炉内温度为1890℃～2230℃，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、将氮化硅和氧化铜粉碎，粉末粒径为250～400目，粉末加入电阻炉中，通入电流，炉温控制在600℃～680℃，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～-0.02MPa，温度为600℃～680℃；
第5步、将二氧化硅、二氧化硼和石墨置于高温反应釜中，混合均匀后在1280℃～1760℃条件下煅烧30～45分钟，煅烧后的粉末置于负压喷涂机中，在真空度-0.05MPa～-0.02MPa，温度为600℃～680℃条件下喷涂至第4步获得的管道外壁；
第6步、将聚丙烯、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，即可制得海上油气田海底耐腐蚀复合管道。
优选的，第1步中将碳化钢和镍基合金加入熔炉中，通入氖气，炉内温度为2100℃，加热熔融混匀后加入镍粉和钼粉。
优选的，第3步中将氮化硅和氧化铜粉碎，粉末粒径为350目，粉末加入电阻炉中，通入电流，炉温控制在630℃，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-0.03MPa，温度为640℃。
优选的，第5步中将二氧化硅、二氧化硼和石墨置于高温反应釜中，混合均匀后在1560℃条件下煅烧40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640℃条件下喷涂至第4步获得的管道外壁。
有益效果：本发明通过各组分之间的协同作用制备获得的海上油气田海底耐腐蚀复合管道安装方便、使用寿命长，且各项性能良好。
具体实施方式
实施例1
一种海上油气田海底耐腐蚀复合管道，由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢30份、镍基合金20份、氮化硅12份、氧化铜12份、二氧化硅8份、二氧化硼7份、镍粉9份、钼粉8份、聚丙烯12份、石墨13份、抗氧化剂1份、润滑剂2份。
一种海上油气田海底耐腐蚀复合管道的制备方法，包含以下步骤：
第1步、将碳化钢和镍基合金加入熔炉中，通入氖气，炉内温度为1890℃，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、将氮化硅和氧化铜粉碎，粉末粒径为250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、二氧化硼和石墨置于高温反应釜中，混合均匀后在1280℃条件下煅烧30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、将聚丙烯、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，即可制得海上油气田海底耐腐蚀复合管道。
实施例2
一种海上油气田海底耐腐蚀复合管道，由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢52份、镍基合金38份、氮化硅23份、氧化铜21份、二氧化硅16份、二氧化硼12份、镍粉11份、钼粉12份、聚丙烯21份、石墨23份、抗氧化剂8份、润滑剂4份。
一种海上油气田海底耐腐蚀复合管道的制备方法，包含以下步骤：
第1步、将碳化钢和镍基合金加入熔炉中，通入氖气，炉内温度为2100℃，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、将氮化硅和氧化铜粉碎，粉末粒径为350目，粉末加入电阻炉中，通入电流，炉温控制在630℃，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-0.03MPa，温度为640℃；
第5步、将二氧化硅、二氧化硼和石墨置于高温反应釜中，混合均匀后在1560℃条件下煅烧40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640℃条件下喷涂至第4步获得的管道外壁；
第6步、将聚丙烯、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，即可制得海上油气田海底耐腐蚀复合管道。
实施例3
一种海上油气田海底耐腐蚀复合管道，由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢65份、镍基合金45份、氮化硅28份、氧化铜25份、二氧化硅19份、二氧化硼15份、镍粉14份、钼粉14份、聚丙烯24份、石墨26份、抗氧化剂10份、润滑剂7份。
一种海上油气田海底耐腐蚀复合管道的制备方法，包含以下步骤：
第1步、将碳化钢和镍基合金加入熔炉中，通入氖气，炉内温度为2230℃，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、将氮化硅和氧化铜粉碎，粉末粒径为400目，粉末加入电阻炉中，通入电流，炉温控制在680℃，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-0.02MPa，温度为680℃；
第5步、将二氧化硅、二氧化硼和石墨置于高温反应釜中，混合均匀后在1760℃条件下煅烧45分钟，煅烧后的粉末置于负压喷涂机中，在真空度-0.02MPa，温度为680℃条件下喷涂至第4步获得的管道外壁；
第6步、将聚丙烯、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，即可制得海上油气田海底耐腐蚀复合管道。
将实施例1～3制备获得的海上油气田海底耐腐蚀复合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、微粒子测试和耐腐蚀测试。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；耐腐蚀测试是在人工海水中进行，将管道置于人工海水中30天测试其耐腐蚀效果。具体结果如表1所示：
表1实施例1～3制备获得的海上油气田海底耐腐蚀复合管道性能测试
Claims (1)
1.一种海上油气田海底耐腐蚀复合管道，其特征在于，由以下组分按重量份数配比组成：碳化钢52份、镍基合金38份、氮化硅23份、氧化铜21份、二氧化硅16份、二氧化硼12份、镍粉11份、钼粉12份、聚丙烯21份、石墨23份、抗氧化剂8份、润滑剂4份；所述管道由以下方法制得：第1步、将碳化钢和镍基合金加入熔炉中，通入氖气，炉内温度为2100℃，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、将氮化硅和氧化铜粉碎，粉末粒径为350目，粉末加入电阻炉中，通入电流，炉温控制在630℃，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-0.03MPa，温度为640℃；第5步、将二氧化硅、二氧化硼和石墨置于高温反应釜中，混合均匀后在1560℃条件下煅烧40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640℃条件下喷涂至第4步获得的管道外壁；第6步、将聚丙烯、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，即可制得海上油气田海底耐腐蚀复合管道。
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