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低温聚乙烯防护层专用料DMA 性能研究

2021-05-06杨有财陈卫东

石油工程建设 2021年2期

杨有财,陈卫东

青岛中集新材料有限公司,山东青岛266300

国内防腐保温埋地钢制管道采用防腐层- 保温层- 防护层组成的复合结构,防腐层和防护层一般为聚乙烯塑料层,国家标准GB/T 23257—2017 和GB/T 50538—2010 对一般聚乙烯防护层的物理性能已作了规定[1-2]。但是,随着我国西气东输、中俄天然气管道等油气管道建设的发展,高纬度、高海拔等高寒区域、冻土区的冬季施工不可避免。例如,中俄东线天然气管道工程站场设计温度低至-45 ℃[3],普通聚乙烯防护层在低温下受到冲击或者振动等应力影响容易开裂,不能满足低温施工环境的需求[4]。

目前,设计单位为了满足低温施工环境的需求,提出低温聚乙烯防护层专用料(LTPE) 的技术要求。技术要求中除了对低温缺口冲击强度提出严格要求,还规定用动态机械分析(DMA) 测试防护层的玻璃化转变温度。中国石油集团工程技术研究有限公司已经对低温缺口冲击强度的测试进行了详细研究[5]。但是,目前采用DMA 测试聚乙烯玻璃化转变温度的研究较少,而且技术要求中采用的测试标准是国际标准,导致技术开发人员研究面临较多困难。因此,本文对DMA 测试和国际标准进行研究分析,并通过DMA 测试本项目所开发的LTPE 的玻璃化转变温度,对标准做进一步研究。

1 DMA测试的相关标准

DMA 测试是在程序控制温度下,测定材料在振动负荷作用下的储能模量、损耗模量和力学损耗与温度的关系,DMA 分析是测定高分子材料的各种转变,评价材料的耐热性、耐寒性、相容性、减振阻尼效率以及加工工艺性能等的一种简便且有效的方法[6]。……

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