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石油高压管道碳纤维加固防爆型

作者: admin 时间:2017-01-05 来源:未知
摘要:秒速时时彩研究于石油管道加固,管道内壁加固,提高管道压力,适合于各种高压管道领域,专业解决爆管,管道破裂等...

石油管道、高压管道加固技术首选秒速时时彩0951-3877758.新型管道加固技术,首选碳纤维加固
  一、技术原理

碳纤维管道加固修复技术利用增强碳纤维和基体树脂在管道外形成复合材料补强层,分担管道承受的载荷,限制管道缺陷处由内压引起的径向膨胀和环向拉伸应力,从而达到对缺陷补强的目的,恢复管道的正常承压能力。底层缠绕绝缘纤维,然后缠绕碳纤维复合材料。在补强层外使用防腐胶带进行防腐。碳纤维材料具有优异的力学性能,其抗拉强度大于3500MPa,弹性模量大于213GPa。经该技术补强处理后的管道能够恢复其原设计运行压力。该技术采用在受腐蚀的管体外部缠绕高强度的修复材料,在不影响生产的情况下对受损管体进行强度修复。该技术具有免焊不动火、不停输、操作安全、施工人员少、无须大型设备,施工迅速等优点,是目前技术最实用的管道加固修复技术。碳纤维复合材料的主要性能指标见下表:

        二、力学原理及结构力学计算方法(简略介绍)
 
考虑到目前国内需要修补的管道大部分为强度较低的管道,在补强设计过程中倾向于使用较为保守的ASME B31G标准。再从经济方面考虑,使用ASME B31G-1991标准更为稳妥。ASME标准B31G中规定深度低于10%的缺陷不需要进行修复;深度超过80%的缺陷不能补强修复,只能进行换管修复。修复后爆破压力计算公式
注意:以上计算基于薄壁理论
 
        三 、碳纤维管道加固修复技术的应用
 
       (一)应用范围

碳纤维管道加固修复技术的目的是通过碳纤维补强,弥补损失金属的承压能力,确保补强处管道的承压能力不低于正常壁厚母材。
(二)施工依据碳纤维复合材料修复施工参考如下标准执行:1、ASME PCC-2:Repair of Pressure Equipment and Piping3、ASME B31G:腐蚀管道剩余强度评价4、GB/T8923-1988 《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》5、SY/T 5918-2004 埋地钢质管道外防腐层修复技术规范(三)施工流程管道防腐层剥离与表面清理→基层处理→缺陷尺寸测量及照相→钢管表面的缺陷修补→碳纤维布粘贴→补口及补强层防护→作业区域固化→表面防护→精细完工→竣工验收
碳纤维复合材料维修补强技术对施工环境有一定的要求,避免在阴雨天、风沙天施工,以减少施工环境对施工质量的影响。施工结束后,在规定的保养时间内,避免雨水或露水接触补强区域。(四)施工工艺1、管道防腐层剥离与表面清理在现场开挖验证工作完成后,对有缺陷的钢管表面防腐层进行清除。具体操作方法是:用砂布、钢丝刷、刨刃、电刷等工具清除防腐层,直至清除到钢管裸露部位。必要时用专用试剂进行清除。若遇有阴极保护测试桩,应取下测试桩连接线,补强施工完毕后,应对阴极保护测试桩进行原样恢复。2、基层处理管材的表面基层处理一般应在补强之前的4个小时内进行完毕,以避免表面再氧化的发生。在确保钢管表面原有防腐涂层及氧化物清除后,用丙酮与专用清洗剂清洗钢管表面,并使其充分干燥。基层预处理质量应达到GB/T8923—1988中规定的St3级。3、缺陷尺寸测量及照相缺陷点开挖剥离防腐层后,应先对其进行确认,利用直尺、超声波测厚仪查对缺陷长度、宽度及壁厚,并照相存档,然后再进行补强修复。对于外腐蚀缺陷点,在剥离防腐层后,使用卡尺、测深尺等工具测量确认;对于内腐蚀缺陷点,利用超声波测厚仪器进行确认。4、钢管表面的缺陷修补(1)根据施工部位的温度、湿度,选择适当的填平树脂。(2)将调配好的填平树脂计量、搅拌均匀,根据实际气温决定用量并控制使用时间。(3)将填平树脂涂刷于钢管表面凹陷部位(蜂窝、麻面、小孔等),修补至缺陷部位表面平整。(4)对于焊缝根部两边,应使用填平树脂进行填充,以使焊缝附近表面平滑过渡,避免由于焊缝过高而引起碳纤维粘贴时空鼓。填充区域的边缘距离焊缝的垂直距离为5cm左右。5、碳纤维布粘贴(1)碳纤维布裁剪。碳纤维片材在裁剪过程中容易受损,因此,裁剪时应使用钢直尺、壁纸刀或者剪刀。严格按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布。为防止片材在保管、运输过程中损坏,片材的裁切数量应以当天的用量为准。(2)此技术采用的碳纤维布为单向布,如果施工具有环向接头,则碳纤维片的环向接头必须搭接25mm以上。环向缠绕时,如果具有轴向接头,则接头在轴向方向不需要搭接。(3)碳纤维修复区域要完全覆盖缺陷,且修复区域至少要比缺陷区域两侧分别长出15-20cm。 (4)配胶。将环氧粘浸胶的主剂与固化剂按规定比例称量准确后放入容器内,用搅拌器搅拌均匀。一次配胶量应以在可使用时间内用完为准。建议配胶量以每次小于2.5公斤为宜,且在容器内胶的厚度不宜超过2.5cm。(5)涂胶。贴片前用滚筒刷(或油漆刷)将调配好的粘浸树脂均匀涂抹于待粘贴的部位,有搭接的部位应多涂刷一些。对涂刷厚度无特殊要求,但必须将需要补强的管道区段全部涂刷到。(6)粘贴绝缘纤维片和碳纤维片。首先在底层粘贴绝缘纤维片,绝缘纤维片的宽度要比碳纤维片两侧各长出5cm;然后在绝缘纤维片上继续粘贴碳纤维片。贴片时,在纤维片和树脂之间不应残留有空气。为此,可用罗拉(专用工具)沿纤维方向在纤维片上反复滚压多次,对焊缝的拱起部位要向相反的方向滚压,以去除气泡,使粘浸胶充分渗透碳纤维布。(7)确保没有空鼓现象出现。(8)需要粘贴两层以上碳纤维时,重复(5)~(7)步骤。
6、补口及补强层防护(1)在碳纤维片粘贴完成后,对已剥除防腐层但未粘贴碳纤维片的区域,涂刷环氧粘浸胶。如原防腐层厚度过大或原防腐层与补强层厚度差距较大,应采用填平树脂进行填平过渡;填平树脂初步固化后,再进行防腐处理。(2)根据现场情况采用聚乙烯(聚丙烯)胶粘带或“聚乙烯胶粘带+粘弹体”或其他防腐措施对这一区域进行防护。缠绕层与原防腐层的搭接宽度应不少于100mm。缠绕时胶粘带边缝应平行,不得扭曲皱折。缠绕过程中搭接宽度不小于100mm为宜。(3)如采用聚乙烯、聚丙烯胶粘带防腐,可以在补强施工后立即进行;如果采用热收缩带等加热类产品防腐,需在补强层固化后进行(12-24小时,具体固化所需时间受管道温度、环境温度影响,以指甲刻不留痕迹为准)7、作业区域(1)补强作业区域的防护修复施工完成后,使作业区域的树脂进一步固化,并应保证固化期间不受干扰。(2)在作业区固化期间,宜用塑料薄膜等遮挡以防风沙或雨水侵袭。(3)当树脂固化期间存在气温降低到5℃以下的可能时,可采用冬用低温固化树脂,或采取有效的加温措施。(4)碳纤维片粘贴后可以回填的时间为1-3天,具体时间取决于环境温度以及管道内部输送介质的温度,只要达到表干固化(指甲刻不留痕迹为准)就可以回填。(5)如果在修复前管道进行了降压操作,则须在补强材料固化后再恢复管道的运行压力。
 
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