光/热协同固化环氧树脂预浸料制备及防腐应用研究

序号:226 赛区:京津冀赛区 得票数:90


油气管道容易受内外各种因素影响,产生腐蚀、机械损伤等问题,不仅影响 储运质量,还存在安全隐患。切实做好防腐工作,能够确保油气储运管道高质量 运行。基于管道防腐层现场施工要求,本项目开发了光/热协同固化环氧树脂预浸 料。首先设计了光/热固化环氧树脂体系,利用差示扫描量热法(DSC)探究了固 化动力学特性;其次探讨了环氧体系的预浸料热熔两步法工艺,分析光处理树脂配 方对其成膜工艺性影响;最后利用玻璃纤维预浸料缠绕钢管外表面形成表面防腐层, 通过有限元分析腐蚀管道的失效破坏机制,以及预浸料对管道的防腐补强效果。 结果分析表明,树脂体系在光固化 10min 内转化率超过 50%,光处理操作有 效推动热引发温度向低温区域发展,增加了热固化反应活性,满足快速低温固化 要求。同时,光固化处理得到的 B 阶段树脂,具有一定的室温成膜性,以及良好的成 膜操作时间,满足两步法预浸料工艺要求,玻璃纤维预浸料固化后力学强度高,树脂 与纤维存在良好结合。有限元模拟分析可知,管道在腐蚀处及其附近区域相继出现应 力集中,冲破极限内压后会在腐蚀区发生爆破失效。利用预浸料对管道的负载转移作 用,通过分散腐蚀区应力,恢复了管道强度。综上可知,光/热固化预浸料不但满足现 场施工要求,而且对管道防腐起到良好保护作用,存在巨大的市场应用潜力。