深海管道保温及防护技术简介

1、中海油（天津）管道工程技术有限公司中海油（天津）管道工程技术有限公司 20132013年年1 1月月 深海管道保温 及防护技术简介 张晓灵 基地管道公司基地管道公司 目录目录 （三）（三）气凝胶气凝胶/ /真空板绝热真空板绝热 （四）（四）管道防护管道防护 （一）（一）SPU/GSPU保温保温 （二）（二）多层多层 PP 保温保温 海底管道保温及面临问题海底管道保温及面临问题 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 海底管道保温及面临问题海底管道保温及面临问题 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 深海管道保温深海管道保温 深海环境的温度、压力、海水流速等与表层海水不同 ，因而具有其独特的环境特性。 深海恶劣的服役环境对保温材料提出了更高的要求， 因此海底管道的保温材料必须具有如下性能：导热系数 小；耐高静水压的能力以及在长时间服役条件下保持良 好的性能；施工方便；足够强度抵抗预制和敷设过程 中各种载荷的能力和耐腐蚀能力。 深水海管常用复合聚氨酯（SPU）、玻璃微珠复合聚 氨酯（GSPU）、多层聚丙烯复合涂层结构以及气凝胶、真 空绝热等进行保温。 基地管道公司基地管道公司 复合聚氨酯（SPU） 复合聚氨酯是指在聚氨酯塑料中添加空心聚合物形成 的保温涂层，

3、该类型保温涂层可适用的最大水深在250米 左右。长期最大使用温度为100。 制备复合聚氨酯（SPU）所需的主要原料为多异氰酸 酯、多元醇、扩链剂、硫化剂、偶联剂及其它助剂等。 玻璃微珠复合聚氨酯（GSPU）是指在聚氨酯塑料中添 加直径约30100微米的空心玻璃微珠（壁厚几个微米） 形成的保温涂层，该类型保温涂层可适用的最大水深在 3000米左右。长期最大使用温度为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 化学性质稳定化学性质稳定 n 耐高温耐高温(600) n 抗压强度高抗压强度高(14124MPa) n 密度低密度低(0.320.6 g/m3) n 完美球形完美球形

4、润滑性好润滑性好 流动性好流动性好 低比表面积低比表面积 基地管道公司基地管道公司 SPU/GSPU 管道保温生产流程图 SPU/GSPU保温保温 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 聚氨酯系列保温产品主要性能 产品产品实心聚氨酯实心聚氨酯 聚氨酯复合涂层体系聚氨酯复合涂层体系 SPUSPUGSPUGSPU 涂敷方法涂敷方法模制模制模制模制模制模制 最高工作温度（最高工作温度（）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 导热系数（导热系数（W/m.kW/m.k）0.1950.1950.100.100.120.120.1450.1450.1650.165 比热（比热（J/kg.kJ/kg.k）180018001700170017001700 主要用途主要用途管道补口管道补口平管、立管、补口平管、立管、补口平管、立管、补口平管、立管、补口 基地管道公司基地管道公司 深水保温材料常规性能参数 序号序号检验项目检验项目序号序号检验项目检验项目序号序号检验项目检验项目 1导热系数8弹性模数15抗压模量 2吸水率9热膨胀系数16硬度 3流体静力强度10玻璃态转化温度17附着力

6、 4比热11固化放热量18阴极剥离 5密度12冲击强度19热老化-水中和空气中 6拉伸性能13耐热冲击20单轴压缩蠕变 7屈服强度/断裂强度1410%应变时的抗压强度21流体静力蠕变 基地管道公司基地管道公司 多层多层 PP 保温保温 基地管道公司基地管道公司 基地管道公司基地管道公司 聚丙烯系列保温产品主要性能 产品性能产品性能实心聚丙烯实心聚丙烯发泡聚丙烯发泡聚丙烯玻璃微珠复合聚丙烯玻璃微珠复合聚丙烯 涂敷方法涂敷方法挤出挤出挤出挤出挤出挤出 最高工作温度（最高工作温度（）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 导热系数（导热系数（W/mk）0.210.15-0.180.15 0.18 比热（比热（J/kg.k）200016801700 主要用途主要用途平管平管/立管立管/补口补口平管平管/立管立管/补口补口平管平管/立管立管/补口补口 基地管道公司基地管道公司 气凝胶气凝胶/真空板绝热真空板绝热 n 气凝胶的纳米多孔网络结构使之具有极低的热传导。它 在常温常压下热导率为0.013W/m.K，。它可广泛用于国 防军工、飞机、潜艇、石油运输、冶金、化工等工业管 道及汽车、家用保温隔热。 n 液态硅化合物首先与能快速蒸发的液体溶剂混合，形成 凝胶，然后将凝胶放在一种类似加压蒸煮器的仪

8、器中干 燥，并经过加热和降压，形成多孔海绵状结构。 n 制备一般可分为三个步骤：即形成有机凝胶、超临界干 燥和炭化。其中有机凝胶的形成可得到具有三维空间网 络状的结构凝胶；超临界干燥可以维持凝胶的织构而把 孔隙内的溶剂脱除；炭化使得凝胶织构强化，增加了机 械性能，并保持有机凝胶织构。 基地管道公司基地管道公司 SiO2气凝胶模型 SiO2气凝胶制备工艺过程 基地管道公司基地管道公司 气凝胶试件 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 珍珠岩珍珠岩 无碱玻璃纤维无碱玻璃纤维 180C, 6” 管 气气凝凝胶胶 10350 20 40 50 10 相同热特性下的 保温材料厚度 比较(mm) 气凝胶气凝胶聚氨酯泡沫聚氨酯泡沫 2mm10mm 厚度的覆盖层厚度的覆盖层 气凝胶气凝胶/ /纳米孔绝热纳米孔绝热 基地管道公司基地管道公司 管道防护管道防护 基地管道公司基地管道公司 基地管道公司基地管道公司 重要参数：重要参数： 1) 1) 头数头数 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 专用原材料的研制；专用原材料的研制； 模具研制；模具研制； 螺旋侧板成型装备及工艺技术；螺旋侧板成型装备及工艺技术； 涡激振荡装置安装技术。涡激振荡装