2016-01-18   浏览次数:

FRP玻璃钢材料的力学性能与应用现状分析

摘要:新材料新技术的研究、应用和发展,为解决目前各大油田存在的铜管严重腐蚀问题,提供了一个新途径。各种性能良好的新型复合材料层出不穷,FRP复合材料以其优异的力学性能和广泛的适用性而被广为采用。本文介绍了常用FRP材料的力学性能,并论述了正处于发展阶段的FRP复合材料在油田管道工程中的应用现状,以及介绍了FRP复合材料在实际工程应用中的缺点和不足,以期为进一步的相关研究提供参考。

关键词:FRP玻璃钢;混凝土;高压玻璃铜管道

建筑学科的发展,在很大程度上依赖于性能优异的新材料新技术的应用和发展。我们不仅要求材料经济实用、易于施工,而且要求应用后的工程产品性能有明显提高。FPR复合材料以其优异的力学特性和广泛的适用性受到越来越多人们的好评。

采用纤维缠绕工艺制造的高压玻璃钢管与传统的钢管相比,除具备复合材料本身的一些优异特性外,还具有以下特点:(1)耐腐蚀性能好,使用寿命长。其设计使用寿命可达到三十年至五十年;(2)水力学性能优良,缠绕玻璃钢管道内表面光滑,内壁绝对粗糙度仅为0.01 mm,远小于钢管及铸铁管的内壁粗糙度,可设计性、产品适用性强。(3)重量轻,安装、运输方便;(4)导热系数小,不足钢的百分之一,保温性能好。

FRP玻璃钢制品在各大油田中的应用

由于我国油田大多已进入后期开发阶段。为了稳定原油产量,各大油田普遍采用注水工艺来增加地层压力,提高产油量,从而达到稳产增产的目的。但是,由于我国淡水资源缺乏,所以在注水工艺中多采用污水回注,根据某项国内油田的调查研究表明,由于在回注的污水中含有大量的腐蚀性物质,这些物质对金属的平均腐蚀速度为每年l~1.7mm。高压玻璃钢管材料本身即为耐腐蚀材料,从根本上解决了此问题。例如,1995年,我国的高压玻璃钢管道开始应用于大庆油田采油二厂,当时安装了两条直径250mm工作压力为16MPa、检验压力为24MPa的高压注水玻璃钢管道。这是纤维缠绕的高压玻璃钢管在中国油田的首次应用。该工程从第一次安装中、高压玻璃钢管线至今运行正常。

随着国内各油田的石油开采先后进人二次采油和三次采油阶段,钢管道的腐蚀问题日益突出。有资料表明,一条新建的有涂料内衬外加玻璃布涂沥青的加强防腐管道,投产半年即开始穿孔;三千米长的油气混输管道,平均一年更新一次。未做内防腐的污水回注系统,在污水总矿化度20000rag/1以上的重腐蚀作用下,注水干线的使用寿命是4-7年,单井注水管线使用寿命4~6年。尽管腐蚀程度不同,但各油田都普遍存在。单就腐蚀而言,每年给世界油田与国民经济造成的损失达亿万美元。



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