Способ получения прокладываемого в воде трубопровода, труба для его изготовления и способ трубопроводной транспортировки текучей среды

Номер патента: 20595

Опубликовано: 30.12.2014

Авторы: Винкельс Йерн, Кокс Ханс-Юрген, Геринг Райнер, Довэ Андреас

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ получения прокладываемого в воде трубопровода, включающего следующие стадии:

a) изготовление металлической проводной трубы, покрытой экструдированным слоем из полиамидной формовочной массы,

b) прокладывание металлической проводной трубы в воде при условиях, при которых покрытие подвержено срезающей сжимающей нагрузке и/или изгибающей нагрузке, причем

трубопровод для транспортировки наматывают и перед или во время укладки разматывают или

трубопровод прокладывают с изгибом по J- или S-подобной кривой,

отличающийся тем, что вязкость экструдированной полиамидной формовочной массы при 240°С и скорости сдвига от 0,1 с-1 в соответствии с ASTM D 4440-3 составляет по меньшей мере 2000 Па×с, а слой из полиамидной формовочной массы имеет толщину по меньшей мере 1,0 мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что между металлической проводной трубой и слоем из полиамидной формовочной массы распологают один или более других слоев, которые выбраны из следующей группы:

керамический слой,

грунтовочный слой,

слой из полиолефина, который содержит функциональные группы,

другой составной слой промотора адгезии и

текстильное армирование в виде ткани или мата.

3. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что наружный диаметр металлической проводной трубы составляет от 25 до 1000 мм.

4. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что относительная вязкость ηrel раствора полиамида в экструдированной формовочной массе в соответствии с ISO 307 составляет по меньшей мере 1,8.

5. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что экструдированный слой из полиамидной формовочной массы нанесен при помощи следующих технологических операций:

a) приготовлена полиамидная формовочная масса,

b) получена предварительная смесь полиамидной формовочной массы и добавки, повышающей молекулярную массу,

c) предварительная смесь, при необходимости, хранилась и/или транспортировалась и

d) предварительная смесь подвергалась экструзии, на которой производилась конденсация.

6. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что добавка, повышающая молекулярную массу, представляет собой соединение по меньшей мере с двумя карбонатными единицами.

7. Труба для изготовления прокладываемого в воде трубопровода, содержащего металлическую проводную трубу, которая покрыта экструдированным слоем из полиамидной формовочной массы, причем покрытие выполнено с возможностью выдерживать в процессе укладки срезающие, сжимающие и/или изгибающие нагрузки, причем вязкость экструдированной полиамидной формовочной массы при 240°С и скорости сдвига от 0,1 с-1 в соответствии с ASTM D 4440-3 составляет по меньшей мере 2000 Па×с и слой из полиамидной формовочной массы имеет толщину по меньшей мере 1,0 мм.

8. Способ трубопроводной транспортировки текучей среды, отличающийся тем, что трубопровод представляет собой проложенный в воде трубопровод по п.7.

Текст

Смотреть все

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОКЛАДЫВАЕМОГО В ВОДЕ ТРУБОПРОВОДА, ТРУБА ДЛЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СПОСОБ ТРУБОПРОВОДНОЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Металлическая проводная труба, покрытая экструдированным слоем полиамидной формовочной массы, используется для изготовления проложенного в воде трубопровода, причем в зависимости от выбранного способа укладки покрытие в процессе укладки подвержено срезающей сжимающей нагрузке и/или изгибающей нагрузке.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ЭВОНИК ДЕГУССА ГМБХ; ЗАЛЬЦГИТТЕР МАННЕСМАНН ЛАЙН ПАЙП ГМБХ (DE) Настоящее изобретение касается способа получения прокладываемого в воде трубопровода, применения металлической проводной трубы, покрытой экструдированным слоем полиамидной формовочной массы, для изготовления прокладываемого в воде трубопровода и способа трубопроводной транспортировки текучей среды. Производственные, транспортные линии, нагнетательные трубопроводы или нефтепродуктопроводы из металла в настоящее время покрывают, например, полиолефином, как, например, полиэтилен или полипропилен (WO 2002/094922; US 2002/0066491; ЕР-А-0346101). Покрытия или оболочки в первую очередь служат защитой от коррозии; они описаны соответствующими стандартами. Для полиолефиновых оболочек такими стандартами являются, например, DIN EN 10288 или DIN 30678. В случае полиолефиновой оболочки этот слой получают, например, при помощи рукавной или обмоточной экструзии. Для усиления адгезии перед экструзией могут быть последовательно уложены эпоксидные и клеящие слои. Другое техническое решение, которое регламентируется DIN EN 10310 (немецкая редакция EN 10310:2003), предусматривает покрытие стальных труб для подземных и проложенных в воде трубопроводов посредством полиамидного порошка. Полиамидное покрытие распределяют посредством погружения в псевдоожиженный слой, распыления или методом накатывания. Согласно технологии только относительно тонкие слои могут быть нанесены на металл посредством нанесения порошковых покрытий. Невыгодным является, в частности, то, что для нанесения должен использоваться порошок из относительно низкомолекулярного полиамида, чтобы обеспечить хорошее протекание расплава по горячей поверхности металла. Однако полученное таким образом покрытие имеет неудовлетворительную механическую прочность; оно служит в первую очередь защитой от коррозии. Невыгодным является, в частности, также то, что этим способом невозможно наносить полиамидный слой на трубу, которая уже содержит покрытие из полиолефина или слой промотора адгезии. Кроме того, также известны покрытия из термореактивных пластиков на основе эпоксида или полиуретана. В строительстве трубопроводов установлены в возрастающей степени важные технические требования к нанесению покрытия на трубу, поскольку к условиям окружающей среды, условиям укладки и условиям эксплуатации всегда предъявляют высокие требования. Одним из наиболее эффективных методов защиты проложенного в земле трубопровода от коррозии, в особенности при катодной защите от коррозии, является нанесение многослойного покрытия. Оно состоит из слоя эпоксидной смолы в качестве первого слоя, сополимера в виде клеящего вещества в качестве второго слоя и наружного полиолефинового слоя из полиэтилена или полипропилена. Этот метод нанесения покрытия пригоден для труб от малого диаметра до большого диаметра. Конечно, в морской и прибрежной зонах часто устанавливают дополнительные высокие требования к сопротивлению механическим нагрузкам. При укладке в морской зоне в настоящее время большие глубины укладки требуют использования специальных методов, как, например, J-метод укладки. Здесь речь идет о способе с почти вертикальным монтажом укладываемой нитки на полупогруженной укладочной платформе или соответствующим образом оборудованном укладочном понтоне или трубоукладочном судне. Соответствующими приспособлениями для закрепления конец нитки трубопровода закрепляют каждый раз для монтажа последующих участков трубопровода. При этом на антикоррозионное покрытие действуют значительные силы. Конкретно здесь речь идет о силе сжатия, которая действует от держателя, по существу, перпендикулярно к силе тяжести закрепленной трубы. Вместе с тем срезающая сжимающая нагрузка воздействует на антикоррозионное покрытие. Еще одним методом укладки трубопровода в морских условиях является S-метод укладки. Он является особенно пригодным при незначительных глубинах укладки. Трубопровод обычно горизонтально сваривают на трубоукладочном судне, испытывают и вводят в воду по так называемому стингеру. Задача стингера при этом поддерживать трубопровод и допускать приемлемый радиус изгиба. По пути через трубоукладочное судно, стингер и морское дно труба при этом имеет форму вытянутой буквы S. Механическая нагрузка для защищенной от коррозии нитки трубопровода немного меньше по сравнению с намоткой или J-методом укладки. При так называемой намотке, как описано, например, в US 4117692 или ЕР-А-1104525, предварительно смонтированная нитка трубопровода намотана на барабан, имеющий соответствующим образом установленные размеры. При этом нитка трубопровода пластично деформирована. Для укладки в открытом море нитку трубопровода снова направляют через соответствующие шкивы и затем укладывают. Посредством изгибающей нагрузки антикоррозионное покрытие все же подвергается значительному воздействию, поскольку при сматывании и разматывании передается очень большая сила на поверхность трубы и с ней на покрытие. Передаваемые силы возрастают с уменьшением диаметра намотки. Тем не менее, чтобы оптимизировать пропускную способность, стремятся к как можно меньшему диаметру намотки.J-метод укладки, S-метод укладки и намотка более подробно описаны, например, в OCS Report Орлеан, август 2001 г. Обычные покрытия, которые, по существу, служат защитой от коррозии, не представляют достаточной защиты от механических нагрузок. Полимерный слой иногда может повреждаться вследствие срезающей сжимающей нагрузки или воздействия силы трения во время процесса намотки или разматывания или вследствие сдвигающей нагрузки во время манипуляции захвата так, что металл вступает в контакт с водой. Возникающая при этом коррозия существенно снижает срок службы трубопровода. Поэтому необходимо существенно увеличивать толщину покрытия, что повышает расходы на трубопровод,кроме того, этим путем ограничивается дальнейшее уменьшение диаметра намотки. В добавление к этому известные системы оболочки на основе полиэтилена или полипропилена реагируют при низких температурах, становясь исключительно хрупкими, так что они уже поэтому только условно подходят для такого рода возникающих механических нагрузок при укладке трубопровода. Задача изобретения состоит в том, чтобы предоставить покрытую оболочкой металлическую проводную трубу, которая выдерживает большие механические нагрузки при укладке в воде. В особенности данная проводная труба должна позволять уменьшение диаметра намотки и при больших механических нагрузках вследствие процесса намотки сохранять целостность оболочки так, чтобы металлическая труба была эффективно защищена от коррозии. Кроме того, должно быть достигнуто прочное сцепление с трубой или с имеющейся оболочкой. В целом, труба должна быть заранее подготовлена, удобна для использования и не требовать больших затрат. Эти и другие видимые из материалов заявки задачи решают с помощью способа получения прокладываемого в воде трубопровода, включающего следующие стадии: а) изготовление металлической проводной трубы, покрытой экструдированным слоем из полиамидной формовочной массы, b) прокладывание металлической проводной трубы в воде при условиях, при которых покрытие подвержено срезающей сжимающей нагрузке и/или изгибающей нагрузке, причем трубопровод для транспортировки наматывают и перед или во время укладки разматывают или трубопровод прокладывают с изгибом по J- илиS-подобной кривой, причем вязкость экструдированной полиамидной формовочной массы при 240 С и скорости сдвига от 0,1 с-1 в соответствии с ASTM D 4440-3 составляет по меньшей мере 2000 Пас, а слой из полиамидной формовочной массы имеет толщину по меньшей мере 1,0 мм. Термин "в воде" подразумевает укладку на дне водоема, например на дне моря, или укладку на любой высоте между дном водоема и поверхностью водоема."Покрытием" здесь и далее называют совокупность всех слоев, нанесенных на металлическую поверхность, следовательно, как покрытие слоем из полиамидной формовочной массы, так и возможные имеющиеся промежуточные слои, которые действуют как промотор адгезии, и т.п. Металлическая проводная труба состоит, например, из стали, высококачественной стали, меди,алюминия, чугуна, оцинкованной стали с металлическими сплавами, такими как, например, сталь с покрытием GALFAN, или из любых других металлов. Трубу можно изготавливать всеми известными из уровня техники способами, например, как сварную или бесшовную трубу. Соответствующие способы изготовления являются общеизвестным уровнем техники. Согласно изобретению выбранными способами укладки являются J-метод укладки, S-метод укладки и намотка. Согласно изобретению обнаружено, что большое преимущество полиамидного покрытия проводных труб для описанных областей применения, в частности, заключается в том, что полиамид сохраняет свои хорошие механические свойства именно при более низких температурах окружающей среды. Кроме того, исключительная ударная вязкость, значительная износостойкость и фрикционные свойства, а также хорошая адгезионная способность полиамида являются предпочтительными для таких применений. Полиамид может быть получен из комбинации диамина и дикарбоновой кислоты, из аминокарбоновой кислоты или соответствующего лактама. Принципиально может использоваться любой полиамид, например РА 46, РА 6, РА 66 или сополиамиды на их основе с единицами, которые происходят от терефталевой кислоты и/или изофталевой кислоты (в общем, обозначенной как РРА). В предпочтительной форме исполнения мономерные единицы в среднем содержат по меньшей мере 8, по меньшей мере 9 или по меньшей мере 10 С-атомов. При смеси с лактамами здесь рассматривают среднее арифметическое. При комбинации диамина и дикарбоновой кислоты среднее арифметическое С-атомов диамина и дикарбоновой кислоты в этой предпочтительной форме исполнения должно составлять по меньшей мере 8, по меньшей мере 9 или по меньшей мере 10. Подходящими полиамидами являются, например,РА 610 (который может быть получен из гексаметилендиамина [6 С-атомов] и себациновой кислоты [10 Сатомов], среднее арифметическое С-атомов в мономерных единицах составляет здесь, таким образом, 8),РА 88 (который может быть получен из октаметилендиамина и 1,8-диоктановой кислоты), РА 8 (который может быть получен из каприллактама), РА 612, РА 810, РА 108, РА 9, РА 613, РА 614, РА 812, РА 128, РА 1010,РА 10, РА 814, РА 148, РА 1012, РА 11, РА 1014, РА 1212 и РА 12. Получение полиамидов является уровнем техники. Само собой разумеется, что также могут быть использованы основанные на них сополиамиды,причем, при необходимости, также могут быть использованы мономеры, такие как капролактам. Полиамидом может быть также полиэфирэфирамид или полиэфирамид. Полиэфирамиды, напри-2 020595 мер, принципиально известны из DE-OS 3006961. Они содержат полиэфирдиамин в качестве сомономера. Подходящие полиэфирдиамины доступны благодаря превращению соответствующих полиэфирдиолов восстановительным аминированием или сочетанием с акрилонитрилом с последующим гидрированием (например, ЕР-А-0434244; ЕР-А-0296852). Как правило, они имеют среднечисленную молярную массу от 230 до 4000; их доля в полиэфирамиде составляет предпочтительно от 5 до 50 мас.%. Имеющиеся в продаже полиэфирдиамины, производные от пропиленгликоля, коммерчески доступны в виде JEFFAMIN D-типа компании Fa. Huntsman. В принципе, также хорошо подходят полиэфирдиамины, производные 1,4-бутандиола или 1,3-бутандиола, или смешанные полиэфирдиамины со статистическим или блочным распределением происходящих от диолов единиц. Таким же образом могут также использоваться смеси различных полиамидов, при условии достаточной совместимости. Совместимые комбинации полиамидов известны специалистам; здесь могут быть приведены, например, комбинации РА 12/РА 1012, РА 12/РА 1212, РА 612/РА 12, РА 613/РА 12,РА 1014/РА 12 и РА 610/РА 12, а также соответствующие комбинации с РА 11. В случае сомнения совместимые комбинации могут быть определены обычными испытаниями. В предпочтительной форме исполнения используют смесь от 30 до 99 мас.%, предпочтительно от 40 до 98 мас.% и особенно предпочтительно от 50 до 98 мас.% полиамида в узком смысле, а также от 1 до 70 мас.%, предпочтительно от 2 до 60 мас.% и особенно предпочтительно от 4 до 50 мас.% полиэфирэфирамида и/или полиэфирамида. При этом предпочтительными являются полиэфирамиды. Наряду с полиамидом формовочная масса может содержать другие компоненты, такие как, например, модификаторы ударопрочности, другие термопласты, пластификаторы и другие общепринятые добавки. Только необходимо, чтобы полиамид образовывал матрицу формовочной массы. Подходящими модификаторами ударопрочности являются, например, этилен/-олефинсополимеры, предпочтительно выбранные из следующих.a) Этилен/С 3-С 12 олефин-сополимеры, имеющие от 20 до 96, предпочтительно от 25 до 85 мас.% этилена. В качестве С 3-С 12 олефинов, например, выбирают пропен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1 октен, 1-децен или 1-додецен. Типичными примерами для этого являются этилен-пропилен-каучук, а также LLDPE и VLDPE.b) Этилен/С 3-С 12 олефин/несопряженные диен-терполимеры, имеющие от 20 до 96, предпочтительно от 25 до 85% этилена и до максимум приблизительно 10 мас.% несопряженного диена, такого как,например, бицикло(2.2.1)гептадиен, гексадиен-1,4, дициклопентадиен или 5-этилиденнорборнен. В качестве С 3-С 12 олефинов также подходят, например, пропен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-октен, 1-децен или 1-додецен. Получение этих сополимеров или терполимеров, например, с помощью катализатора ЦиглераНатта является уровнем техники. Другими подходящими модификаторами ударопрочности являются стирол-этилен/бутилен-блоксополимеры. При этом предпочтительно используют стирол-этилен/бутилен-стирол-блок-сополимеры(SEBS), которые могут быть получены гидрированием стирол-бутадиен-стирол-блок-сополимеров. Также могут быть использованы диблок-системы (SEB) или мультиблок-системы. Такого рода блоксополимеры являются уровнем техники. Эти модификаторы ударопрочности предпочтительно содержат группы кислотных ангидридов, которые вносят известным способом посредством термической или радикальной реакции полимеров основной цепи и ненасыщенной дикарбоновой кислоты или ненасыщенного сложного моноалкилового эфира дикарбоновой кислоты, которых достаточно для присоединения к полиамиду. Подходящими реагентами являются, например, малеиновая кислота, малеиновый ангидрид, монобутилэфир малеиновой кислоты, фумаровая кислота, цитраконовый ангидрид, аконитовая кислота или итаконовый ангидрид. Таким способом к модификатору ударопрочности предпочтительно добавляют от 0,1 до 4 мас.% ненасыщенного ангидрида. Согласно уровню техники может добавляться ненасыщенный ангидрид дикарбоновой кислоты или его предшественник также вместе с другим ненасыщенным мономером, таким как,например, стирол, -метилстирол или инден. Другими подходящими модификаторами ударопрочности являются сополимеры, которые содержат единицы следующих мономеров:a) от 20 до 94,5 мас.% одного или более -олефинов, содержащих от 2 до 12 С-атомов,b) от 5 до 79,5 мас.% одного или более акриловых соединений, выбранных из акриловой кислоты или метакриловой кислоты или их солей, эфиров акриловой кислоты или метакриловой кислоты с C1-С 12 спиртом, которые, при необходимости, могут содержать свободную гидроксильную или эпоксидную функцию, акрилнитрила или метакрилнитрила, акриламидов или метакриламидов,c) от 0,5 до 50 мас.% одного олефинового ненасыщенного эпоксида, ангидрида карбоновой кислоты, имида карбоновой кислоты, оксазолина или оксазинона. Эти сополимеры, например, являются составными из следующих мономеров, причем этот список не является исчерпывающим:b) акриловая кислота, метакриловая кислота или их соли, например, с Na или Zn2 в качестве противоиона; метилакрилат, этилакрилат, н-пропилакрилат, н-бутилакрилат, изобутилакрилат, н-гексилакрилат, н-октилакрилат, 2-этилгексилакрилат, изононилакрилат, додецилакрилат, метилметакрилат,этилметакрилат, н-пропилметакрилат, н-бутилметакрилат, изобутилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат,гидроксиэтилакрилат, 4-гидроксибутилметакрилат, глицидилакрилат, глицидилметакрилат, акрилнитрил,метакрилнитрил, акриламид, N-метилакриламид, N,N-диметилакриламид, N-этилакриламид, Nгидроксиэтилакриламид, N-пропилакриламид, N-бутилакриламид, N-(2-этилгексил)акриламид, метакриламид, N-метилметакриламид, N,N-диметилметакриламид, N-этилметакриламид, N-гидроксиэтилметакриламид, N-пропилметакриламид, N-бутилметакриламид, N,N-дибутилметакриламид, N-(2 этилгексил)метакриламид; с) винилоксиран, аллилоксиран, глицидилакрилат, глицидилметакрилат, малеиновый ангидрид,аконитовый ангидрид, итаконовый ангидрид, кроме того, дикарбоновые кислоты, образованные из этих ангидридов посредством реакции с водой; имид малеиновой кислоты, N-метилмалеинимид, Nэтилмалеинимид, N-бутилмалеинимид, N-фенилмалеинимид, имид аконитовой кислоты, N-метилимид аконитовой кислоты, N-фенилимид аконитовой кислоты, имид итаконовой кислоты, N-метилимид итаконовой кислоты, N-фенилимид итаконовой кислоты, N-акрилоилкапролактам, N-метакрилоилкапролактам, N-акрилоиллауринлактам, N-метакрилоиллауринлактам, винилоксазолин, изопропенилоксазолин, аллилоксазолин, винилоксазинон или изопропенилоксазинон. При применении глицидилакрилата или глицидилметакрилата они одновременно действуют также в качестве акрилового соединения b), так что при достаточном количестве глицидил(мет)акрилата дополнительное акриловое соединение может не использоваться. В этой особой форме исполнения сополимер содержит единицы следующих мономеров:a) от 20 до 94,5 мас.% одного или более -олефинов, содержащих от 2 до 12 С-атомов,b) от 0 до 79,5 мас.% одного или более акриловых соединений, выбранных из акриловой кислоты или метакриловой кислоты или их солей, сложных эфиров акриловой кислоты или метакриловой кислоты с С 1-С 12 спиртом, акрилнитрила или метакрилнитрила, акриламидов или метакриламидов,с) от 0,5 до 80 мас.% сложного эфира акриловой или метакриловой кислоты, который содержит одно эпоксидное кольцо, причем сумма b) и с) составляет по меньшей мере 5,5 мас.%. Сополимер может содержать в небольшом количестве дополнительные полимеризованные мономеры, поскольку они незначительно влияют на свойства, такие как, например, диметилэфир малеиновой кислоты, дибутилэфир фумаровой кислоты, диэтилэфир итаконовой кислоты или стирол. Получение таких сополимеров является уровнем техники. Множество различных типов указанных сополимеров имеется в продаже, например, под наименованием LOTADER (аркема; этилен/акрилат/термокомпоненты или этилен/глицидилметакрилат). В предпочтительной форме исполнения полиамидная формовочная масса содержит следующие компоненты: 1) от 60 до 96,5 мас.ч. полиамида,2) от 3 до 39,5 мас.ч. ударопрочного компонента, который содержит группы кислотных ангидридов,причем ударопрочный компонент выбран из этилен/-олефин-сополимеров и стирол-этилен/бутиленблок-сополимеров,3) от 0,5 до 20 мас.ч. сополимера, который содержит единицы следующих мономеров:a) от 20 до 94,5 мас.% одного или более -олефинов, содержащих от 2 до 12 С-атомов,b) от 5 до 79,5 мас.% одного или более акриловых соединений, выбранных из акриловой или метакриловой кислоты или их солей, эфиров акриловой или метакриловой кислоты с C1-С 12-спиртом, которые,при необходимости, могут содержать свободную гидроксильную или эпоксидную функцию, акрилнитрила или метакрилнитрила, акриламидов или метакриламидов,с) от 0,5 до 50 мас.% олефинового ненасыщенного эпоксида, ангидрида карбоновой кислоты, имида карбоновой кислоты, оксазолина или оксазинона,причем сумма массовых частей компонентов в соответствии с пп.1, 2 и 3 составляет 100. В еще одной предпочтительной форме исполнения формовочная масса при этом содержит: 1) от 65 до 90 мас.ч. и предпочтительно от 70 до 85 мас.ч. полиамида,2) от 5 до 30 мас.ч., предпочтительно от 6 до 25 мас.ч. и особенно предпочтительно от 7 до 20 мас.ч. ударопрочных компонентов,3) от 0,6 до 15 мас.ч., предпочтительно от 0,7 до 10 мас.ч. сополимера, который предпочтительно содержит единицы следующих мономеров:a) от 30 до 80 мас.% -олефина(ов),b) от 7 до 70 мас.% и особенно предпочтительно от 10 до 60 мас.% акрилового соединения(ний),c) от 1 до 40 мас.%, особенно предпочтительно от 5 до 30 мас.% олефинового ненасыщенного эпоксида, ангидрида карбоновой кислоты, имида карбоновой кислоты, оксазолина или оксазинона. В добавление к этому в качестве ударопрочных компонентов могут быть использованы нитрильный каучук (NBR) или гидрированный нитрильный каучук (H-NBR), которые, при необходимости, содержат функциональные группы. Соответствующие формовочные массы описаны в US 2003/0220449 A1. Другими термопластами, которые могут содержаться в полиамидной формовочной массе, являются,в первую очередь, полиолефины. Они могут в одной форме исполнения, которая ранее описана в отношении модификаторов ударопрочности, содержать группы кислотных ангидридов и, при необходимости,быть вместе с модификаторами ударопрочности, не содержащими функциональные группы. В дальнейшей форме исполнения они не содержат функциональные группы и представлены в формовочной массе в комбинации с модификаторами ударопрочности с функциональными группами или с полиолефином с функциональными группами. Понятие "с функциональными группами" означает, что полимеры согласно уровню техники содержат группы, которые могут вступать в реакцию с полиамидными концевыми группами, например группами кислотных ангидридов, карбоксильными, эпоксидными или оксазолиновыми группами. При этом предпочтительными являются следующие составы: 1) от 50 до 95 мас.ч. полиамида,2) от 1 до 49 мас.ч. полиолефина, содержащего или не содержащего функциональные группы, а также 3) от 1 до 49 мас.ч. модификаторов ударопрочности, содержащих или не содержащих функциональные группы,причем сумма массовых частей компонентов в соответствии с пп.1, 2 и 3 составляет 100. В случае полиолефина речь идет, например, о полиэтилене или полипропилене. Принципиально может использоваться любой стандартный тип. Так, например, рассматривают линейный полиэтилен высокой, средней или низкой плотности, LDPE, этилен-акрилэфир-сополимер, этилен-винилацетатсополимер, изотактический или атактический гомополипропилен, рандом-сополимер пропена с этеном и/или бутеном-1, этилен-пропилен-блок-сополимер и тому подобные. Полиолефин может быть получен любым известным способом, например способом Циглера-Натта, способом Филлипса, с помощью металлоценов или радикально. Полиамидом в этом случае также может быть, например, РА 6 и/или РА 66. В возможной форме исполнения полиамидная масса содержит от 1 до 25 мас.% пластификатора,предпочтительно от 2 до 20 мас.% и особенно предпочтительно от 3 до 15 мас.%. Пластификатор и его применение в полиамидах являются известными. Общий обзор пластификаторов, которые подходят для полиамидов, можно найти в Gchter/Mller, Kunststoffadditive, издательство С.Hanser, 2 изд., стр. 296. В качестве пластификатора подходят прочие соединения, например сложный эфир парагидроксибензойной кислоты с 2-20 С-атомами в спиртовом компоненте или амиды арилсульфокислоты с 2-12 Сатомами в аминном компоненте, предпочтительно амиды или бензолсульфокислота. В качестве пластификатора рассматривают, среди прочих, сложный этиловый эфир парагидроксибензойной кислоты,сложный октиловый эфир парагидроксибензойной кислоты, н-октиламид толуолсульфоновой кислоты,н-бутиламид бензолсульфокислоты или 2-этилгексиламид бензолсульфокислоты. Кроме того, формовочная масса может еще содержать обычное количество добавок, которые нужны для регулировки определенных свойств. Примерами для этого являются пигменты или наполнители,такие как сажа, диоксид титана, сульфид цинка, силикаты или карбонаты, армирующие волокна, такие как, например, стекловолокно, технологическая добавка, такая как воск, стеарат цинка или стеарат кальция, огнезащитное средство, такое как гидроксид магния, гидроксид алюминия или меламинцианурат,антиокислители, УФ-стабилизаторы, а также добавки, которые могут придать продукту антистатическое свойство или электропроводность, как, например, углеродное волокно, графитовые волоконца, волокна из нержавеющей стали или проводящая сажа. Хорошую механическую прочность полиамидного покрытия получают, в особенности, в том случае, если вязкость наносимой полиамидной формовочной массы при 240 С и скорости сдвига от 0,1 с-1 составляет по меньшей мере 2000 Пас, предпочтительно по меньшей мере 2300 Пас, особенно предпочтительно по меньшей мере 3000 Пас, еще более предпочтительно по меньшей мере 5000 Пас и в высшей степени предпочтительно по меньшей мере 8000 Пас. Вязкость определяют вискозиметром с коническим диском согласно D 4440-3 АОИМ (Американского общества испытания материалов). Высокая вязкость полиамидной формовочной массы сопровождается, как правило, высокой молекулярной массой полиамида. Критерием молекулярной массы полиамида является вязкость раствора. В рамках изобретения предпочтительно, если относительная вязкость rel раствора полиамида в наносимой формовочной массе в 0,5%-ном растворе в м-крезоле при температуре 23 С в соответствии с ISO 307 составляет по меньшей мере 1,8, особенно предпочтительно по меньшей мере 2,0, еще более предпочтительно по меньшей мере 2,1 и в высшей степени предпочтительно по меньшей мере 2,2. Известным способом получения таких полиамидов является твердофазная дополнительная конденсация гранулированных полиамидов низкой вязкости до полиамидов высокой вязкости при температуре ниже, чем температура плавления. Способ описан, например, в СН 359286, а также в US 3821171. Обычно твердофазную дополнительную конденсацию полиамидов в прерывно или непрерывно работающем сушильном аппарате осуществляют в присутствии инертного газа или в вакууме. Этот способ позволяет получить полиамиды с высокой молекулярной массой. Другой возможностью получения высоковязких полиамидов является непрерывная дополнительная конденсация в расплаве с применением различного шнекового оборудования.WO 2006/079890 указывает, что высоковязкие полиамидные формовочные массы могут быть получены при смешивании высокомолекулярного и низкомолекулярного полиамида. Кроме того, получение высоковязких полиамидов или полиамидных формовочных масс возможно посредством применения дополнительных добавок, подходящие добавки или способы подробно описаны, например, в следующих описаниях: WO 98/47940, WO 96/34909, WO 01/66633, WO 03/066704, JP-A01/197526, JP-A-01/236238, DE-B-2458733, ЕР-А-1329481, ЕР-А-1518901, ЕР-А-1512710, ЕР-А-1690889,ЕР-А-1690890 и WO 00/66650. Формовочные массы, полученные согласно уровню техники, конечно, нуждаются, как правило, при экструзии в очень высоком потреблении электроэнергии или соответственно очень высоком вращающем моменте, и давление на сопло очень высокое. Кроме того, при высокой срезающей силе наступает видимый разрыв цепи, что ведет к уменьшению молекулярной массы при обработке. По этим причинам в рамках изобретения предпочтительно, чтобы полиамидная формовочная масса сначала была сконденсирована во время процесса обработки с помощью устанавливающей молекулярную массу добавки. Задача изобретения, следовательно, также состоит в соответствующем применении трубы, причем экструдированный слой из полиамидной формовочной массы наносят при помощи следующих технологических операций:a) приготавливают полиамидную формовочную массу,b) осуществляют предварительное смешивание полиамидной формовочной массы и дополнительной добавки, например соединения по меньшей мере с двумя карбонатными единицами,c) смесь, при необходимости, хранят и/или транспортируют иd) затем смесь используют для экструзии, причем сначала на этом этапе производят конденсацию. Установлено, что при этом способе добавки во время обработки возникает значительное повышение жесткости расплава при одновременно незначительной нагрузке двигателя. Таким образом, несмотря на высокую вязкость расплава, при обработке может быть достигнута высокая производительность, из чего следует повышение экономичности способа изготовления. Способ, например, описан ниже в качестве примера для случая, при котором дополнительная добавка является соединением по меньшей мере с двумя карбонатными единицами. Предпочтительно исходный полиамид имеет молярную массу Mn больше чем 5000, особенно больше чем 8000. При этом используют полиамиды, концевые группы которых, по меньшей мере, частично представлены в виде аминогрупп. Например, по меньшей мере 30%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80% или по меньшей мере 90% концевых групп представлены в виде аминогрупп. Производство полиамидов с высоким содержанием аминогрупп с применением диаминов или полиаминов в качестве обрывателя полимерной цепи является уровнем техники. В данном случае при получении полиамида в качестве обрывателя полимерной цепи предпочтительно используют алифатический, циклоалифатический или аралифатический диамин с 4-44 С-атомами. Подходящими диаминами являются, например, гексаметилендиамин, декаметилендиамин, 2.2.4- или 2.4.4-триметилгексаметилендиамин, додекаметилендиамин, 1.4-диаминоциклогексан, 1.4 или 1.3-диметиламиноциклогексан, 4.4'-диаминодициклогексилметан, 4.4'-диамино-3.3'-диметилдициклогексилметан, 4.4'-диаминодициклогексилпропан, изофорондиамин, метаксилилендиамин или параксилилендиамин. В другой предпочтительной форме исполнения при получении полиамида один полиамин используют как обрыватель полимерной цепи и одновременно как разветвитель. Примерами этого являются диэтилентриамин, 1.5-диамино-3-(-аминоэтил)пентан, трис(2-аминоэтил)амин, N,N-бис(2-аминоэтил)N',N'-бис[2-[бис(2-аминоэтил)амино]этил]-1,2-этандиамин, дендример, а также полиэтиленимины, особенно разветвленные полиэтиленимины, которые могут быть получены полимеризацией азиридинов(Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Band E20, стр. 1482-1487, Georg Thieme Verlag Stuttgart,1987) и, как правило, имеют следующее распределение аминогрупп: от 25 до 46% первичных аминогрупп, от 30 до 45% вторичных аминогрупп и от 16 до 40% третичных аминогрупп. Соединение по меньшей мере с двумя карбонатными единицами применяют в количественном соотношении от 0,005 до 10 мас.% по отношению к используемому полиамиду. Это отношение предпочтительно лежит в диапазоне от 0,01 до 5,0 мас.%, особенно предпочтительно в диапазоне от 0,05 до 3 мас.%. Термин "карбонат" обозначает здесь эфир угольной кислоты, особенно с фенолами или спиртами. Соединение по меньшей мере с двумя карбонатными единицами может быть низкомолекулярным,олигомерным или полимерным. Оно может полностью состоять из карбонатных единиц или может иметь другие единицы. Это предпочтительно олиго- или полиамид-, -сложный эфир-, -простой эфир-, -эфирэфирамид- или эфирамид-единицы. Эти соединения можно получать посредством известных способов олиго- или полимеризации или из полимераналогичных превращений. В предпочтительной форме исполнения в случае соединения по меньшей мере с двумя карбонат-6 020595 ными единицами речь идет о поликарбонате, например, на основе бифенола А, или о блок-сополимере,который содержит подобный поликарбонатный блок. Дозирование применяемого в качестве добавки соединения по меньшей мере с двумя карбонатными единицами в виде маточной смеси делает возможным точное дозирование добавки, когда применяют большие количества. Кроме того оказывается, что при применении маточной смеси достигается улучшенное качество экструдируемой смеси. Маточная смесь предпочтительно содержит в качестве матричного материала полиамид, который также подвергают конденсации в способе согласно изобретению, или совместимый с ним полиамид, однако несовместимые полиамиды могут также частично присоединяться к конденсированному полиамиду при условиях реакции, что способствует совместимости. Используемый в качестве матричного материала в маточной смеси полиамид имеет предпочтительно молярную массу Mn больше чем 5000 и особенно больше чем 8000. При этом предпочтительными являются те полиамиды, концевые группы которых преимущественно представлены в виде групп карбоновых кислот. Например, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 90% или по меньшей мере 95% концевых групп представлены в виде кислотных групп. Альтернативно этому возможно использование полиэфирамидов,концевые группы которых являются преимущественно аминокислотами; таким способом достигается улучшенная устойчивость к гидролизу. Концентрация соединения по меньшей мере с двумя карбонатными единицами в маточной смеси составляет предпочтительно от 0,15 до 50 мас.%, особенно предпочтительно от 0,2 до 25 мас.% и наиболее предпочтительно от 0,3 до 15 мас.%. Получение такой маточной смеси осуществляют обычным известным специалистам способом. Подходящие соединения по меньшей мере с двумя карбонатными единицами, а также подходящая маточная смесь подробно описаны в WO 00/66650, определенная ссылка на которую дана в данном документе. Изобретение применимо для полиамидов, которые согласно получению содержат по меньшей мере 5 ч./млн фосфора в виде кислотного соединения. В этом случае к полиамидной формовочной массе перед компаундированием или при компаундировании добавляют от 0,001 до 10 мас.% соли слабой кислоты из расчета на полиамид. Подходящие соли раскрыты в DE-A 10337707, определенная ссылка на который дана в данном документе. Изобретение также хорошо применимо для полиамидов, которые согласно получению содержат меньше чем 5 ч./млн фосфора или совсем не содержат фосфор в виде кислотного соединения. В этом случае, правда, возможно не добавлять соответствующую соль слабой кислоты. Соединение по меньшей мере с двумя карбонатными единицами добавляют как таковое или как маточную смесь только после компаундирования, т.е. только после приготовления полиамидной формовочной массы, но не позже, чем во время обработки. Предпочтительно при обработке смешивают конденсированный полиамид или конденсированную полиамидную формовочную массу в виде гранулята с гранулятом или порошком соединения, по меньшей мере с двумя карбонатными единицами или соответствующей маточной смесью. Можно также осуществлять смешивание гранулята твердой компаундированной полиамидной формовочной массы с соединением, по меньшей мере с двумя карбонатными единицами или маточной смесью, затем транспортировать или хранить и затем перерабатывать. Также можно поступать с порошковой смесью. Смесь при обработке сначала обязательно расплавляют. Рекомендуется основательно перемешивать расплав при обработке. Маточную смесь можно также успешно добавлять в расплавленном виде с помощью дополнительного экструдера в расплав перерабатываемой полиамидной формовочной массы и потом основательно перемешивать; этапы обработки b) и d) совпадают. Вместо соединения по меньшей мере с двумя карбонатными единицами можно применять также любую другую пригодную дополнительную добавку, например ту, которая раскрыта в вышеупомянутой литературе. Подходящее количественное соотношение рассчитывают здесь также от 0,005 до 10 мас.% по отношению к применяемому полиамиду, предпочтительно от 0,01 до 5,0 мас.%, особенно предпочтительно от 0,05 до 3 мас.%. Нанесенный слой полиамида должен иметь, по меньшей мере, такую толщину, чтобы его можно было нанести в виде сплошного покрытия. Предпочтительно толщина слоя составляет по меньшей мере 1,0 мм, особенно предпочтительно по меньшей мере 1,2 мм и в высшей степени предпочтительно по меньшей мере 1,4 мм. Обычно оказывается пригодной толщина слоя до около 6 мм, предпочтительно до около 5 мм, особенно предпочтительно до около 4 мм и в высшей степени предпочтительно до около 3 мм. При желании можно выбирать слой, тем не менее, также большей толщины. Полиамидный слой можно наносить непосредственно на металлическую поверхность. Но, в общем,между металлической поверхностью и полиамидным слоем находится по меньшей мере один другой слой. Например, речь может идти о следующих слоях: керамический слой, например, в соответствии с WO 03/093374; грунтовочный слой, например, из эпоксидной смолы (US 5580659) или основанной на воде смеси из эпоксидной смолы или полиакрилового латекса (WO 00/04106); слой из полиолефина, который содержит функциональные группы. В качестве функциональных групп рассматривают, например, карбоксильные группы или группы кислотных ангидридов (WO 02/094922), эпоксидные группы или алкоксильные группы (ЕР-А-0346101). Полиолефиновый слой также может быть вспененным. Полиолефином предпочтительно является полиэтилен или полипропилен; другой составной промотор адгезии, который должен гарантировать, что при механической нагрузке не повреждается соединение полиамидного слоя и исходного материала; текстильное армирование в виде ткани или мата, например, из стекловолокна или арамидных волокон (Кевлар). Предпочтительно следующее расположение слоев: металл/керамический слой/полиамидный слой; металл/керамический слой/грунтовочный слой/полиамидный слой; металл/керамический слой/грунтовочный слой/промотор адгезии/полиамидный слой; металл/грунтовочный слой/полиамидный слой; металл/грунтовочный слой/промотор адгезии/полиамидный слой; металл/грунтовочный слой/полиолефиновый слой/полиамидный слой. В каждом из этих случаев снаружи к полиамидному слою может примыкать, по меньшей мере, другой слой, например покрытие для термической изоляции. Возможный керамический слой, грунтовочный слой и/или полиолефиновый слой наносят на трубу любым способом. Подходящий способ является уровнем техники. Полиамидный слой наносят таким же образом, что и полиолефиновый слой согласно уровню техники, например, при помощи рукавной или обмоточной экструзии. В одном из возможных вариантов полиамидный слой можно изготавливать и наносить вместе с одним таким же образом нанесенным полиолефиновым слоем или слоем промотора адгезии посредством коэкструзии многослойного соединения. Рукавная экструзия или обмоточная экструзия представляют собой давно испытанные способы обмотки для труб. Эти способы подробнее описаны в Stahlrohr-Handbuch, 12 изд., стр. 392-409, VulkanVerlag Essen, 1995. Наружный диаметр металлической трубы составляет предпочтительно по меньшей мере 25 мм и максимум 1000 мм и особенно предпочтительно по меньшей мере 32 мм и максимум 820 или 650 мм. Отдельные части трубы соединены согласно предписанию в трубопровод. При методе намотки это происходит на суше. Соединенный трубопровод окончательно сматывают в рулон и транспортируют на корабле на строительную площадку и, при необходимости, непосредственно прокладывают. Трубопровод можно изготавливать и укладывать J-методом укладки или S-методом укладки. Упомянутый трубопровод может быть магистральным трубопроводом, нагнетательным трубопроводом, технологическим трубопроводом, распределительным трубопроводом, подающим трубопроводом или транспортным трубопроводом. Они служат, например, для транспортировки газа, воздуха, масел,как, например, сырая нефть, легкое нефтяное или тяжелое жидкое топливо, топливо, как например, керосин или дизель, нефтехимических продуктов, солевых растворов, щелочей или абразивных сред. За счет высокой механической прочности, хороших характеристик износа, очень высокой стойкости к царапанью, а также оптимальной толщины наносимого покрытия полиамида согласно изобретению может одновременно обеспечиваться хорошая защита от коррозии, а также устойчивость наружного покрытия для выбранного метода укладки. Также объектом данного изобретения являются проложенные в воде трубопроводы, причем трубопровод содержит металлическую проводную трубу, которая покрыта экструдированной оболочкой из полиамидной формовочной массы, причем в зависимости от выбранного способа укладки покрытие в процессе укладки подвержено срезающей сжимающей нагрузке и/или изгибающей нагрузке, а также способ транспортировки текучей среды, при котором текучую среду проводят через соответствующий проложенный в воде трубопровод. Текучая среда может быть, например, одной из вышеупомянутых сред. Трубопровод согласно изобретению отличается более долгим сроком службы по сравнению с трубопроводами, изготовленными согласно уровню техники. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения прокладываемого в воде трубопровода, включающего следующие стадии:a) изготовление металлической проводной трубы, покрытой экструдированным слоем из полиамидной формовочной массы,b) прокладывание металлической проводной трубы в воде при условиях, при которых покрытие подвержено срезающей сжимающей нагрузке и/или изгибающей нагрузке, причем трубопровод для транспортировки наматывают и перед или во время укладки разматывают или трубопровод прокладывают с изгибом по J- или S-подобной кривой,отличающийся тем, что вязкость экструдированной полиамидной формовочной массы при 240 С и скорости сдвига от 0,1 с-1 в соответствии с ASTM D 4440-3 составляет по меньшей мере 2000 Пас, а слой из полиамидной формовочной массы имеет толщину по меньшей мере 1,0 мм. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что между металлической проводной трубой и слоем из полиамидной формовочной массы распологают один или более других слоев, которые выбраны из следующей группы: керамический слой,грунтовочный слой,слой из полиолефина, который содержит функциональные группы,другой составной слой промотора адгезии и текстильное армирование в виде ткани или мата. 3. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что наружный диаметр металлической проводной трубы составляет от 25 до 1000 мм. 4. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что относительная вязкостьrel раствора полиамида в экструдированной формовочной массе в соответствии с ISO 307 составляет по меньшей мере 1,8. 5. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что экструдированный слой из полиамидной формовочной массы нанесен при помощи следующих технологических операций:a) приготовлена полиамидная формовочная масса,b) получена предварительная смесь полиамидной формовочной массы и добавки, повышающей молекулярную массу,c) предварительная смесь, при необходимости, хранилась и/или транспортировалась иd) предварительная смесь подвергалась экструзии, на которой производилась конденсация. 6. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что добавка, повышающая молекулярную массу, представляет собой соединение по меньшей мере с двумя карбонатными единицами. 7. Труба для изготовления прокладываемого в воде трубопровода, содержащего металлическую проводную трубу, которая покрыта экструдированным слоем из полиамидной формовочной массы, причем покрытие выполнено с возможностью выдерживать в процессе укладки срезающие, сжимающие и/или изгибающие нагрузки, причем вязкость экструдированной полиамидной формовочной массы при 240 С и скорости сдвига от 0,1 с-1 в соответствии с ASTM D 4440-3 составляет по меньшей мере 2000 Пас и слой из полиамидной формовочной массы имеет толщину по меньшей мере 1,0 мм. 8. Способ трубопроводной транспортировки текучей среды, отличающийся тем, что трубопровод представляет собой проложенный в воде трубопровод по п.7.

МПК / Метки

МПК: C09D 177/00, F16L 57/06

Метки: труба, среды, получения, изготовления, прокладываемого, способ, воде, текучей, трубопроводной, трубопровода, транспортировки

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/10-20595-sposob-polucheniya-prokladyvaemogo-v-vode-truboprovoda-truba-dlya-ego-izgotovleniya-i-sposob-truboprovodnojj-transportirovki-tekuchejj-sredy.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ получения прокладываемого в воде трубопровода, труба для его изготовления и способ трубопроводной транспортировки текучей среды</a>

Похожие патенты