CN101848800B

CN101848800B - 用于给管道或管加内衬的方法

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Publication number: CN101848800B
Application number: CN2007801012146A
Authority: CN
Inventors: 西格弗里德·施沃特
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-24
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2027-10-24
Also published as: CN101848800A; PL2207665T3; EP2207665A1; EP2207665B1; US20110061807A1; WO2009052850A1; ATE516944T1; US8323445B2

Abstract

一种给管道(3)加内衬的方法，包括下述步骤：注入黏合剂；通过施加压力将软管翻转引入所述管道；通过用含能量的波照射为位于该软管上的所述黏合剂提供条件；以及保持所引入的软管(4)中的内压，直至所述黏合剂固化；在引入所述软管之后，在所述软管(4)的运动方向上的前端(9)处分开所述软管与沿该软管的长度延伸的保持带(5)之间的连接，所述保持带的被分开的端在所述管道外与照射单元(18)耦接，该照射单元在未激活的状态下被所述保持带牵引通过所述软管，直至所述软管沿运动方向的后端，此后，将所述照射单元的电源电缆(19)引入所述软管，然后，该照射单元在激活的状态下用所述电源电缆牵引通过所述软管。

Description

用于给管道或管加内衬的方法

技术领域

本发明一般涉及通过用柔性管形材料进行密封内衬来给管道或管加内衬的方法。

背景技术

在US-A-4368091中公开了一种以柔性管状内衬材料为管道内表面加内衬的方法，其中使用液态树脂作为黏合剂。该方法具有下述步骤：

a）将定量的树脂注入所述柔性管状内衬材料中，使树脂在其长度上均匀分布；

b）以环形的方式将在其内部含有液态树脂的内衬材料的一端固定至管道的一端；

c）借助于压力介质将压力施加在内衬材料上，使得内衬材料在形成于固定位置之后的翻转点处翻转，从而使得内衬材料向管道内移动，且翻转点沿该移动的方向进入管道，其中，表面涂以树脂的翻转的内衬材料被压在管道的内表面上；

d）通过所述介质保持压力，直至树脂固化。

根据这些已知方法，人们使用尽可能长的柔性管形材料作为内衬材料，使得仅需要实现尽可能少的进入管道或管内部的入口。现在已可以将500多米长的柔性管形材料施加到管道或管内。然而这一过程需要几个小时，其中，仅黏合剂的注入和分布（对于公称直径DN300长600m的修整长度大约需要1000kg）就需要超过一个小时，并且柔性管形材料的平均推进速度大约为每分钟六米。所使用的黏合剂必须在内衬压力完成之前都是可塑的，也就是说，必须具有几小时的适用时间（pot time）（可塑性的持续时间）。

在冷固化的情况下，固化时间通常是适用时间的至少五倍，因此压力介质必须保持在柔性管形材料中一天以上，直至黏合剂充分固化。因为以这种方式修整管道或管，正常作业必须被中断这么长时间，这导致了严重的作业限制。通过加热压力介质来缩短固化时间比较困难，并且至少对于修整钢管道来说存在问题，因为钢管道不能被加热至30℃以上，否则由于热应力可能导致焊缝的断裂，并且可能损坏含沥青的防腐蚀外壳。对于具有大长度和大直径的管道，还存在根本难以克服的技术困难。

然而，基本上，通过缩短固化时间，在一天之内可以完成停止管道作业、清洁、用柔性管形材料加内衬，并且使其再次作业的工作。因此，只要不是急需管道来维持供应的话，可以凑合着用，而急需的管道是困难且昂贵的。

因此，US2006/0254711A1提供了一种方法，其中注入的黏合剂本来具有长的固化时间，然而在将柔性管形材料置于管道内之后，以UV射线、IR射线、微波和/或超声波照射，从而可以在较短时间内固化。为此，至少一个激活状态下的照射单元被牵引通过被置入的并且被足够的内压力压在管道的内壁上的柔性管形材料。这可通过下述方式实现：首先柔性管形材料以由穿过该柔性管形材料的内部的保持带控制的速度被置入管内，然后，柔性管形材料与保持带的连接在沿柔性管形材料运动方向的前端处被分开，照射单元与保持带的被分开的端耦接，并且借助于保持带在激活状态下被牵引通过柔性管形材料至其沿运动方向的后端。这样，保持带被从为柔性管形材料设计的旋转圆筒上拉出，柔性管形材料在被置于管道内之前，缠绕在旋转圆筒上。

然而，该方法具有缺点，因为旋转圆筒通常不具有可控制的收卷速度。而为了获得黏合剂的理想固化度，可控收卷速度是绝对必要的，该固化度取决于照射的持续时间。另一方面，后续改进旋转圆筒使其具有可控制的收卷速度需要投入，因为旋转圆筒的尺寸大，构建方式复杂。这是因为旋转圆筒接受和卷放的是里面充填有塑性材料的柔性管形材料，长度达几百米。此外，如果收卷转速恒定，则牵引速度在收卷过程中由于卷绕直径的变化而改变。

此外，还有一种风险，由于自由的管道横截面的无法预料的变窄，照射单元可能卡在管内，而不能被进一步牵引。此时，必须确定变窄的位置，并打开外部入口，并且管道必须从外部被打开，来恢复照射单元，并且随后将其修复。这是非常令人生厌并且昂贵的过程。

发明内容

本发明的目的在于，改进已知的方法，使得能够使用收卷速度不可控制的普通旋转圆筒，且得能够不费力地恢复卡住的照射单元。

根据本发明，该目的通过以下方法实现：一种通过用柔性管形材料4进行密封内衬来给管道3或管加内衬的方法，该柔性管形材料4借助于黏合剂黏贴在所述管道3或管的内壁上，该柔性管形材料4由涂层纤维、针织纤维、编织物、毛毡、无纺布或羊毛状织物（Vlies）构成，所述方法包括下述步骤：

将定量的黏合剂在所述黏合剂不固化或固化时间较长的条件下注入所述柔性管形材料4，使得所述黏合剂沿所述柔性管形材料4长度均匀分布；

将所述柔性管形材料4引入所述管道3或管，其中，所述柔性管形材料4的一个端部被稳定地保持在所述管道3或管的在所述柔性管形材料4沿移动方向的后端处，并且所述软管4借助于压力冲击被引入所述管道3或管，同时翻转；

为在短时间内固化，通过用包含能量的波照射所述黏合剂，为位于所述柔性管形材料4外侧的黏合剂创造条件，其中，至少一个照射单元18沿轴向被牵引通过被引入的所述柔性管形材料4；以及

保持在所引入的柔性管形材料4中的内部压力，从而将该柔性管形材料4压在所述管道3或管的内壁上，直至所述柔性管形材料4与所述管道3或管的内壁之间的所述黏合剂固化；

其特征在于，在引入所述柔性管形材料4之后，所述柔性管形材料4与保持带5之间的连接在所述柔性管形材料4沿运动方向的前端9处被分开，所述保持带5在所述柔性管形材料4的纵向延伸通过整个所述柔性管形材料4，所述保持带5的被分开的端在所述管道3外被耦接至所述至少一个照射单元18，所述至少一个照射单元18在未激活的状态下被所述保持带5牵引通过所述柔性管形材料4，直至该柔性管形材料4的沿运动方向位于后面的端部，其中，在用于所述至少一个照射单元18的电源电缆19在所述至少一个照射单元18后面被牵引通过所述至少一个照射单元4的整个长度，并进入该柔性管形材料4，此后，所述至少一个照明单元18在激活的状态下被所述电源电缆19牵引通过在所述柔性管形材料4的整个长度。根据优选方案可推出有利的其它形式。

由于是在置入柔性管形材料被置入之后，柔性管形材料与保持带之间的连接在柔性管形材料的运动方向上的前端处被断开（该保持带沿柔性管形材料的纵穿过整个柔性管形材料），保持带的被分开的端在管道之外与至少一个照射单元耦接，该至少一个照射单元在未激活状态被保持带牵引通过柔性管形材料，直至在其运动方向上的后端，其中，用于所述至少一个照射单元的电源电缆在照射单元之后被牵引进入柔性管形材料，通过其整个长度，此后该至少一个照射单元在激活状态被保持带牵引通过柔性管形材料的整个长度，旋转圆筒牵引处于未激活状态的照射单元通过柔性管形材料，因此照射单元的速度不重要。若照射单元被激活，则照射单元被电缆盘通过电源电缆牵引，而电缆盘的收卷速度通常是可控制的，并且电缆盘显著小于柔性管形材料的旋转圆筒。若照射单元由保持带牵引通过柔性管形材料，其也被连接至电源电缆。若其卡在柔性管形材料中不能被保持带进一步拉动，可以通过电源电缆沿相反方向将其拉出所述柔性管形材料。

附图说明

在下文中，借助于在图1至图5中示出的实施例更加详细地描述本发明。这以五个连续步骤示出该方法的流程。

具体实施方式

如图1所示，移动旋转圆筒1的位置紧邻待修整的管道3的施工坑2。在修整过程开始时，长达500m的纤维柔性管形材料4（内部包括定量的黏合剂，该黏合剂固化慢，或处于不发生固化的状态）在旋转圆筒1内处于被卷起的状态。此外，大致相同长度的同样被卷起的保持带5连接至纤维柔性管形材料4，二者通过连接部6相互耦接。空气压缩机7与旋转圆筒1连接，并且在旋转圆筒1中产生相对于大气较高的压力。

由金属（优选由钢、灰口铸铁或韧性灰口铸铁）、塑料（优选PVC或GFK（玻璃纤维加强塑料）），或矿物材料（优选石棉水泥、石制品、纤维水泥、混凝土、钢筋混凝土或砖石构成的管道3在施工坑2的相对处进入目标坑8。

在管道3凸出进入施工坑2的端部附着有翻转头12。随后，在旋转圆筒1与翻转头12之间设置为运送柔性管形材料13以及中间柔性管形材料14定位，其中通过运送柔性管形材料13将纤维柔性管形材料4以及随后将保持带5引入纤维柔性管形材料4。

也可以将纤维柔性管形材料4直接从旋转圆筒1中翻出（内外倒置）。在该情况下，翻转头12直接定位在旋转圆筒1上，并且不需要运送柔性管形材料13和中间柔性管形材料14。

在修整过程开始时，被卷起的纤维柔性管形材料4的自由端被牵引通过运送柔性管形材料13以及中间柔性管形材料14，直至翻转头12，并且被固定于翻砖头12。然后，借助于空气压缩机7升高旋转圆筒1、运送柔性管形材料13以及中间柔性管形材料14中的压力，使得被制动的飞轮中的纤维柔性管形材料4被从旋转圆筒1放出，并且被翻转压入管道。由此，柔性管形材料内部的黏合剂到了纤维柔性管形材料4的外侧，该外侧承接于管道3的内表面上。

在运动方向前部的纤维柔性管形材料4的端部9（移动的翻转点）移动通过管道3，如图1所示，并且到达管道3的凸出进入目标坑8的端部，使得管道3在其整个长度上都以纤维柔性管形材料4加上内衬。然而，纤维柔性管形材料4被翻转进入与管道3连接的夹持柔性管形材料10并随后进入与夹持柔性管形材料10耦接的保护柔性管形材料11，直至纤维柔性管形材料4与保持带5之间的连接位置6到达保护柔性管形材料11的可接近区域，在本例中，可以是其前端9被容纳在作为逆轴承的收集篮15中（图2）。

夹持柔性管形材料10具有夹断装置16，在柔性管形材料端部9到达收集篮之后，该夹断装置16关闭（图2），如本例中的情形，使得柔性管形材料端9可随后被打开，而管道3中的纤维管软4的部分中的压力不会下降，尽管有被引导通过纤维柔性管形材料4的保持带5。

此时，可以将保护柔性管形材料11与夹持柔性管形材料10分开。连接部6也被打开或移除，使得纤维柔性管形材料4与保持带5之间的耦接终止。

被切下的纤维柔性管形材料4的从夹持柔性管形材料10处凸出的端部借助于夹持部以密闭方式与夹持柔性管形材料10的自由法兰端连接。

此时，锁定柔性管形材料17被耦接在夹持柔性管形材料10上，在该锁定柔性管形材料17中具有照射单元（图3）。例如，该单元被设计成三部分，由电视摄像机、UV辐射器以及IR辐射器构成。照射单元18被耦接至保持带5的自由端，然后锁定柔性管形材料17被关闭，其中，用于照射单元18的电源电缆19以密闭的方式被引出锁定柔性管形材料17，并且被引至电缆绞车20。该电缆绞车20与控制单元21连接，并且能够被控制使得电源电缆19可以从飞轮中卷放出来，或者以可设定的速度卷起。

夹断装置16随后被打开，其中，由于锁定柔性管形材料17气密封闭，纤维柔性管形材料4的内部压力得以维持。此时，旋转圆筒1可以按照由驱动器设定的恒定转速卷收保持带5，其中，照射单元18和所连接的电源电缆19也一起被牵引。照射单元18的UV辐射器和IR辐射器被关闭，使得旋转圆筒1的卷收速度可以是任意的。而与照射单元18一同被牵引的电视摄像机可以开启。

当照射单元18到达运送柔性管形材料13内时（图4），旋转圆筒1的收卷驱动被关闭。在保持带5与照射单元18之间的耦接可以取消。然而，只有在保持柔性管形材料4中的压力的情况下才可行。因为不必再担心照射单元18卡住，所以可以进行这样的去耦操作。

如图5所示，照射单元18（随后是开启的UV辐射器和IR辐射器）在由电缆绞车20通过电源电缆19向回牵引到目标坑8。电缆绞车20的收卷速度由控制单元21控制，使得在纤维柔性管形材料4的外侧与管道内侧之间的黏合剂的理想固化度得以维持。纤维柔性管形材料4中的内部压力被长时间保持，直至照射单元18到达目标施工坑8。此时，黏合剂在管道3的整个长度上至少固化到能够将纤维柔性管形材料4稳定保持在管壁上的程度。此时不再需要纤维柔性管形材料4中的内部压力，因此可以拆卸该装置。

Claims

1.一种通过用柔性管形材料（4）进行密封内衬来给管道（3）或管加内衬的方法，该柔性管形材料（4）借助于黏合剂黏贴在所述管道（3）或管的内壁上，该柔性管形材料（4）由涂层纤维、针织纤维、编织物、毛毡、无纺布或羊毛状织物（Vlies）构成，所述方法包括下述步骤：

将定量的黏合剂在所述黏合剂不固化或固化时间较长的条件下注入所述柔性管形材料（4），使得所述黏合剂沿所述柔性管形材料（4）长度均匀分布；

将所述柔性管形材料（4）引入所述管道（3）或管，其中，所述柔性管形材料（4）的一个端部被稳定地保持在所述管道（3）或管的在所述柔性管形材料（4）沿移动方向的后端处，并且所述软管（4）借助于压力冲击被引入所述管道（3）或管，同时翻转；

为在短时间内固化，通过用包含能量的波照射所述黏合剂，为位于所述柔性管形材料（4）外侧的黏合剂创造条件，其中，至少一个照射单元（18）沿轴向被牵引通过被引入的所述柔性管形材料（4）；以及

保持在所引入的柔性管形材料（4）中的内部压力，从而将该柔性管形材料（4）压在所述管道（3）或管的内壁上，直至所述柔性管形材料（4）与所述管道（3）或管的内壁之间的所述黏合剂固化；

其特征在于，在引入所述柔性管形材料（4）之后，所述柔性管形材料（4）与保持带（5）之间的连接在所述柔性管形材料（4）沿运动方向的前端（9）处被分开，所述保持带（5）在所述柔性管形材料（4）的纵向延伸通过整个所述柔性管形材料（4），所述保持带（5）的被分开的端在所述管道（3）外被耦接至所述至少一个照射单元（18），所述至少一个照射单元（18）在未激活的状态下被所述保持带（5）牵引通过所述柔性管形材料（4），直至该柔性管形材料（4）的沿运动方向位于后面的端部，其中，在用于所述至少一个照射单元（18）的电源电缆（19）在所述至少一个照射单元（18）后面被牵引通过所述至少一个照射单元（4）的整个长度，并进入该柔性管形材料（4），此后，所述至少一个照明单元（18）在激活的状态下被所述电源电缆（19）牵引通过在所述柔性管形材料（4）的整个长度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用旋转圆筒（1）来牵引所述至少一个照明单元（18）在未激活的状态下通过所述柔性管形材料（4），所述旋转圆筒（1）设计成用于以固定收卷转速收卷所述柔性管形材料（4），而卷放时飞轮带有制动。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用电缆绞车（20）牵引所述至少一个照射单元（18）在激活的状态下通过所述柔性管形材料（4），该电缆绞车（20）设计为以可控制和/或调整的收卷速度收卷所述电源电缆（19），而卷放所述电源电缆（19）时用飞轮。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性管形材料（4）位于所述管道（3）内的部分相对于耦接位置以气密的方式被夹断，以便将所述至少一个照射单元（18）耦接至所述保持带（5）。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在将所述至少一个照射单元（18）耦接至所述保持带（5）之后，所述柔性管形材料（4）沿运动方向的前端（9）在包括所述至少一个照射单元（18）的情况下再次以气密的方式封闭，并且消除所述柔性管形材料（4）在所述管道（3）内的部分的夹断。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用所述保持带（5）牵引所述至少一个照射单元（18）在非激活状态下通过所述柔性管形材料（3）之后，所述照射单元（18）与保持带（5）的耦接被断开。