海洋柔性管道作為連接水面浮體與海底井口的“生命線”,是深水油氣開發(fā)的關(guān)鍵裝備,其結(jié)構(gòu)采用金屬層和聚合物層多層復(fù)合而成,集合了兩類材料的優(yōu)勢。在實際應(yīng)用中,柔性管道輸送的高溫油氣介質(zhì)時,聚合物材料在高溫環(huán)境下長期使用易發(fā)生老化現(xiàn)象,可能造成材料失效,管道破壞泄漏,造成環(huán)境污染。因此,本文研究高溫特性下聚合物材料選型設(shè)計,在材料尺度對符合要求的聚合物材料進行高溫老化行為分析,探究其機理,并在裝備尺度對聚合物制成的柔性管道進行原型測試,驗證其實際應(yīng)用效果。首先,綜合分析高溫介質(zhì)對聚合物材料提出的功能需求,形成高溫下聚合物材料的選型體系,其中耐高溫、耐老化、流體兼容性、力學(xué)性能、加工性能為關(guān)鍵性能,對比總結(jié)聚偏氟乙烯（PVDF）為最優(yōu)護套層聚合物材料,對其進行高溫力學(xué)性能測試。結(jié)果表明,高溫會有效加快PVDF分子鏈運動,隨溫度提高,其彈性模量、拉伸強度逐步降低,斷裂伸長率逐步提高。其次,采用X射線衍射（XRD）、傅里葉紅外光譜（FT-IR）、差示掃描量熱（DSC）、掃描電子顯微鏡（SEM）及力學(xué)拉伸等多尺度手段研究130°C高溫?zé)崂匣煌瑫r間（0⁶0天）對其結(jié)構(gòu)和性能影響... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 柔性管道聚合物材料概述
        1.1.1 柔性管道工程背景簡介
        1.1.2 柔性管道聚合物材料功能需求
    1.2 柔性管道聚合物材料失效分析
    1.3 聚合物材料高溫?zé)崂匣芯楷F(xiàn)狀
        1.3.1 聚合物材料高溫?zé)崂匣碚鞣椒?br>        1.3.2 柔性管道聚合物材料研發(fā)及老化研究
    1.4 本課題的研究意義和內(nèi)容
        1.4.1 本課題的研究意義
        1.4.2 本課題的研究內(nèi)容
2 基于高溫特性的材料選型設(shè)計與分析
    2.1 柔性管道護套聚合物材料設(shè)計
        2.1.1 柔性管道護套功能需求
        2.1.2 聚合物材料設(shè)計準(zhǔn)則
        2.1.3 材料選型設(shè)計流程
        2.1.4 材料總結(jié)與選型
    2.2 聚偏氟乙烯高溫力學(xué)性能分析
        2.2.1 實驗方法
        2.2.2 實驗過程
        2.2.3 結(jié)果與討論
    2.4 本章結(jié)論
3 高溫?zé)崂匣瘜燮蚁┙Y(jié)構(gòu)與性能的影響
    3.1 實驗材料與測試方法
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 實驗設(shè)備
        3.1.3 性能測試與表征
    3.2 實驗部分
        3.2.1 高溫老化實驗過程
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 顏色變化分析
        3.3.2 質(zhì)量變化分析
        3.3.3 力學(xué)性能分析
        3.3.4 掃描電鏡分析
        3.3.5 X射線衍射分析
        3.3.6 傅里葉紅外光譜分析
        3.3.7 差示掃描量熱分析
    3.4 本章結(jié)論
4 聚偏氟乙烯高溫?zé)崂匣瘷C理分析
    4.1 聚偏氟乙烯熱老化類型
    4.2 聚偏氟乙烯熱老化機理
    4.3 聚偏氟乙烯熱老化下結(jié)構(gòu)特性分析
        4.3.1 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 晶體結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 結(jié)晶度分析
    4.4 本章結(jié)論
5 基于聚偏氟乙烯的柔性管道溫度循環(huán)研究
    5.1 實驗樣品與測試方法
        5.1.1 實驗樣品選取
        5.1.2 實驗裝置設(shè)計
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗設(shè)置
        5.2.2 實驗過程
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章結(jié)論
結(jié)論
創(chuàng)新點與展望
參考文獻
期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]海洋柔性立管疲勞試驗及其失效檢測探究[J]. 趙林,段文靜.  海洋技術(shù)學(xué)報. 2016(03)
[5]高分子材料熱老化方法研究及應(yīng)用進展[J]. 夏晉程,張煒,葉純麟,李志.  工程塑料應(yīng)用. 2016(01)
[6]海底油氣輸送管道材料開發(fā)和應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 王海濤,池強,李鶴林,杜偉,黃呈帥,張繼明.  焊管. 2014(08)
[7]熱氧老化對尼龍6結(jié)晶行為與性能的影響[J]. 王海利,黃仁軍,吳盾,劉春林,成文俊,謝立平.  高分子材料科學(xué)與工程. 2013(08)
[8]淺談我國深海石油勘探的現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 王國雨.  科技資訊. 2013(03)
[9]海洋復(fù)合柔性管發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 潛凌,李培江,張文燕.  石油礦場機械. 2012(02)
[10]利用紅外光譜研究聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變時的構(gòu)象變化[J]. 梁曉凡,黃定海.  高分子通報. 2011(11)

碩士論文
[1]海洋非粘結(jié)柔性管道結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析研究[D]. 王野.大連理工大學(xué) 2013



本文編號：3090055