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成品油管道内涂层减阻性能研究与应用

作　者: 任远
导　师: 柏子龙
学　校: 华东理工大学
专　业: 油气储运工程
关键词: 成品油管道 低表面能涂层 减阻效果 摩阻经验式 涂料配方
分类号: TE973
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


目前我国成品油管道处于快速发展阶段。本论文主要研究了环氧涂层对成品油输送管道的减阻性能,探讨了涂层在成品油中的减阻规律。运用压差流阻测量原理自主设计并建立了一套循环管道评价装置,实践表明该装置具有良好的重复性和可比性。实验以环氧树脂为内涂层基料,通过添加低表面能填料的方法制备了表面性质不同的环氧涂层,分别采用间接法和直接法评价了环氧涂层对各种油品的减阻效果,结果表明环氧涂层对各种油品表现出不同程度的减阻效果,当输送介质为粘度5.0mPa·s(30℃)的调配油品,雷诺数为3475时,3%PTFE环氧色漆涂层最大减阻率达23.1%。涂层减阻效果与油品粘度和涂层表面能有关,在相同雷诺数条件下,油品粘度越大,涂层表面张力越低,涂层的减阻效果越好。运用量纲分析法建立模型并进行实验设计,根据实验结果推导了管道内涂树脂涂层后流体摩阻经验表达式。以涂层减阻性能为优化目标,本文应用正交设计法对成品油管道减阻内涂涂料配方进行了实验设计,得到了较优的减阻内涂涂料配方。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-23
  1.1 管道内涂减阻技术  11-16
    1.1.1 管道内涂层的应用现状  11-12
    1.1.2 管道内涂层的好处  12-13
    1.1.3 涂层减阻机理  13-16
  1.2 管道减阻内涂涂料的基本要求  16-17
    1.2.1 粘结力  16
    1.2.2 耐磨性  16
    1.2.3 耐油品性和耐蚀性  16
    1.2.4 涂层光泽度及表面特性  16-17
  1.3 管道内涂层涂料基料和填料  17-19
    1.3.1 管道内涂层用涂料基料  17-18
    1.3.2 一些基本颜填料  18-19
  1.4 低表面能涂层减阻效果主要评价方法  19-22
    1.4.1 间接法——旋转粘度计法  19-20
    1.4.2 直接法——循环管道压差法  20-22
  1.5 本课题研究的主要内容  22-23
第2章 涂料制备与涂装方法  23-29
  2.1 实验仪器与实验材料  23-25
    2.1.1 实验仪器  23
    2.1.2 实验材料  23-25
  2.2 涂料的实验室制备  25-27
    2.2.1 原料准备  25
    2.2.2 清漆的制备  25-26
    2.2.3 色漆的制备  26
    2.2.4 成品油管道内涂涂料的实验室制备  26-27
  2.3 涂装方法  27-29
    2.3.1 标准试板的涂装  27
    2.3.2 自制转筒的涂装  27
    2.3.3 测试段管道内壁的涂装  27-29
第3章 循环管道评价装置的设计与建立  29-39
  3.1 基础数据  29-30
  3.2 测量段管道的设计  30-31
  3.3 装置器材的选择  31-34
    3.3.1 泵的选择  31
    3.3.2 流量计的选择  31-33
    3.3.3 压力传感器的选择  33-34
  3.4 装置的建立  34-35
  3.5 装置的调试  35-38
    3.5.1 压力传感器精度的标定  35-36
    3.5.2 装置的重复性  36-37
    3.5.3 装置的可比性  37-38
  3.6 本章小结  38-39
第4章 成品油管道内涂层的减阻效果  39-59
  4.1 涂层的基本性质  39
  4.2 间接法评价涂层减阻效果  39-47
    4.2.1 自制转筒的标定  40-41
    4.2.2 实验油品及油品的粘温性能  41-42
    4.2.3 实验步骤  42-43
    4.2.4 涂层对加氢柴油的减阻效果  43-45
    4.2.5 涂层对润滑油基础油的减阻效果  45-46
    4.2.6 涂层对加氢柴油、润滑油基础油的减阻效果对比  46-47
  4.3 直接法评价涂层减阻效果  47-51
    4.3.1 实验油品的调配  47-48
    4.3.2 实验步骤  48
    4.3.3 不同雷诺数下涂层对油品的减阻效果  48-50
    4.3.4 涂层减阻效果与油品粘度的关系  50-51
    4.3.5 涂层减阻效果与涂层表面性质的关系  51
  4.4 管道内涂涂层后流体摩阻的探讨  51-57
    4.4.1 理论推导  52-53
    4.4.2 实验研究  53-55
    4.4.3 分析计算  55-56
    4.4.4 摩阻经验式的验证  56-57
  4.5 本章小结  57-59
第5章 成品油管道减阻内涂涂料配方的研制  59-64
  5.1 涂料配方设计  59-60
  5.2 涂层基本性质  60-61
  5.3 基于减阻性能的涂料配方结果分析  61-63
    5.3.1 各因素的主次顺序  62
    5.3.2 涂料配方优方案的确定  62-63
    5.3.3 涂料配方中各因素对减阻效果的影响趋势  63
  5.4 本章小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油机械设备与自动化 > 油气储运机械设备 > 油气管道
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