用于涂覆管道现场接头的方法技术

本发明专利技术涉及一种涂覆管道现场接头的方法，所述方法包含以下步骤：(1)将包含基本上线性的乙烯聚合物、线性乙烯聚合物或烯烃嵌段共聚物的第一涂层材料层施加到所述现场接头的未涂覆区域，和(2)随后将包含聚氨酯、环氧树脂或交联聚乙烯的第二涂层材料层施加到所述现场接头。

Method for coating pipe field joints

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于涂覆管道现场接头的方法
本专利技术涉及在涂覆管件方面的改进，并且更具体地涉及一种用于涂覆管道现场接头的方法和一种经涂覆的管道现场接头。
技术介绍
石油和天然气行业中使用的管道通常由在铺设管道时端对端焊接在一起的一定长度的钢管形成。通常还在岸上线轴基座处制作管杆，并且将预制好的管件运送到岸外进行铺设，例如在卷筒铺设操作中，将管杆焊接在一起并以紧凑的卷绕形式储存在铺管船上。为了减轻管道的腐蚀并任选地还在使用中使管道运载的流体绝缘，管件接头预涂覆有保护涂层，所述保护涂层也任选地是热绝缘的。涂层的结构和组成可有许多变化以获得所需的保护或绝缘特性。然而，聚丙烯(PP)最常用于涂覆制成管道的管件接头。举例来说，所谓的三层PP(3LPP)涂层可用于防腐蚀，而所谓的五层PP(5LPP)涂层可用于附加的热绝缘。附加层是可能的。3LPP涂层通常包含施加到钢管件接头的清洁外表面的环氧底漆。随着底漆固化，施加PP的第二薄层以便与底漆结合，并且然后在第二层上方施加挤出PP的第三较厚层，用于机械保护。5LPP涂层添加了另外两层，即经改性以用于热绝缘的PP的第四层(例如玻璃复合PP(GSPP)或泡沫)，所述PP的第四层被挤出的PP的第五层包围，用于对绝缘的第四层进行机械保护。在管件接头的每个末端处留有一段较短的未涂覆的管件，以便于焊接。所得“现场接头”必须涂覆有现场接头涂层，以减轻腐蚀并维持管道所需的任何绝缘水平。用于涂覆由经聚丙烯涂覆的管件形成的管道的现场接头的两种常见工艺是注射模制聚丙烯(IMPP)和注射模制聚氨酯(IMPU)技术。典型地，首先通过喷砂清理然后使用例如感应加热来加热管件来施加IMPP涂层。然后，将粉末状熔融结合环氧树脂(FBE)底漆层与聚丙烯薄粘合剂层一起施加到加热的管件，所述聚丙烯粘合剂层在FBE固化时间期间添加。然后加热管件上的工厂施加涂层的裸露斜面。然后，现场接头被重载高压模具完全封闭，所述模具在管件的未涂覆末端周围限定空腔，所述空腔随后填充有熔融聚丙烯。一旦聚丙烯冷却并凝固，就将模具移除，从而将现场接头涂层留在适当位置。由于用于再绝缘的聚丙烯具有与PP的管件涂层大致类似的机械和热特性，因此管件涂层和现场接头涂层充分相容，使得它们在相互界面处融合在一起。相比之下，IMPU涂层使用化学可固化材料代替在IMPP现场接头中注入聚丙烯作为内填材料。通常，IMPU技术的初始步骤是将液态聚氨酯底漆施加到管件的经喷砂清理的裸露表面上。一旦已经施加了底漆，就将模具定位以将现场接头封闭在空腔中，并且将化学可固化的材料注入模具所限定的空腔中。内填材料通常是两组分的氨基甲酸酯化学品。当固化过程充分进行时，可移除模具，并可将现场接头涂层留在适当位置。IMPU工艺是有利的，因为此工艺取决于固化时间与冷却时间的关系，这可导致较短的涂覆周期。进一步地，在IMPU操作中使用的模具不需要承受高压，并且因此可具有紧凑、轻质和简单的设计。然而，包含具有上述绝缘材料中的一种的现场接头的现有绝缘管道尽管显示出许多显著的优点，但仍然可具有某些限制，例如破裂。举例来说，对于PU涂层，在固化期间引起的收缩可导致内部应力，所述内部应力可导致绝缘材料破裂。当加热和冷却绝缘材料和下面的钢设备时，也可发生破裂。在加热期间，绝缘材料的内表面(邻近热钢设备)比绝缘材料的外表面(邻近冷海水)膨胀得更多。这种不同的膨胀也可导致破裂。在冷却期间，绝缘材料比钢设备收缩得更多且更快，从而导致更多的破裂。已公开降低模制的绝缘材料的内部应力和破裂的新绝缘材料，例如参见美国公布第2015/0074978号；WO2017/019679；和共同未决的美国临时申请第62/381037号。然而，由于新现场接头涂层和PP管件涂层的化学性质不同，因此它们与常规粘合剂层和/或底漆的聚丙烯之间可实现的最大结合强度低于聚丙烯/聚丙烯或聚氨酯/聚丙烯之间可实现的最大结合强度。因此，存在可感知的风险，即管件和新的非PP现场接头涂层之间可产生裂缝，这是不期望的，因为它可使水渗透管件涂层，从而导致管件腐蚀。需要一种改进的粘合剂层材料和涂覆工艺以将常规PP管件涂层与非PP现场接头涂层充分结合。
技术实现思路
本专利技术是一种涂覆管件的两个接合段之间的管道现场接头的方法，每个段包含沿其长度的一部分的聚丙烯管件涂层，和在聚丙烯管件涂层末端与现场接头之间的未涂覆末端部分，所述方法包含以下步骤：(i)将包含基本上线性的乙烯聚合物(SLEP)、线性乙烯聚合物(LEP)或烯烃嵌段共聚物(OBC)的第一涂层材料层施加到现场接头的未涂覆区域，使得其与管件的两个段中的每个的聚丙烯管件涂层重叠并在其间连续延伸，和(ii)随后将包含聚氨酯、环氧树脂或交联聚乙烯的第二涂层材料层施加到现场接头，其中第二涂层材料接触并完全覆盖第一涂层材料层。在本文以上公开的方法的一个实施例中，基本上线性的乙烯聚合物和/或线性乙烯聚合物的特征在于具有(a)小于约0.873g/cc至0.885g/cc的密度，和/或(b)大于1g/10min至小于5g/10min的I2。在本文以上公开的方法的一个实施例中，OBC包含MFR等于或大于5g/10min(在190℃下、在2.16kg的施加载荷下)的一个或多个硬链段和一个或多个软链段，更优选地，其中OBC的特征在于如下所述的方面中的一个或多个：(i.a)具有约1.7至约3.5的重均分子量/数均分子量比率(Mw/Mn)、以摄氏度为单位的至少一个熔融峰(Tm)，和以克/立方厘米(g/cc)为单位的密度(d)，其中Tm和d的数值对应于以下关系：Tm>-2002.9+4538.5(d)-2422.2(d)2或Tm>-6553.3+13735(d)-7051.7(d)2；或(i.b)具有约1.7至约3.5的Mw/Mn，并且通过熔化热(ΔH)J/g和定义为最高差示扫描量热法(DSC)峰与最高结晶分析分级法(CRYSTAF)峰之间的温差的以摄氏度为单位的增量ΔT来表征，其中ΔT和ΔH的数值具有以下关系：对于大于零并且最大130J/g的ΔH来说，ΔT>-0.1299(ΔH)+62.81，对于大于130J/g的ΔH来说，ΔT≥48℃，其中使用至少5％的累积聚合物确定CRYSTAF峰，并且如果低于5％的聚合物具有可鉴别的CRYSTAF峰，那么CRYSTAF温度为30℃；或(i.c)通过使用乙烯/α-烯烃互聚物的压塑膜在300％应变和1个循环下测量的以百分比为单位的弹性回复率(Re)表征，并且具有以克/立方厘米(g/cc)为单位的密度(d)，其中当乙烯/α-烯烃互聚物实质上不含交联相时，Re和d的数值满足以下关系：Re>1481-1629(d)；或(i.d)当使用TREF分级时，具有在40℃与130℃之间洗脱的分子级分，其特征在于所述级分的摩尔共聚单体含量大于或等于数量(-0.2013)T+20.07，更优选地大于或等于数量(-0.2013)T+21.07，其中T是以℃为单位测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂覆管件的两个接合段之间的管道现场接头的方法，每个段包含沿其长度的一部分的聚丙烯管件涂层，和在所述聚丙烯管件涂层末端与所述现场接头之间的未涂覆末端部分，所述方法包含以下步骤：/n(i)将包含基本上线性的乙烯聚合物(SLEP)、线性乙烯聚合物(LEP)或烯烃嵌段共聚物(OBC)的第一涂层材料层施加到所述现场接头的未涂覆区域，使得其与管件的所述两个段中的每个的所述聚丙烯管件涂层重叠并在其间连续延伸；/n和/n(ii)随后将包含聚氨酯、环氧树脂或交联聚乙烯的第二涂层材料层施加到所述现场接头，其中所述第二涂层材料接触并完全覆盖所述第一涂层材料层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170531 US 62/5127561.一种涂覆管件的两个接合段之间的管道现场接头的方法，每个段包含沿其长度的一部分的聚丙烯管件涂层，和在所述聚丙烯管件涂层末端与所述现场接头之间的未涂覆末端部分，所述方法包含以下步骤：
(i)将包含基本上线性的乙烯聚合物(SLEP)、线性乙烯聚合物(LEP)或烯烃嵌段共聚物(OBC)的第一涂层材料层施加到所述现场接头的未涂覆区域，使得其与管件的所述两个段中的每个的所述聚丙烯管件涂层重叠并在其间连续延伸；
和
(ii)随后将包含聚氨酯、环氧树脂或交联聚乙烯的第二涂层材料层施加到所述现场接头，其中所述第二涂层材料接触并完全覆盖所述第一涂层材料层。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基本上线性的乙烯聚合物和/或线性乙烯聚合物的特征在于具有
(a)小于约0.873g/cc至0.885g/cc的密度，和/或
(b)大于1g/10min至小于5g/10min的I2。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述OBC包含MFR等于或大于5g/10min(在190℃下、在2.16kg的施加载荷下)的一个或多个硬链段和一个或多个软链段。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述OBC的特征在于如下所述的方面中的一个或多个：
(i.a)具有约1.7至约3.5的重均分子量/数均分子量比率(Mw/Mn)、以摄氏度为单位的至少一个熔融峰(Tm)，和以克/立方厘米(g/cc)为单位的密度(d)，其中Tm和d的数值对应于以下关系：
Tm>-2002.9+4538.5(d)-2422.2(d)2或Tm>-6553.3+13735(d)-7051.7(d)2；或
(i.b)具有约1.7至约3.5的Mw/Mn，并且通过熔化热(ΔH)J/g和定义为最高差示扫描量热法(DSC)峰与最高结晶分析分级法(CRYSTAF)峰之间的温差的以摄氏度为单位的增量ΔT来表征，其中ΔT和ΔH的数值具有以下关系：
对于大于零并且最大130J/g的ΔH来说，ΔT>-0.1299(ΔH)+62.81，
对于大于130J/g的ΔH来说，ΔT≥48℃，
其中使用至少5％的累积聚合物确定所述CRYSTAF峰，并且如果低于5％的聚合物具有可鉴别的CRYSTAF峰，那么所述CRYSTAF温度为30℃；或
(i.c)通过使用乙烯/α-烯烃互聚物的压塑膜在300％应变和1个循环下测量的以百分比为单位的弹性回复率(Re)表征，并且具有以克/立方厘米(g/cc)为单位的密度(d)，其中当乙烯/α-烯烃互聚物实质上不含交联相时，Re和d的数值满足以下关系：Re>1481-1629(d)；或
(i.d)当使用TREF分级时，具有在40℃与130℃之间洗脱的分子级分，其特征在于所述级分的摩尔共聚单体含量大于或等于数量(-0.2013)T+20.07，更优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·M·梅塔，M·W·布朗二世，A·M·古德曼，B·库马，万启春，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US