管道缺陷碳纤维修复补强技术规范

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1、管道缺陷碳纤维修复补强技术规范　　篇一：管道补强技术　　管道补强技术　　“管道补强”是通过某种手段对管道进行修复,以起到增加管道强度、恢复管道安全运行的目的。管道的维修补强技术是保证管道完整性和延长管道使用寿命的重要手段。为此国内外对于管道维修补强技术研究和开发非常重视。迄今国内外用于管道维修补强的方法大致可以归结为三大类型和七小类型：　　（1）焊接类型：a.堆焊；b.打补丁；c.打套袖　　（2）夹具类型：d.夹具；e.夹具注环氧　　（3）纤维复合材料类型：f.玻璃纤维复合材料修复；g.碳纤维复合材料修复　　目前的玻璃纤维复合材料补强技术由于玻璃纤维的强度低，多制成一定厚度的半成品，在施工

2、现场进行干法缠绕施工。　　玻璃纤维复合材料补强技术：预成型法ClockSpring修复　　预成型法（Fullcure）是美国的ClockSpring公司最先开发并工程化的，在管道外腐蚀缺陷修复作业中已成功应用了逾20年。预成型法采用不饱和聚酯和玻璃纤维在工厂中预先根据含缺陷管道的管径制备复合套筒，然后在修补现场通过强力胶将复合套筒粘结于管道表面，从而起到恢复管道强度的目的。　　图1为ClockSpring修复管道现场照片。　　图1ClockSpring修复管道缺陷　　这种技术的优点有：　　修复过程无需降压、无需动火、修复时间短；　　复合材料工厂预制成型，无需现场配胶，产品质量稳定，修复效果

3、好；主要技术缺点有：　　1、复合套筒自身刚度较大，不易变形，只能修复直管，不能用于修复异型件（弯头、三通等）；　　2、一般选用纤维模量和强度较低的玻璃纤维，对管体强度的恢复效率有限；　　3、复合套筒在加工中经过挤压、烘干、热处理及固化等一系列生产过程，其成本较高。　　复合材料修复技术具有“不动火&不停输”的优点,在过去的，10年内逐步兴起,在管道缺陷修复中得到越来越多的应用。　　通过对管道进行复合材料修复补强,可以起到如下三种主要作用(根据ASME做出的定义):(一)降低缺陷处的应力(二)降低缺陷处的应变(三)恢复管道的承压能力　　管道复合材料补强示意图(说明:碳纤维复合材料厚度很小,平均

4、厚度约为　　~/层)　　复合材料修复技术利用树脂基纤维增强复合材料在管道外形成复合材料修补层,分担管道承受的载荷,降低管壁的应力并且限制管道缺陷处的应力集中,从而达到对管道补强的目的,恢复管道的正常承压能力。如上图所示,图中的碳纤维复合材料为补强层,修复后,补强层上产生了一定的应力,补强层起到了为管壁分担的内压的作用,这样就降低了管壁和缺陷处承受的应力,降低了管道的风险,达到修复补强的目的。　　PerpeWrap?复合材料修复系统的构成PerpeWrap?复合材料修复系统由四个部分组成:(1)碳纤维布(2)粘浸胶(3)底漆(4)专用修补剂。四个部分作为一个整体共同作用在管道上。　　篇二：复

5、合材料补强管道缺陷技术进展　　复合材料管道缺陷修复技术进展　　李荣光吴长访高强王春明1　　（中国石油管道研究中心）（中国石油管道公司）（中国石油管道公司大庆输油气分公司）摘要：管道缺陷复合材料修复技术是一种新的管体修复技术，该技术具有高模量、修复层质量轻、施工方法简单、成本低等优点。本文介绍了国内外复合材料修复技术现状，提出了一种碳纤维修复管道缺陷新技术（预浸料技术），以解决现有修复技术采用的施工方法存在施工质量难以控制的技术缺陷。　　关键词：碳纤维、复合材料、环氧预浸料、管道　　1．复合材料修复技术概述　　目前，全世界输油气管道总长度超过了×106km，其中相当一部分管道已服役逾30年，

6、出现大量的外腐蚀等缺陷，导致每年用于管道修复费用在60亿到80亿美元之间[1]。一般，较为严重的外腐蚀直接采用换管或者套筒修复，修复费用昂贵。　　近年来，复合材料修复技术的出现作为管体缺陷的一种新型修复技术具有很多优点。复合材料管体缺陷修复技术是利用涂敷在缺陷部位的高强度填料，以及管体上和纤维材料层间的强力胶，将作用在管道缺陷部位的应力均匀地传递到复合材料修复层上，复合材料与缺陷管道紧密结合、协同变形，合理分布缺陷管道应力，从而起到补强目的。与传统的金属材料修复方法相比，复合材料修复技术具有明显的优点：1）复合材料比强度、比模量高；2）复合材料可设计性强；3）复合材料有多种成型工艺，便于进

7、行大面积或者结构较为复杂的补强；4）修复过程无需停输、修复时间短、成本低、现场修复所需设备简单。复合材料的这些优点基本满足了长输油气管道对管体修复材料的技术要求，已成为管体缺陷修复技术的一个发展趋势。管体缺陷修复常用的复合材料有玻璃纤维复合材料（GRP）或碳纤维复合材料（CFRP）等，常用的树脂包括聚酯、乙烯酯以及环氧类树脂。在复合修复技术领域，美国的ClockSpring公司的复合修复套筒最具代表性，在北美、欧洲等国家