CN101846229B - 管道焊缝防腐固强方法及其中阳模消融剂和固强注浆液 - Google Patents
管道焊缝防腐固强方法及其中阳模消融剂和固强注浆液 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种管道焊缝防腐固强方法和该方法中的阳模消融剂、固强注浆液以及消融固强浆液，该方法是通过在管道焊缝区域用可消融材料包覆焊缝后形成可以被消融的阳模，然后在阳模外糊贴快凝材料将阳模完全包覆后形成阴模，阴模凝固后，再注入阳模消融剂消融阳模，待阳模消融、并排出消融的液体后，阳模所占据的空间便形成了空的模腔，最后往模腔内注入固强注浆液将模腔充满充实，固强注浆液固化后去除阴模、涂装，完成施作。本发明操作简便灵活，从根本上解决了管网系统的防腐防水、结构固强问题，为生态水系管网的安全使用提供了一种新的解决办法。
Description
技术领域
本发明属于管网工程建设和维护技术领域，特别涉及一种管道焊缝防腐固强方法以及方法中应用到的阳模消融剂和固强注浆液。
背景技术
各种管网工程中由于管道分布各异，管道的延伸和换向一般会通过焊接的方式连通，在长期使用当中，焊缝由于被腐蚀不可避免地会出现漏孔现象，导致与故障管道相关联的部分管网不能正常使用。特别是生态水管网，还存在部分钢管与预应力混凝土管的钢接口，由于管径存在差异，采用补板对焊方法，焊接时只能在管外单面焊接，因焊缝处金属晶相的改变、新掺杂物的加入，在含氧水的环境下，会形成局部氧化还原反应原电池，反应极易进行，从而导致焊缝锈蚀加快。另外，对于异形焊缝的锈蚀如果采用钢板补焊，一方面现场工作量很大，另一方面仍会存在锈蚀问题。基于上述情况，在管网工程施工中，对于特殊焊缝区域必须采取防腐固强措施，做到防患于未然。
目前焊缝通用的防腐、防水、结构固强方法是用环氧树脂加普通固化剂及添加剂在焊缝区域涂抹，在一层固化后再涂抹第二遍，直到达到设计厚度，其不便之处在于：（1）担负有结构固强使命的环氧树脂其配方固化期一般在24小时以上，所以其施工周期长；如通过配方调节固化反应速率，则涂层太脆，结构强度受影响。（2）由于环氧树脂流动性好，在立面、斜立面以及异形部位容易流淌，造成厚薄不均，可操作性差；对于达不到厚度要求的部位，其固强作用有限，而要达到设计厚度，则工作量很大，（3）成型体形状规整性差。该方法中，如改用不饱和聚酯替代环氧树脂，也同样存在上述问题，且其强度不如环氧树脂。所以管网焊缝的防水防腐、结构固强问题一直困扰着本领域的技术人员，截止目前还没有一种完善的方法来解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作简便灵活、并易于保证固化厚度和可靠性的管道焊缝防腐固强方法。
同时本发明还提供可用于该方法中的阳模消融剂、固强注浆液以及消融固强浆液。
为实现上述目的，本发明的管道焊缝防腐固强方法采用如下技术方案：一种管道焊缝防腐固强方法，包括如下步骤：
1) 在管道焊缝区域用可消融材料包覆焊缝，形成阳模；
2) 在阳模外用快凝材料糊贴，将阳模包覆形成阴模；
3) 阴模凝固后，注入阳模消融剂消融阳模，阳模消融后排出消融后的液体，形成空的模腔；
4) 在模腔内注满固强注浆液；
5) 固强注浆液固化。
作为进一步的限定，上述方法中，所述制作阳模的可消融材料为聚苯乙烯发泡材料；所述阳模消融剂由以下重量比的组分组成，二甲苯或者苯:甲苯=10:4。
另外，本发明的技术方案还采用了一种阳模消融剂，该阳模消融剂由以下重量比的组分组成，二甲苯或者苯:甲苯=10:4。
进一步地，本发明的技术方案采用了一种固强注浆液，该固强注浆液由以下重量比的组分组成，环氧树脂:助剂：环氧树脂固化剂= 100:20:（10-50）。
更进一步讲，本发明的技术方案采用了一种管道焊缝防腐固强方法，包括如下步骤：
1)在管道焊缝区域用可消融材料包覆焊缝，形成阳模；
2)在阳模外用快凝材料糊贴，将阳模包覆形成阴模；
3)阴模凝固后，注入消融固强浆液，该浆液在消融阳模后与消融的阳模材料混合在一起固化成型，形成防腐固强结构。
本发明还采用了一种消融固强浆液，该消融固强浆液的制备方法如下：以环氧树脂、阳模消融剂和聚酰胺固化剂为原料，采用以下重量配比，环氧树脂:阳模消融剂:聚酰胺固化剂=10：4：（5-10），在制备时，先将环氧树脂与阳模消融剂混合均匀后待用，待注浆时再将形成的混合物与聚酰胺固化剂混合均匀；其中阳模消融剂的组成为，二甲苯或者苯:甲苯=10:4。
采用本发明的方法，通过建模和注浆便可在管道焊缝处形成完整的、包覆焊缝的防腐固强结构，一方面，其固强结构的厚度可以通过控制阳模的厚度灵活控制，施作简单便利，固化厚度易得到保证，从而形成可靠的防腐固化层；另一方面，可以根据实际焊缝处的结构任意调整阳模的形状，对于在立面和斜面上的或者具有复杂形状的管道焊缝尤为适用，可以轻易地保证其防腐固化层厚度的均匀性，同时还能保证固化层的外形规整。该方法从根本上解决了管网系统的防腐防水、结构固强问题，为生态水系管网的安全使用提供了一种新的解决办法。
附图说明
图1是本发明一种实施例的工艺流程框图。
具体实施方式
本发明的一种管道焊缝防腐固强方法，是通过在管道焊缝区域用可消融材料包覆焊缝后形成可以被消融的阳模，然后在阳模外糊贴快凝材料将阳模完全包覆后形成阴模，阴模凝固后，再注入阳模消融剂消融阳模，待阳模消融、并排出消融的液体后，阳模所占据的空间便形成了空的模腔，最后往模腔内注入固强注浆液将模腔充满充实，固强注浆液固化后去除阴模、涂装，完成施作（当然阴模也可保留）。
实施例1：
图1所示为本发明管道焊缝防腐固强方法的一种实施例，其工艺步骤具体如下：
1、清理焊缝：用钢丝刷或角磨机打磨焊缝及周边建模区，使处理基层无锈蚀、油污，（如锈蚀严重可以考虑用稀硫酸酸洗），而后用丙酮清洗，保证基层无油污，避免基层由于有油污或其它原因而与固化后的环氧树脂形成两层皮；
2、建模：
1）按以下重量比的组分配制底胶，并在焊缝处的建模区均匀涂刷一遍，环氧树脂:聚酰胺固化剂:丙酮 = 10:7:2；底胶应当保证与所要注入模腔的注浆液有很好的相容性和粘接性，以便注浆液能与基层很好的粘接在一起成为一个完整的整体，基于此，除采用上述方法配置底胶外，还可以直接采用注浆液作为底胶使用；在配制底胶时，还能按照以下两种重量比的组分进行：环氧树脂:聚酰胺固化剂:丙酮 = 10:5:2，环氧树脂:聚酰胺固化剂:丙酮 = 10:10:2。
2）根据建模区形状对聚苯乙烯发泡板（以下简称EPS板）进行适当裁剪（当然也可以采用预制成型的EPS模），设置注浆管并用胶带纸对注浆管和EPS板进行固定，完成拟灌浆成型的阳模雏形；制作阳模的材料还可以采用挤塑聚苯乙烯材料XPS，其与EPS板都为强极性材料，可以用复配的消融剂快速消融，当然，还可以采用其他的能够成型、并用相对应的消融剂消融的材料制作阳模，如发泡聚氯乙烯PVC等；
3）修整阳模并用双面胶带完全包覆阳模形成粘接层，而后用快速抢修剂（属于现有技术）糊贴在粘接层上从而将阳模完全包覆（或用石膏或者混凝土完全灌封也可），并保证一定的包覆厚度，从而形成阴模；
该步骤中，所采用的双面胶带一方面可以固定阴模，另一方面可以粘接在阳模上而不会从阳模上脱落从而与注浆液体混在一起，保证阳模的材料统一、均一性。
构建阴模时，应留出出浆口和注浆管的注浆口，注浆管伸出膜腔的管段设置在膜腔的正上方，出浆口连通设置在模腔的正下方；注浆管可以设置两道、并均与出浆口方向相反，其中一道注浆、一道备用；另外，在注浆管出膜腔位置还要预留出约20×40mm的出气孔以便排气和观察；
3、配制阳模消融剂：阳模消融剂应当与阳模材料相对应，能够将阳模材料快速溶解、而后融合在一起成为液体，该液体可作为非反应型稀释剂稀释环氧树脂，但必须控制数量，否则会影响环氧树脂凝固体的强度；本实施例中采用的阳模材料EPS板为强极性聚合物，其溶解度参数为9.1，要将其快速消融，根据极性相似，溶解度参数相近的经验，选择甲苯（其溶解度参数为8.9）与二甲苯或者苯（溶解度参数 9.2 ）配制混合溶剂，其重量比如下：二甲苯或者苯：甲苯=10：4，将两组分均匀混合得阳模消融剂，该阳模消融剂的溶解度参数为(10×9.2 + 4×8.9)/14 =9.11 ≈9.1（ EPS溶解度参数），现场试验：将EPS浸入阳模消融剂中，EPS瞬间消融；将阳模消融剂滴在EPS上，接触部分瞬间消融，证明其符合实用要求；
4、消融阳模，成型膜腔：待阴模凝固后，将配好的阳模消融剂通过注浆管注入阳模，注入量可以根据阳模体积算出，待阳模消融后，用微型泵将阳模消融后形成的混合液体从出浆口抽出，原阳模所占据的空间形成空的模腔；
5、配制固强注浆液：按以下重量比的组分配制固强注浆液：环氧树脂E-44: 助剂：环氧树脂固化剂T31S = 100:20:35；首先，将定量的环氧树脂倒入铁桶中，加入助剂，用电动搅拌器搅拌5-10分钟，再将T31S倒入容器，并搅拌1-2分钟备用（搅拌时间可根据物料多少和温度高低调整，搅匀和不及时反应爆聚即可）。注意搅拌温度最好控制在20℃左右，温度太高，容易引起爆聚，太低则粘稠，不易打开、搅匀。要控制每次配胶量，一般要在一小时内用完；在配制固强注浆液时还可以采用以下两种重量比的组分进行，环氧树脂E-44: 助剂：环氧树脂固化剂T31S = 100:20:10，环氧树脂E-44: 助剂：环氧树脂固化剂T31S = 100:20:50。上述助剂均采用环氧氯丙烷，其为活性稀释剂参加固化反应。
6、注浆固化：将模腔内预设的注浆管与注浆机连接，将配好的固强注浆液倒入注浆机料筒中，开启注浆机开始注浆，从排气口观察，浆液从模腔两边同时出浆证明注浆饱满，封闭注浆管口同时用快速抢修剂封闭排气口，待浆液固化后去除阴模、涂装，完成施作；环氧树脂的完全凝固期不低于48小时，为此管网通水使用应在注浆施作完毕48小时之后进行。
实施例2：
本发明管道焊缝防腐固强方法的第二种实施例的工艺步骤如下：
1、清理焊缝：与实施例1中的步骤1的内容相同；
2、建模：与实施例1中的步骤2的内容相同；
3、配置消融固强浆液：以环氧树脂E-51、阳模消融剂和聚酰胺固化剂为原料，采用以下重量配比，环氧树脂E-51:阳模消融剂:聚酰胺固化剂=10：4：7，阳模消融剂的组分与重量比为二甲苯或者苯：甲苯=10：4；在制备时，先将环氧树脂与阳模消融剂混合均匀后待用（阳模消融剂在此作为环氧树脂的稀释剂，阳模消融剂混入树脂的最大量不宜超过环氧树脂量的70%），待注浆时将之与聚酰胺固化剂混合均匀，即可直接注浆使用；在配置消融固强浆液时，还能采用以下两种重量比进行，环氧树脂E-51:阳模消融剂:聚酰胺固化剂=10：4：5，环氧树脂E-51:阳模消融剂:聚酰胺固化剂=10：4：10。
4、待阴模凝固后，注入消融固强浆液，该浆液能够直接消融EPS阳模、并与消融的阳模材料混合在一起固化成型，形成防腐固强结构。
根据实际情况，注浆液也可以采用聚氨酯、丙烯酰胺类等材料作为固强注浆液（此为另外的固化体系，有其自己的材料和配方），聚氨酯必须采用非发泡型双组分固强液，且与基层粘接力强、耐水等，且其系统固化时间、固化体系粘度符合化学注浆工艺操作要求。
本发明提供的用于上述方法中的阳模消融剂应当与方法中所使用的阳模材料相对应，达到能够将阳模材料快速溶解的目的。上述方法中采用的阳模材料EPS板为强极性聚合物，其溶解度参数为9.1，要将其快速消融，根据极性相似，溶解度参数相近的经验，选择甲苯（其溶解度参数为8.9）与二甲苯或者苯（溶解度参数 9.2 ）配制混合溶剂，其重量比如下：二甲苯或者苯：甲苯=10：4，将两组分均匀混合得阳模消融剂，该阳模消融剂的溶解度参数为(10×9.2 + 4×8.9)/14 =9.11 ≈9.1（ EPS溶解度参数），现场试验：将EPS浸入阳模消融剂中，EPS瞬间消融；将阳模消融剂滴在EPS上，接触部分瞬间消融，证明其符合实用要求。
本发明提供的用于上述方法中的固强注浆液按以下重量比的组分配制固强注浆液：环氧树脂E-44: 助剂：环氧树脂固化剂T31S = 100:20:35；首先，将定量的环氧树脂倒入铁桶中，加入助剂，用电动搅拌器搅拌5-10分钟，再将T31S倒入容器，并搅拌1-2分钟备用（搅拌时间可根据物料多少和温度高低调整，搅匀和不及时反应爆聚即可）。注意搅拌温度最好控制在20℃左右，温度太高，容易引起爆聚，太低则粘稠，不易打开、搅匀。要控制每次配胶量，一般要在一小时内用完。在配制固强注浆液时还可以采用以下两种重量比的组分进行，环氧树脂E-44: 助剂：环氧树脂固化剂T31S = 100:20:10，环氧树脂E-44: 助剂：环氧树脂固化剂T31S = 100:20:50。上述助剂均采用环氧氯丙烷，其为活性稀释剂参加固化反应。
本发明提供的用于上述方法中的消融固强浆液，以环氧树脂E-51、阳模消融剂和聚酰胺固化剂为原料，采用以下重量配比，环氧树脂E-51:阳模消融剂:聚酰胺固化剂=10：4：7，阳模消融剂的组分与重量比为二甲苯或者苯：甲苯=10：4；在制备时，先将环氧树脂与阳模消融剂混合均匀后待用（阳模消融剂在此作为环氧树脂的稀释剂，阳模消融剂混入树脂的最大量不宜超过环氧树脂量的70%），待注浆时将之与聚酰胺固化剂混合均匀，即可直接注浆使用；待阴模凝固后，注入消融固强浆液，该浆液能够直接消融EPS阳模、并与消融的阳模材料混合在一起固化成型，形成防腐固强结构。在配置消融固强浆液时，还能采用以下两种重量比进行，环氧树脂E-51:阳模消融剂:聚酰胺固化剂=10：4：5，环氧树脂E-51:阳模消融剂:聚酰胺固化剂=10：4：10。
Claims (2)
1.管道焊缝防腐固强方法，其特征在于，包括如下步骤：
1) 在管道焊缝区域用可消融材料包覆焊缝，形成阳模；
2) 在阳模外用快凝材料糊贴，将阳模包覆形成阴模；
3) 阴模凝固后，注入阳模消融剂消融阳模，阳模消融后排出消融后的液体，形成空的模腔；
4) 在模腔内注满固强注浆液；
5) 固强注浆液固化。
2.根据权利要求1所述的管道焊缝防腐固强方法，其特征在于，在步骤1）之前先对管道焊缝区域进行清理，然后涂抹底胶。
3. 根据 权利要求1所述的管道焊缝防腐固强方法，其特征在于：在步骤2）中，先在阳模外设置粘接层，然后用快凝材料糊贴。
4．根据权利要求1所述的管道焊缝防腐固强方法，其特征在于：所述快凝材料为快速抢修剂或石膏。
5. 根据权利要求1所述的管道焊缝防腐固强方法，其特征在于：步骤5）中，固强注浆液固化后，去除阴模。
6. 根据权利要求2—5任一项所述的管道焊缝防腐固强方法，其特征在于：所述制作阳模的可消融材料为聚苯乙烯发泡材料；所述阳模消融剂由以下重量比的组分组成，二甲苯或者苯:甲苯=10:4。
7. 一种管道焊缝防腐固强方法，其特征在于，包括如下步骤：
1) 在管道焊缝区域用可消融材料包覆焊缝，形成阳模；
2) 在阳模外用快凝材料糊贴，将阳模包覆形成阴模；
3) 阴模凝固后，注入消融固强浆液，该浆液在消融阳模后与消融的阳模材料混合在一起固化成型，形成防腐固强结构。
8. 一种权利要求7中所用的消融固强浆液，其特征在于：该消融固强浆液的制备方法如下：以环氧树脂、阳模消融剂和聚酰胺固化剂为原料，采用以下重量配比，环氧树脂:阳模消融剂:聚酰胺固化剂=10：4：（5-10），在制备时，先将环氧树脂与阳模消融剂混合均匀后待用，待注浆时再将形成的混合物与聚酰胺固化剂混合均匀；其中阳模消融剂的组成为，二甲苯或者苯:甲苯=10:4。
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Effective date of registration: 20110225 Address after: 450045 Henan province Zhengzhou North Ring Road No. 36 Applicant after: North-China Water Conservancy & Hydroelectric Power College Address before: 450052 No. 14, building 4, building 96, Zhongyuan Central Road, Zhengzhou, Henan, 18 Applicant before: Zhang Xianjun |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Liu Bingtao Inventor after: Zhang Xianjun Inventor after: Xing Huiling Inventor after: Zheng Yongxian Inventor before: Liu Bingtao Inventor before: Zhang Xianjun Inventor before: Zhang Huiling Inventor before: Zheng Yongxian |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: LIU BINGTAO ZHANG XIANJUN ZHANG HUILING ZHENG YONGXIAN TO: LIU BINGTAO ZHANG XIANJUN XING HUILING ZHENG YONGXIAN |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111207 Termination date: 20140619 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |