郑鹏
西南科技大学土木工程与建筑学院土木卓越15级 四川省 绵阳市 621000
摘要：如何经济、高效、快捷地恢复管道并且保证管道安全运行受到了极大的关注，因此管道修复技术的研究具有十分重要的意义。本文通过对比输水管道焊接修复，指出了纤维复合材料的应用在管道修复中的优势。
关键词：修复技术；管道；复合材料
前言
各种输送管道经过多年的运行，由于管道腐蚀，运营管理不善等原因，管道本体会出现一些缺陷。在输送过程中，不可避免的会造成泄露，这将造成巨大的经济损失。而全线更换管道不仅工程量巨大，而且耗资高工期长。因此，管道修复引起了广泛的关注，而纤维复合材料的性能特点在管道修复中体现出了极大的优势。
1管道在役焊补
1.1在役焊补施工工艺
1.1.1 焊前准备
①焊机的选择
焊机的选择首选焊接性能要好，另外管道修复现场在户外，且流动性大，首先考虑便于搬运携带。
②焊条的选择
大部分管路采用的是低合金结构钢，且泄漏的位置随机性较大，在焊条的选择上，需要考虑成本，又要保证焊接性能。
③焊前勘查
用打磨机对钢管破损处四周清理干净，不得有锈蚀、氧化皮、油污等，使其露出金属光泽。并对泄漏严重情况，泄漏处的位置，泄漏处管壁厚度等等进行判别，为制定抢修方案做准备。
1.1.2焊补工艺
①锈蚀造成的点状渗漏
对于个别点状渗漏采用楔补法，根据漏水部位的形状及尺寸，将一小段焊条或钢筋头的顶端打成尖状后用手锤打入漏水孔中，越紧越好，并立即用手工进行焊接。施焊时电流要适中，过大易烧穿，会形成更大的漏洞；过小易造成夹渣或熔合不良。施焊过程中采用划弧法引弧，焊条沿楔入的焊条头做划圈式运条，以断弧法一点一点地快速焊接，掌握好焊接温度，防止烧穿。对于集中点状泄漏采用套管加固法，焊前勘察中，发现泄漏处周围锈蚀严重，管壁变得非常薄，容易被电弧烧穿而形成更大的漏洞时，可采用套管加固法。先用胶布或自行车内胎一层压一层地紧缠泄露处，使其不再泄漏。然后将能套住缠绕部位的钢管纵向割成两半，用气焊（割）炬将套管两端烧红，用手锤收口，尽量与管道紧密贴合。将其置于焊补部位定位焊。先焊接两道环缝，后焊接两道横缝，在熔合良好的情况下，焊接速度应尽量快一些，控制焊接温度不能太高，边焊边用冷水冷却，以防止将胶布烧坏而封不住泄漏。
②外力形成的裂纹泄漏
锤击延展法：发现泄漏处为条状裂纹，应先在裂口处的两侧堆焊一层或多层焊道，使裂口间隙逐渐缩小，然后用手锤捶击焊缝，使裂口两边焊缝金属变形延展紧压在一起，从而使水流变小些，这时再焊接裂纹处。焊接顺序采用退焊法，这样做可使焊口间隙进一步收缩，水流变小，有利于引弧，并维持正常焊接。此外，还有补丁焊补法、泄流焊补法和开窗口焊补法等。
1.2焊补存在的缺陷
焊接缺陷产生的主要是焊接参数和焊接工艺的不适当选择。焊接缺陷可分为内部和外部两类。内部缺陷包括气孔、裂缝、未焊透以及夹 渣等；外部缺陷包括表面气孔、表面裂纹、凹坑以及咬边等。
2复合材料的应用
.1施工工艺
2.1.1施工前准备
①进入施工现场前，对每一个设备的性能进行检查。确保进入现场施工的设备完好，编写详细的施工方案及施工应急预案。
②对进入现场施工的人员进行安全教育培训，方可进入现场施工。
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③一些易损和消耗材料准备充分，防止发生施工怠工现象；对此可以将消耗材料先预计使用量，再备有库存；施工机具方面可以准备备用件。
2.1.2管道破损表面处理
①对缺陷处的防腐层进行修整，除去已剥离的防腐层，应使产生锈蚀的管体完全裸露。腐蚀坑内残留的旧涂层或腐蚀产物应彻底清理。
②对已裸露的管体表面宜采用打磨机处理，将腐蚀产物清理干净并进行粗糙度处理，应达到Sa2.5级。
③将缺陷四周100mm范围及需环包的外防腐层表面的污物清理干净，根据防腐层类型，缺陷防腐层边缘宜修成30度至45度的斜坡，防腐层表面应打毛。
2.1.3金属表面损失填充
将已混合完成的填充剂涂抹在管道表面有凹陷的位置并按压实，用量应高于管道表面，最后将管道多余的填充剂打磨光滑平整。
2.1.4涂抹底胶
用滚桶刷或毛刷将树脂均匀涂抹于管道表面，厚度不超过0.4mm，并不得漏刷或有流淌、气泡。
2.1.5缠绕复合纤维材料
①每处缺陷应缠绕复合纤维带6层，在管道轴向维修距离为500mm。
②将调配好的树脂均匀涂抹于复合纤维带上，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。
③缠绕时用力拉紧复合纤维带，表面看到树脂被挤出。
④直管段缠绕时第二层压住第一层面积的1/2层，搭接缠绕。
⑤在缺陷中心的两侧各缠绕250mm(管道的轴向距离）的复合纤维带。
2.2复合纤维的应用优势
①纤维复合材料与钢管具有非常优良的变形协调能力。纤维复合材料与钢的协同变形有利于载荷在钢和纤维复合材料之间的均匀分布，从而有利于达到补强效果。
②纤维复合材料具有足够的变形量，一般情况下，管体变形远小于纤维复合材料的变形量，使用纤维复合材料进行补强是从管体变形的角度来说也是足够保险的。
③纤维复合材料的强度随着时间增加基本保持不变。
④纤维复合材料可以轴向和环向组合铺设，各个铺层之间交错组合铺设。这样既可以有效承受环向应力，也可以有效承受轴向应力。这种组合铺设的方式，可以使补强层形成一个整体，特别适用于沿轴向大面积腐蚀的长缺陷的补强。
3结语
复合纤维补强修复技术具有使用简单，不需要复杂的安装工具及设备，与焊接补强技术相比，较为轻便灵活，施工快速的特点。该技术适用广泛，不仅可以永久修复管道内外腐蚀缺陷、裂纹、机械损伤、焊缝缺陷、材质缺陷，还可以在不影响管道正常输送的情况下，更加安全地完成管道维抢修施工。目前，用于管道修复的纤维复合材料的研究与开发正越来越受到重视， 纤维复合材料在我国有着广阔的应用前景， 而相关材料、相应施工技术的研究与发、技术人员的培训和配套施工设备的研制是提高我国管道修复技术水平的关键环节。随着纤维复合材料工业技术的进步、生产规模的扩大及生产成本的下降， 纤维复合材料在管道修复领域中的应用将进一步扩大。在未来，纤维复合材料定会更加广泛的应用于各类输送管道的修复补强工程中。
参考文献
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[3]李彦龙.新型复合材料管道修复技术的应用 石化技术2016（23）.
[4]徐喻琼,游敏,郑小玲.管道修复用复合材料的研究进展.材料导报,2005（03）.
作者简介
郑鹏（1997-09），男，汉族，籍贯：四川省内江市，学历：本科在读。
论文作者:郑鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/12
标签：管道论文; 复合材料论文; 纤维论文; 缺陷论文; 焊条论文; 裂纹论文; 表面论文; 《防护工程》2018年第11期论文;