Развитие технологий изготовления и применения труб из полимерных и композитных материалов

• Автор: Зубаиров, Тимур Артурович
• Шифр специальности: 07.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Содержание
Введение
ГЛАВА 1. ПОЛИМЕРНЫЕ И КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В РАЗВИТИИ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА
1.1 Становление и развитие применения груб из полимерных и компо-
зитных материалов для транспорта углеводородного сырья
1.2 Физико-механические свойства полимерных материалов для произ-
водства труб
1.3 Полимерные материалы, используемые для сооружения труб, при-
меняемых при строительстве трубопроводов
ГЛАВА 2.РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ И КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1 Развитие технологий производства труб из полимерных и композитных материалов
2.1.1 Ручное формование изделий из стеклопластиковых материалов
2.1.2 Метод напыления полимерного материала
2.1.3 Метод намотки полимерного материала
2.1.4 Изготовление изделий методом вакуумной инфузии
2.1.5 Изготовление изделий методом пултрузии
2.1.6 Инжекция полиэфирной смолы
2.1.7 Метод препрегов БМ и ВМС
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ОСЛОЖНЯЮЩИХ ФАКТОРОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
3.1 Исследование химической стойкости полимерных трубопроводов при транспорте углеводородного газа совместно с газовым конденсатом
3.1.1 Сорбционно-диффузионные процессы в полимерах
3.1.2 Действие на полимеры химически активных сред
3.1.3 Сорбция и диффузия газов в полимерных материалах
3.1.4 Химическая стойкость полимерных трубопроводов при контакте с газовым конденсатом
3.2 Исследование влияния гидроудара при транспорте углеводородного сырья по пластмассовым трубопроводам
3.3 Факторы, вызывающие старение в трубопроводных системах
3.4 Механизмы разрушения в полимерных материалах
3.4.1 Типы разрушений полимерных трубопроводов
3.4.2 Типы трещин в неметаллических трубах
3.5 Угроза целостности трубопроводов из полимерных и композитных материалов
3.5.1 Усталостное разрушение трубопроводов
3.5.1.1 Циклическая усталость трубопроводов
3.5.1.2 Статическая усталость или разрушение при ползучести
3.5.2 Коррозия в пластмассовых материалах
3.5.3 Износ в полимерных трубах
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГИБКИХ МОРСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ
4.1 Конструкция и работа гибких морских трубопроводов
4.2 Прокладка гибких морских трубопроводов
4.3 Инспектирование гибких подводных трубопроводов
4.4 Повреждения трубопроводов в период эксплуатации
Выводы
Список литературы
Введение
Актуальность темы
Одним из важных задач развития трубопроводного транспорта, является повышение долговечности элементов этих систем, стойкость против агрессивных сред и, вследствие этого, повышение экологичности проектов. Трубопроводы из конструкционных полимерных материалов нашли широкое применение в нефтегазовой индустрии. Они используются при создании современных нефтепроводных напорных систем для транспортировки нефти, газа, выкидных линий нефтяных скважин, сборных нефтяных коллекторов и различных трубопроводных систем инженерной инфраструктуры нефтегазовой отрасли.
В связи с большой изношенностью трубопроводных систем и необходимостью обеспечения их эксплуатационной надежности, исследование развития трубопроводного транспорта из полимерных и композиционных материалов в нефтегазовой отрасли и разработка рекомендаций по усовершенствованию способов их практического применения являются крайне важными и актуальными задачами.
Цель диссертационной работы - исследование развития трубопроводного транспорта из полимерных материалов в нефтегазовой отрасли. В соответствии с целыо исследования были поставлены следующие задачи:
- анализ развития трубопроводного транспорта из полимерных и композитных материалов;
- анализ физико-механических свойств исходного сырья для изготовления полимерных трубопроводов;
- анализ развития технологий при сооружении труб из неметаллических материалов;

Результаты проверки плотности, показателя текучести расплава, предела текучести, относительного удлинения при разрыве и усадки при прогреве подтверждают соответствие испытательных партий требованиям ISO 4437 и ГОСТ Р 50838-95.
Данные по испытаниям на стойкость к газовому конденсату труб из “Finaten 3802 Y” соответствует требованиям ISO/DIS 4437 и изменениям №1 к ГОСТ Р 50838-95.
Испытания, проведенные АО НПО “Пластик”, как на исходном сырье, так и на трубных образцах, изготовленных различными отечественными производителями труб (завод АНД “Газтрубпласт”, АО “Агригазполимер”, АО “ОПС-Шилово”, ОАО “Леноблгаз”), подтверждают их соответствие требованиям ГОСТ Р 50838-95, относящимся к трубам из ПЭ 80 (стойкость к газовым составляющим, стойкость к медленному распространению трещин, стойкость к внутреннему давлению при 20 и 80 °С, термостабильность, усадка при прогреве, предел текучести и относительное удлинение при разрыве). Испытания труб проводились по заказам указанных предприятий, фирмы “Petrofina” и при сертификационных испытаниях [66].
Компания «Solvay» производит полиэтилен высокой и средней плотности трубных марок ELTEX TUB соответственно на собственной технологии, основанной на использовании катализаторов Циглера-Натта (заводы в США, Бразилии, Франции и Италии) и по процессу Филипса, на хромовом катализаторе (заводы в Бельгии и США) [65].
Все марки ELTEX TUB легко перерабатываются на оборудовании ведущих зарубежных фирм («Battenfeld», «Rayfenhoyzer», «Krauss Maffei», «Cincinnati Milakron», «Weber» и другие) [65].
Накоплен большой опыт успешной наработки газовых труб на широко распространенных в России экструдерах фирмы “Трузиома” и завода “Большевик”. Из этих же марок изготавливают литьем под давлением различные фитинги, муфты, хомуты и прочую соединительную арматуру.
Преимущества труб из ПЭ 100 (MRS 19) [81]: