本發(fā)明涉及管道腐蝕部位補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合修復(fù)材料及其應(yīng)用與施工方法。

背景技術(shù)：

壓力管道在服役過(guò)程中因?yàn)楦g、機(jī)械損傷等原因產(chǎn)生許多缺陷，這些缺陷降低了管道的強(qiáng)度，使其承載能力無(wú)法達(dá)到原有設(shè)計(jì)壓力，這些缺陷嚴(yán)重威脅著管道的安全運(yùn)行。管道因?yàn)閮?nèi)壓會(huì)產(chǎn)生徑向膨脹而在管壁中產(chǎn)生環(huán)向拉伸應(yīng)力。在管壁減薄區(qū)域 ( 如腐蝕坑 ) 會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，當(dāng)此處的應(yīng)力大于材料抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，該處將發(fā)生破裂失效和泄漏。

為了對(duì)缺陷進(jìn)行修復(fù)，目前一般采用焊接、碳纖維、夾具的方法進(jìn)行修復(fù)。采用焊接或夾具法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)需要?jiǎng)踊?，也需要停止管道輸送，碳纖維使用的樹(shù)脂基纖維，解決不了樹(shù)脂和金屬管道因膨脹系數(shù)不同帶來(lái)的二次泄漏問(wèn)題；這將加大成本，并且使用壽命短，修補(bǔ)效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種復(fù)合修復(fù)材料及其應(yīng)用與施工方法，恢復(fù)管道原有的承載能力，具有提高管道的使用壽命、補(bǔ)強(qiáng)效果好和工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種復(fù)合修復(fù)材料，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備而成：191# 不飽和樹(shù)脂 30-40份，玻璃微粉 3-5份，氣象法二氧化硅 15-20份，美國(guó)白炭黑 15-20 ，還原鐵粉 3-5份，硅微粉 10-15份，耦合劑 1-3份。

本技術(shù)方案的復(fù)合修復(fù)材料，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備而成：191# 不飽和樹(shù)脂 35份，玻璃微粉5份，氣象法二氧化硅15份，美國(guó)白炭黑15 份，還原鐵粉5份，硅微粉15份，耦合劑 1份。

本技術(shù)方案的復(fù)合修復(fù)材料，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備而成：191# 不飽和樹(shù)脂 40份，玻璃微粉5份，氣象法二氧化硅20份，美國(guó)白炭黑20 份，還原鐵粉5份，硅微粉15份，耦合劑3份。

上述復(fù)合修復(fù)材料在補(bǔ)強(qiáng)、修復(fù)管道腐蝕部位的應(yīng)用。

一種利用上述復(fù)合修復(fù)材料補(bǔ)強(qiáng)管道腐蝕部位的施工方法，包括以下步驟：

1）、再管道腐蝕處外表面除銹處理，除銹范圍超出腐蝕處外側(cè)50mm-100 mm ；

2）、對(duì)除銹后的腐蝕處管道表面采用打磨方式進(jìn)行粗糙度處理，使待修復(fù)腐蝕處管道表面保持一定的粗糙度 ；

3）、在經(jīng)粗糙度處理后管段兩端的30cm-40 cm處分別安裝一件預(yù)埋件用于注膠；

4）、在預(yù)埋件和粗糙度處理管段外部涂覆一層復(fù)合修復(fù)材料，且厚度至少為 0.2mm，待1-1.5小時(shí)后，根據(jù)介質(zhì)壓力大小預(yù)埋件空腔內(nèi)開(kāi)始注固體石墨膠，然后使用玻璃纖維白金布充分浸潤(rùn)復(fù)合修復(fù)材料后，均勻壓茬纏繞打磨段管段至標(biāo)準(zhǔn)厚度，即成。

優(yōu)選的，玻璃纖維白金布為02#玻璃纖維白金布。

優(yōu)選的，玻璃纖維白金布纏繞層數(shù)根據(jù)介質(zhì)壓力正比增加，介質(zhì)壓力每1兆帕至少纏繞20層。

優(yōu)選的，預(yù)埋件空腔內(nèi)注膠保持壓力為介質(zhì)壓力的2倍。

優(yōu)選的，預(yù)埋件采用普碳鋼制成，其內(nèi)部形成注膠空腔，并設(shè)有注膠孔，其尺寸大小根據(jù)需修復(fù)管道的外徑變化，注膠口的孔徑為10mm-16mm。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)復(fù)合修復(fù)材料對(duì)管道進(jìn)行修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)，恢復(fù)管道原有的承載能力，提高管道的使用壽命 ；修復(fù)技術(shù)利用樹(shù)脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合修復(fù)材料在管道外形成復(fù)合修復(fù)材料修補(bǔ)層，分擔(dān)管道承受的載荷，降低管壁的應(yīng)力并且限制管道缺陷處的應(yīng)力集中，從而達(dá)到對(duì)管道補(bǔ)強(qiáng)的目的，恢復(fù)管道的正常承壓能力；即使管道產(chǎn)生較大內(nèi)腐蝕，也能夠確保該管道是安全的。采用編織玻璃纖維布，能夠更好地為管道增加強(qiáng)度和分擔(dān)載荷 ；玻璃纖維復(fù)合修復(fù)材料基體延伸率需大于 3.0％，確保復(fù)合修復(fù)材料具有較低的脆性和較好的柔韌性；管道兩端表面安裝預(yù)埋件，并將固體石墨膠注入預(yù)埋件內(nèi)，達(dá)到因使用樹(shù)脂類(lèi)復(fù)合修復(fù)材料膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生的泄漏問(wèn)題，防止電偶腐蝕的發(fā)生 ；02#玻璃纖維白金布作為本工程補(bǔ)強(qiáng)材料，其玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度高于85℃，可在本管道環(huán)境溫度及運(yùn)行溫度條件下長(zhǎng)期服役，管道修復(fù)后能夠?qū)崿F(xiàn)使用壽命10年的技術(shù)要求。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

實(shí)施例1

復(fù)合修復(fù)材料，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備而成：191# 不飽和樹(shù)脂 30份，玻璃微粉 3份，氣象法二氧化硅 15份，美國(guó)白炭黑 15份，還原鐵粉 3份，硅微粉 10份，耦合劑 1份。

實(shí)施例2

復(fù)合修復(fù)材料，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備而成：191# 不飽和樹(shù)脂 35份，玻璃微粉5份，氣象法二氧化硅15份，美國(guó)白炭黑15 份，還原鐵粉5份，硅微粉15份，耦合劑 1份。

實(shí)施例3

復(fù)合修復(fù)材料，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備而成：191# 不飽和樹(shù)脂 40份，玻璃微粉5份，氣象法二氧化硅20份，美國(guó)白炭黑20份 ，還原鐵粉5份，硅微粉15份，耦合劑3份。

上述實(shí)施例中復(fù)合修復(fù)材料主要在補(bǔ)強(qiáng)、修復(fù)管道腐蝕部位的應(yīng)用。

利用上述實(shí)施例中復(fù)合修復(fù)材料補(bǔ)強(qiáng)管道腐蝕部位的施工方法，包括以下步驟：

1）、在管道腐蝕處外表面除銹處理，除銹范圍超出腐蝕處外側(cè)50mm-100 mm ；

2）、對(duì)除銹后的腐蝕處管道表面采用打磨方式進(jìn)行粗糙度處理，使待修復(fù)腐蝕處管道表面保持一定的粗糙度 ；

3）、在經(jīng)粗糙度處理后管段兩端的30cm-40 cm處分別安裝一件預(yù)埋件用于注膠，預(yù)埋件采用普碳鋼制成，其內(nèi)部形成注膠空腔，并設(shè)有注膠孔，其尺寸大小根據(jù)需修復(fù)管道的外徑變化，注膠口的孔徑為10mm-16mm。

4）、在預(yù)埋件和粗糙度處理管段外部涂覆一層復(fù)合修復(fù)材料，且厚度至少為 0.2mm，待1-1.5小時(shí)后，根據(jù)介質(zhì)壓力大小預(yù)埋件空腔內(nèi)開(kāi)始注固體石墨膠，預(yù)埋件空腔內(nèi)注膠保持壓力為介質(zhì)壓力的2倍，然后使用02#玻璃纖維白金布充分浸潤(rùn)復(fù)合修復(fù)材料后，均勻壓茬纏繞打磨段管段至標(biāo)準(zhǔn)厚度，02#玻璃纖維白金布纏繞層數(shù)根據(jù)介質(zhì)壓力正比增加，介質(zhì)壓力每1兆帕至少纏繞20層，即成。

本發(fā)明補(bǔ)強(qiáng)層的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度高于管道運(yùn)行溫度 20℃以上，最大運(yùn)行溫度為 85℃，能保證補(bǔ)強(qiáng)之后管道安全運(yùn)行 10年 ；由于管道運(yùn)行環(huán)境溫度有時(shí)超過(guò) 40℃，因此至少需要 Tg 大于 60℃以上的玻璃纖維復(fù)合修復(fù)材料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。耐化學(xué)性(PH范圍)2～12，層間剪切強(qiáng)度(復(fù)合修復(fù)材料與鋼)(MPa)15.1，補(bǔ)強(qiáng)層的抗壓強(qiáng)度 (MPa)103，環(huán)向彈性伸長(zhǎng)率＞ 1.45％，邵氏 D 硬度 83，環(huán)向彈性伸長(zhǎng)率＞ 1.45％，環(huán)向彈性模量 (GPa)70.5，軸向彈性模量 (GPa)36.4，環(huán)向拉伸強(qiáng)度 (MPa)983，軸向拉伸強(qiáng)度 (MPa)558，軸向設(shè)計(jì)應(yīng)力 (MPa)382，拉伸模量 (GPa)70.5，環(huán)向設(shè)計(jì)應(yīng)力 (MPa)740，玻璃纖維復(fù)合修復(fù)材料的剛度與鋼的剛度比值為1/3，疲勞壽命1600小時(shí)室溫試驗(yàn)和1000小時(shí)加速試驗(yàn) ；即使管道產(chǎn)生較大內(nèi)腐蝕，也能夠確保該管道是安全的。采用雙向編織玻璃纖維布，能夠更好地為管道增加強(qiáng)度和分擔(dān)載荷 ；玻璃纖維復(fù)合修復(fù)材料基體延伸率需大于 3.0％，確保復(fù)合修復(fù)材料具有較低的脆性和較好的柔韌性。

上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。