自加温耐高压输油管道及其制备工艺 【技术领域】
本发明属于管道技术领域，具体的讲公开了一种自加温耐高压输油管道及其制备工艺。
背景技术
原油在输送过程中，特别是在高寒地区及稠油区，随着温度的降低，黏度及阻力加大，流量速减。而当前的输送管道只是起了一个输送的作用，没有恒温及加温的功能。为解决这个问题，在输送管线上建设了加热站，向原油里面注入热水来提高温度。但是这又使得输送过程复杂，能源浪费巨大。原油到达目的地，还需要经过脱水净化等一系列繁琐的程序，输送过程中的能源消耗及浪费，使得原油成本增加。
【发明内容】
本发明要解决的第一个技术问题就是提供一种通过电流来实现温度自由控制的适用于北方寒冷地区的自加温耐高压输油管道。
本发明要解决的第二个技术问题就是提供制备上述自加温耐高压输油管道的制备工艺。
为解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：
自加温耐高压输油管道，由内至外依次包括
由100重量份的环氧树脂溶液构成的1-6mm厚的内衬层；
由100重量份的E玻璃纤维和30-40重量份环氧树脂溶液构成的2-16mm厚的缠绕增强层；
由100重量份的碳纤维或碳纤维加热线和30-40重量份环氧树脂溶液构成的2-6mm厚的加热层；
由100重量份的E玻璃纤维和30-40重量份环氧树脂溶液构成的1-3mm厚的保护层。
其附加技术特征为：所述的碳纤维或碳纤维加热线轴向缠绕，碳纤维或碳纤维加热线端头设有插头；所述的碳纤维或碳纤维加热线顺轴向顺序排列，碳纤维或碳纤维加热线端头设有插头；所述的环氧树脂溶液内添加有0.2-0.3重量份的固化剂、7-8重量份的促进剂、40-50重量份的丙酮。
为解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：
制备自加温耐高压输油管道的工艺，包括下列步骤：
第一步、内衬层的制备
调试设备，清洁模具，按权利要求1和4取内衬层的组分和比例，将固化剂、促进剂、丙酮放入环氧树脂溶液混合均匀，将配比好的环氧树脂溶液缠在模具上进行固化构成内衬层，并使得内衬层无气泡，表面平整；
第二步、缠绕增强层的制备
将带有成型内衬层的模具上缠绕机，按权利要求1取缠绕增强层的组分和比例，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成缠绕增强层；
第三步、加热层的制备
按权利要求1取加热层的组分和比例，将碳纤维或碳纤维加热线在环氧树脂溶液内浸渍完全，轴向缠绕或顺轴向顺序排列碳纤维或碳纤维加热线构成加热层；
第四步、保护层的制备
按权利要求1取加热层的组分和比例，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成保护层；
第五步、管道固化
将模具温度升高至180-220℃，保持30-60分钟，使内衬层、缠绕增强层、加热层和保护层完全固化；
第六步、修整脱模
将模具放置脱模机上脱模；
第七步、打压、接入电源插口、入库。
其附加技术特征为：所述的管道固化采用固化炉固化，将模具放入固化炉，转动模具，先使固化炉温度升高至50-70℃，保持25-35分钟，然后使固化炉温度升高至110-130℃，保持25-35分钟，再使固化炉温度升高至170-190℃，保持60-180分钟，使内衬层、缠绕增强层、加热层和保护层完全固化。
利用本发明所提供的工艺制备成的自加温耐高压输油管道，与现有技术相比，将E玻璃纤维、环氧树脂溶液与碳纤维有机结合，碳纤维或碳纤维加热线在管道壁内构成加热层。使用时，将碳纤维或碳纤维加热线端头的插头与电源相连接，以直径20mm，长度12m的自加温耐高压输油管道为例，接入220V电源后15分钟，管道温度即可升至80℃左右，原油流经自加温耐高压输油管道时换热加温，从而有效提高了输送效率，方便快捷。较建设加热站，采用自加温耐高压输油管道，方法简单，升温快，费用低，原油输送成本大大降低。
【附图说明】
图1为本发明自加温耐高压输油管道的第一种结构示意图；
图2为自加温耐高压输油管道的第二种结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明所提供的自加温耐高压输油管道的结构及制备工艺做进一步的详细说明：
如图1所示，本发明提供的自加温耐高压输油管道由内至外依次包括内衬层1、缠绕增强层2、加热层3和保护层4，加热层3的碳纤维5轴向缠绕，碳纤维5端头设有插头6。如图2所示，碳纤维5顺轴向顺序排列。
使用时，将碳纤维5端头的插头6与电源相连接，管道在较短时间内即可升至一定温度，对流经管道的原油进行加热。而内衬层1起防腐防渗透的作用、缠绕增强层2担负增加强度和刚度地作用、保护层4主要起阻燃抗老化防腐蚀的作用。
自加温耐高压输油管道的制备工艺如下：
实施例1
1、内衬层的制备
调试设备，清洁模具，称取0.2重量份的固化剂、7重量份的促进剂、40重量份的丙酮放入100重量份环氧树脂溶液混合均匀，将配比好的环氧树脂溶液缠在模具上1mm厚进行固化构成内衬层，并使得内衬层无气泡，表面平整；
第二步、缠绕增强层的制备
将带有成型内衬层的模具上缠绕机，称取100重量份E玻璃纤维和30重量份环氧树脂溶液，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成2mm厚的缠绕增强层；
第三步、加热层的制备
称取100重量份的碳纤维或碳纤维加热线和30重量份环氧树脂溶液，将碳纤维或碳纤维加热线在环氧树脂溶液内浸渍完全，轴向缠绕碳纤维或碳纤维加热线构成2mm厚的加热层；
第四步、保护层的制备
称取100重量份的E玻璃纤维和30重量份环氧树脂溶液，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成1mm厚的保护层；
第五步、管道固化
将模具温度升高至180℃，保持60分钟，使内衬层、缠绕增强层、加热层和保护层完全固化；
第六步、修整脱模
将模具放置脱模机上脱模；
第七步、打压、接入电源插口、入库。
实施例2
1、内衬层的制备
调试设备，清洁模具，称取0.5重量份的固化剂、7.5重量份的促进剂、45重量份的丙酮放入100重量份环氧树脂溶液混合均匀，将配比好的环氧树脂溶液缠在模具上3.5mm厚进行固化构成内衬层，并使得内衬层无气泡，表面平整；
第二步、缠绕增强层的制备
将带有成型内衬层的模具上缠绕机，称取100重量份E玻璃纤维和35重量份环氧树脂溶液，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成9mm厚的缠绕增强层；
第三步、加热层的制备
称取100重量份的碳纤维或碳纤维加热线和35重量份环氧树脂溶液，将碳纤维或碳纤维加热线在环氧树脂溶液内浸渍完全，顺轴向顺序排列碳纤维或碳纤维加热线构成4mm厚的加热层；
第四步、保护层的制备
称取100重量份的E玻璃纤维和35重量份环氧树脂溶液，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成2mm厚的保护层；
第五步、管道固化
将模具温度升高至200℃，保持45分钟，使内衬层、缠绕增强层、加热层和保护层完全固化；
第六步、修整脱模
将模具放置脱模机上脱模；
第七步、打压、接入电源插口、入库。
实施例3
1、内衬层的制备
调试设备，清洁模具，称取0.3重量份的固化剂、8重量份的促进剂、50重量份的丙酮放入100重量份环氧树脂溶液混合均匀，将配比好的环氧树脂溶液缠在模具上6mm厚进行固化构成内衬层，并使得内衬层无气泡，表面平整；
第二步、缠绕增强层的制备
将带有成型内衬层的模具上缠绕机，称取100重量份E玻璃纤维和40重量份环氧树脂溶液，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成16mm厚的缠绕增强层；
第三步、加热层的制备
称取100重量份的碳纤维或碳纤维加热线和40重量份环氧树脂溶液，将碳纤维或碳纤维加热线在环氧树脂溶液内浸渍完全，轴向缠绕碳纤维或碳纤维加热线构成6mm厚的加热层；
第四步、保护层的制备
称取100重量份的E玻璃纤维和40重量份环氧树脂溶液，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成3mm厚的保护层；
第五步、管道固化
将模具温度升高至220℃，保持30分钟，使内衬层、缠绕增强层、加热层和保护层完全固化；
第六步、修整脱模
将模具放置脱模机上脱模；
第七步、打压、接入电源插口、入库。
实施例4
1、内衬层的制备
调试设备，清洁模具，称取0.2重量份的固化剂、7重量份的促进剂、40重量份的丙酮放入100重量份环氧树脂溶液混合均匀，将配比好的环氧树脂溶液缠在模具上1mm厚进行固化构成内衬层，并使得内衬层无气泡，表面平整；
第二步、缠绕增强层的制备
将带有成型内衬层的模具上缠绕机，称取100重量份E玻璃纤维和30重量份环氧树脂溶液，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成2mm厚的缠绕增强层；
第三步、加热层的制备
称取100重量份的碳纤维或碳纤维加热线和30重量份环氧树脂溶液，将碳纤维或碳纤维加热线在环氧树脂溶液内浸渍完全，轴向缠绕碳纤维或碳纤维加热线构成2mm厚的加热层；
第四步、保护层的制备
称取100重量份的E玻璃纤维和30重量份环氧树脂溶液，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成1mm厚的保护层；
第五步、管道固化
将模具放入固化炉，转动模具，先使固化炉温度升高至50℃，保持25分钟，然后使固化炉温度升高至110℃，保持25分钟，再使固化炉温度升高至170℃，保持180分钟，使内衬层、缠绕增强层、加热层和保护层完全固化；
第六步、修整脱模
将模具放置脱模机上脱模；
第七步、打压、接入电源插口、入库。
实施例5
1、内衬层的制备
调试设备，清洁模具，称取0.5重量份的固化剂、7.5重量份的促进剂、45重量份的丙酮放入100重量份环氧树脂溶液混合均匀，将配比好的环氧树脂溶液缠在模具上3.5mm厚进行固化构成内衬层，并使得内衬层无气泡，表面平整；
第二步、缠绕增强层的制备
将带有成型内衬层的模具上缠绕机，称取100重量份E玻璃纤维和35重量份环氧树脂溶液，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成9mm厚的缠绕增强层；
第三步、加热层的制备
称取100重量份的碳纤维或碳纤维加热线和35重量份环氧树脂溶液，将碳纤维或碳纤维加热线在环氧树脂溶液内浸渍完全，顺轴向顺序排列碳纤维或碳纤维加热线构成4mm厚的加热层；
第四步、保护层的制备
称取100重量份的E玻璃纤维和35重量份环氧树脂溶液，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成2mm厚的保护层；
第五步、管道固化
将模具放入固化炉，转动模具，先使固化炉温度升高至60℃，保持30分钟，然后使固化炉温度升高至120℃，保持30分钟，再使固化炉温度升高至180℃，保持120分钟，使内衬层、缠绕增强层、加热层和保护层完全固化；
第六步、修整脱模
将模具放置脱模机上脱模；
第七步、打压、接入电源插口、入库。
实施例6
1、内衬层的制备
调试设备，清洁模具，称取0.3重量份的固化剂、8重量份的促进剂、50重量份的丙酮放入100重量份环氧树脂溶液混合均匀，将配比好的环氧树脂溶液缠在模具上6mm厚进行固化构成内衬层，并使得内衬层无气泡，表面平整；
第二步、缠绕增强层的制备
将带有成型内衬层的模具上缠绕机，称取100重量份E玻璃纤维和40重量份环氧树脂溶液，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成16mm厚的缠绕增强层；
第三步、加热层的制备
称取100重量份的碳纤维或碳纤维加热线和40重量份环氧树脂溶液，将碳纤维或碳纤维加热线在环氧树脂溶液内浸渍完全，轴向缠绕碳纤维或碳纤维加热线构成6mm厚的加热层；
第四步、保护层的制备
称取100重量份的E玻璃纤维和40重量份环氧树脂溶液，将每束E玻璃纤维在环氧树脂溶液内浸渍完全，缠绕在内衬层外壁构成3mm厚的保护层；
第五步、管道固化
将模具放入固化炉，转动模具，先使固化炉温度升高至70℃，保持35分钟，然后使固化炉温度升高至130℃，保持35分钟，再使固化炉温度升高至190℃，保持60分钟，使内衬层、缠绕增强层、加热层和保护层完全固化；
第六步、修整脱模
将模具放置脱模机上脱模；
第七步、打压、接入电源插口、入库。
本发明提供的自加温耐高压输油管道，不仅可用于输送原油，还可用于输送硫酸、盐酸等，加热层还可为电加热橡胶层或其它电加热层。