柔性管内衬高密度聚乙烯的气体渗透行为研究

作     者：张冬娜 李厚补 戚东涛 丁楠 邵晓东 魏斌 蔡雪华 Zhang Dongna;Li Houbu;Qi Dongtao;Ding Nan;Shao Xiaodong;Wei Bin;Cai Xuehua

作者机构：中国石油集团石油管工程技术研究院 石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室 

出 版 物：《天然气工业》 (Natural Gas Industry)

年 卷 期：2017年第37卷第3期

页      面：104-110页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目"油气耦合介质在热塑性塑料中的渗透特性及机理研究"(编号:51304236) 陕西省自然科学基金项目"酸性气体在热塑性塑料中的渗透特性及机理研究"(编号:2014JQ6227) 

主　　题：柔性管 内衬材料 气体渗透 高密度聚乙烯 油气耦合 溶解度系数 扩散系数 

摘      要：柔性管内衬材料的气体渗透行为对管材的气体输送效率及管材的使用寿命等都具有非常重要的影响,为此,针对目前国内广泛使用的柔性管内衬材料——高密度乙烯(HDPE),使用压差法对其气体渗透行为进行了研究。试验使用的渗透测试气体分别为CO_2及CH_4,测试温度为30~80℃,对不同测试条件下所获得的渗透系数、溶解度系数及扩散系数进行了分析,并使用煤油模拟油气耦合环境,研究了不同环境下HDPE的气体渗透行为。结果表明:(1)不同温度下CO_2和CH_4在HDPE中的气体渗透系数满足阿伦尼乌斯方程,两种气体透过HDPE的表观活化能分别为32.61 kJ/mol及43.84 kJ/mol;(2)随着温度的升高,CO_2的扩散系数变化不明显,溶解度系数逐渐增加;(3)随着温度的升高,CH_4的扩散系数逐渐增加,溶解度系数变化不明显;(4)在模拟油气耦合介质的测试中,煤油起到了溶胀及增塑作用,CH_4在煤油浸泡HDPE中的扩散系数及渗透系数增加。