深海管道保溫及防護(hù)技術(shù)簡介

1、中海油（天津）管道工程技術(shù)有限公司中海油（天津）管道工程技術(shù)有限公司 20132013年年1 1月月 深海管道保溫 及防護(hù)技術(shù)簡介 張曉靈 基地管道公司基地管道公司 目錄目錄 （三）（三）氣凝膠氣凝膠/ /真空板絕熱真空板絕熱 （四）（四）管道防護(hù)管道防護(hù) （一）（一）SPU/GSPU保溫保溫 （二）（二）多層多層 PP 保溫保溫 海底管道保溫及面臨問題海底管道保溫及面臨問題 基地管道公司基地管道公司 基地管道公司基地管道公司 基地管道公司基地管道公司 海底管道保溫及面臨問題海底管道保溫及面臨問題 基地管道公司基地管道公司 基地管道公司基地管道公司 基地管道公司基地管道公司 基地管道公司基地管

2、道公司 基地管道公司基地管道公司 深海管道保溫深海管道保溫 深海環(huán)境的溫度、壓力、海水流速等與表層海水不同 ，因而具有其獨(dú)特的環(huán)境特性。 深海惡劣的服役環(huán)境對保溫材料提出了更高的要求， 因此海底管道的保溫材料必須具有如下性能：導(dǎo)熱系數(shù) ??；耐高靜水壓的能力以及在長時(shí)間服役條件下保持良 好的性能；施工方便；足夠強(qiáng)度抵抗預(yù)制和敷設(shè)過程 中各種載荷的能力和耐腐蝕能力。 深水海管常用復(fù)合聚氨酯（SPU）、玻璃微珠復(fù)合聚 氨酯（GSPU）、多層聚丙烯復(fù)合涂層結(jié)構(gòu)以及氣凝膠、真 空絕熱等進(jìn)行保溫。 基地管道公司基地管道公司 復(fù)合聚氨酯（SPU） 復(fù)合聚氨酯是指在聚氨酯塑料中添加空心聚合物形成 的保溫涂層，

3、該類型保溫涂層可適用的最大水深在250米 左右。長期最大使用溫度為100。 制備復(fù)合聚氨酯（SPU）所需的主要原料為多異氰酸 酯、多元醇、擴(kuò)鏈劑、硫化劑、偶聯(lián)劑及其它助劑等。 玻璃微珠復(fù)合聚氨酯（GSPU）是指在聚氨酯塑料中添 加直徑約30100微米的空心玻璃微珠（壁厚幾個(gè)微米） 形成的保溫涂層，該類型保溫涂層可適用的最大水深在 3000米左右。長期最大使用溫度為100。 基地管道公司基地管道公司 基地管道公司基地管道公司 n 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 n 耐高溫耐高溫(600) n 抗壓強(qiáng)度高抗壓強(qiáng)度高(14124MPa) n 密度低密度低(0.320.6 g/m3) n 完美球形完美球形

4、潤滑性好潤滑性好 流動(dòng)性好流動(dòng)性好 低比表面積低比表面積 基地管道公司基地管道公司 SPU/GSPU 管道保溫生產(chǎn)流程圖 SPU/GSPU保溫保溫 基地管道公司基地管道公司 基地管道公司基地管道公司 基地管道公司基地管道公司 聚氨酯系列保溫產(chǎn)品主要性能 產(chǎn)品產(chǎn)品實(shí)心聚氨酯實(shí)心聚氨酯 聚氨酯復(fù)合涂層體系聚氨酯復(fù)合涂層體系 SPUSPUGSPUGSPU 涂敷方法涂敷方法模制模制模制模制模制模制 最高工作溫度（最高工作溫度（）100100110110110110 最大工作水深（最大工作水深（m m）3000300025025030030030003000 密度（密度（kg/mkg/m3 3）1150

5、1150700700780780850850 導(dǎo)熱系數(shù)（導(dǎo)熱系數(shù)（W/m.kW/m.k）0.1950.1950.100.100.120.120.1450.1450.1650.165 比熱（比熱（J/kg.kJ/kg.k）180018001700170017001700 主要用途主要用途管道補(bǔ)口管道補(bǔ)口平管、立管、補(bǔ)口平管、立管、補(bǔ)口平管、立管、補(bǔ)口平管、立管、補(bǔ)口 基地管道公司基地管道公司 深水保溫材料常規(guī)性能參數(shù) 序號序號檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)項(xiàng)目序號序號檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)項(xiàng)目序號序號檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)項(xiàng)目 1導(dǎo)熱系數(shù)8彈性模數(shù)15抗壓模量 2吸水率9熱膨脹系數(shù)16硬度 3流體靜力強(qiáng)度10玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度17附著力

6、 4比熱11固化放熱量18陰極剝離 5密度12沖擊強(qiáng)度19熱老化-水中和空氣中 6拉伸性能13耐熱沖擊20單軸壓縮蠕變 7屈服強(qiáng)度/斷裂強(qiáng)度1410%應(yīng)變時(shí)的抗壓強(qiáng)度21流體靜力蠕變 基地管道公司基地管道公司 多層多層 PP 保溫保溫 基地管道公司基地管道公司 基地管道公司基地管道公司 聚丙烯系列保溫產(chǎn)品主要性能 產(chǎn)品性能產(chǎn)品性能實(shí)心聚丙烯實(shí)心聚丙烯發(fā)泡聚丙烯發(fā)泡聚丙烯玻璃微珠復(fù)合聚丙烯玻璃微珠復(fù)合聚丙烯 涂敷方法涂敷方法擠出擠出擠出擠出擠出擠出 最高工作溫度（最高工作溫度（）140120140 最大工作水深（最大工作水深（m）3000以上以上6003000 密度（密度（kg/m3）90065

7、0750670820 導(dǎo)熱系數(shù)（導(dǎo)熱系數(shù)（W/mk）0.210.15-0.180.15 0.18 比熱（比熱（J/kg.k）200016801700 主要用途主要用途平管平管/立管立管/補(bǔ)口補(bǔ)口平管平管/立管立管/補(bǔ)口補(bǔ)口平管平管/立管立管/補(bǔ)口補(bǔ)口 基地管道公司基地管道公司 氣凝膠氣凝膠/真空板絕熱真空板絕熱 n 氣凝膠的納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使之具有極低的熱傳導(dǎo)。它 在常溫常壓下熱導(dǎo)率為0.013W/m.K，。它可廣泛用于國 防軍工、飛機(jī)、潛艇、石油運(yùn)輸、冶金、化工等工業(yè)管 道及汽車、家用保溫隔熱。 n 液態(tài)硅化合物首先與能快速蒸發(fā)的液體溶劑混合，形成 凝膠，然后將凝膠放在一種類似加壓蒸煮器的儀

8、器中干 燥，并經(jīng)過加熱和降壓，形成多孔海綿狀結(jié)構(gòu)。 n 制備一般可分為三個(gè)步驟：即形成有機(jī)凝膠、超臨界干 燥和炭化。其中有機(jī)凝膠的形成可得到具有三維空間網(wǎng) 絡(luò)狀的結(jié)構(gòu)凝膠；超臨界干燥可以維持凝膠的織構(gòu)而把 孔隙內(nèi)的溶劑脫除；炭化使得凝膠織構(gòu)強(qiáng)化，增加了機(jī) 械性能，并保持有機(jī)凝膠織構(gòu)。 基地管道公司基地管道公司 SiO2氣凝膠模型 SiO2氣凝膠制備工藝過程 基地管道公司基地管道公司 氣凝膠試件 基地管道公司基地管道公司 基地管道公司基地管道公司 石棉石棉 玻璃棉玻璃棉 珍珠巖珍珠巖 無堿玻璃纖維無堿玻璃纖維 180C, 6” 管 氣氣凝凝膠膠 10350 20 40 50 10 相同熱特性下的 保溫材料厚度 比較(mm) 氣凝膠氣凝膠聚氨酯泡沫聚氨酯泡沫 2mm10mm 厚度的覆蓋層厚度的覆蓋層 氣凝膠氣凝膠/ /納米孔絕熱納米孔絕熱 基地管道公司基地管道公司 管道防護(hù)管道防護(hù) 基地管道公司基地管道公司 基地管道公司基地管道公司 重要參數(shù)：重要參數(shù)： 1) 1) 頭數(shù)頭數(shù) 2) 2) 列板高度列板高度 3 3）螺距）螺距 基地管道公司基地管道公司 專用原材料的研制；專用原材料的研制； 模具研制；模具研制； 螺旋側(cè)板成型裝備及工藝技術(shù)；螺旋側(cè)板成型裝備及工藝技術(shù)； 渦激振蕩裝置安裝技術(shù)。渦激振蕩裝