柔性软管是海洋资源开发的关键性装备,在油气输送过程中,内管中的甲烷、二氧化碳、硫化氢、水蒸气等气体小分子可逐渐渗透内压密封层,严重危害软管服役安全。为保证软管安全稳定运行,探究甲烷渗透规律,对常温条件下高密度聚乙烯(High De...柔性软管是海洋资源开发的关键性装备,在油气输送过程中,内管中的甲烷、二氧化碳、硫化氢、水蒸气等气体小分子可逐渐渗透内压密封层,严重危害软管服役安全。为保证软管安全稳定运行,探究甲烷渗透规律,对常温条件下高密度聚乙烯(High Density Polyethylene,HDPE)原型软管进行了渗透试验。结果表明:(1)甲烷在HDPE管材中的渗透行为可大致分为溶解扩散期、缓慢解吸期及快速解吸期3个阶段,时间比例为1:6:5,第2阶段的均值气体透过率是第3阶段的1/3。(2)HDPE聚合物材料饱和溶解甲烷分子后,环空压力与气体透过率呈负指数函数关系。(3)发现了甲烷的超临界渗透特性,即试验压力在甲烷的临界压力附近时,气体透过率达到峰值;试验压力小于临界压力时,试验压力越大,气体透过率越大;反之,试验压力越大,气体透过率越小。研究成果可为柔性软管在海洋油气开发工程中的应用及新材料研发提供参考。(图7,表1,参20)展开更多
文摘柔性软管是海洋资源开发的关键性装备,在油气输送过程中,内管中的甲烷、二氧化碳、硫化氢、水蒸气等气体小分子可逐渐渗透内压密封层,严重危害软管服役安全。为保证软管安全稳定运行,探究甲烷渗透规律,对常温条件下高密度聚乙烯(High Density Polyethylene,HDPE)原型软管进行了渗透试验。结果表明:(1)甲烷在HDPE管材中的渗透行为可大致分为溶解扩散期、缓慢解吸期及快速解吸期3个阶段,时间比例为1:6:5,第2阶段的均值气体透过率是第3阶段的1/3。(2)HDPE聚合物材料饱和溶解甲烷分子后,环空压力与气体透过率呈负指数函数关系。(3)发现了甲烷的超临界渗透特性,即试验压力在甲烷的临界压力附近时,气体透过率达到峰值;试验压力小于临界压力时,试验压力越大,气体透过率越大;反之,试验压力越大,气体透过率越小。研究成果可为柔性软管在海洋油气开发工程中的应用及新材料研发提供参考。(图7,表1,参20)
