CN103899879B - 用于修复管道接口的修复装置及其修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及管道工程的建设连接领域，公开了一种用于修复管道接口的修复装置，包括卷筒、设置在卷筒内围的不锈钢环扣和设置在卷筒内的气囊，卷筒外表面设有发泡剂层，不锈钢环扣上设有开口，开口一端设有第一定位卡齿，开口另一端设有与第一定位卡齿齿合的第二定位卡齿；以及采用该修复装置进行修复的方法。本发明的不锈钢环扣的侧向支撑为5psi，外部静态水力压力的安全系数为2.5-3.0；且不锈钢环扣采用奥氏体不锈钢制成以及发泡剂层采用水溶性聚氨酯堵漏剂层或油溶性聚氨酯堵漏剂层，一般可保证修复部分的管道正常使用寿命达15年以上；有些轻微破损的管段修复后，修复后的管段使用寿命可与新管的使用寿命相同。
Description
技术领域
本发明涉及管道工程的建设连接领域，尤其涉及了一种用于修复管道接口的修复装置及其修复方法。
背景技术
管道接口的连接是实现将管段连接起来并保证密封的装置。在管道的使用过程中不管是管道还是其接口，都经常遭受腐蚀和/或微小破裂和/或泄露，此时管道必须经常被替换或修复。为了节省资源，一般是采用修复的方式来解决上述问题。对于管道接口修复的方式，是在主管道内部安装管状内衬，其中在管状内衬和主管道之间设有可硬化的水泥砂浆(有浆液形成)。然而，注入到管状内衬和主管道之间的浆液可能有滑过管状内衬并且流到管状内衬的下面的倾向，因而抑制了在管状内衬和管道之间的最上部区域形成理想浆液覆盖。此外，随着浆液在内衬和管道之间的分布，由于缺少足够的背压而携入的空气或夹带的空气可能导致浆液覆盖中的缺陷或间隙，其密封性能相对较差。另外，现有使用的管状内衬主要是采用普通碳钢套环或PVC套环，而管道设计必须保证外部荷载小于或等于管道本身能够承受的弯曲压力，否则管道就会坍塌，一般的工程实践中都要求柔性内衬的安全系数是现有荷载的2.25倍，以此来保证在使用期限内管道能够偶尔发生的双倍于现有载荷的压力；但是不管是普通碳钢套环还是PVC套环，其都不能满足需要的条件，且普通碳钢套环或PVC套环，他们的耐腐蚀性较差，因此修复后的管道接口的使用寿命较短，一般只有几年的时间。
由于施工危险，维修成本高，因此需要研究一种能够保证修复后的管道接口的使用寿命、密封性能和抗压性能，且操作方便的管道接口修复方法。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种能够保证修复后的管道接口的使用寿命、密封性能和抗压性能，且操作方便的用于修复管道接口的修复装置及其修复方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
用于修复管道接口的修复装置，包括卷筒、设置在卷筒内围的不锈钢环扣和设置在卷筒内的气囊，不锈钢环扣固定在卷筒内，卷筒外表面设有发泡剂层，不锈钢环扣上设有开口，开口一端设有第一定位卡齿，开口另一端设有与第一定位卡齿齿合的第二定位卡齿，第一定位卡齿设置在不锈钢环扣内围，第二定位卡齿设置在不锈钢环扣外围。不锈钢环扣对卷筒起到定位的作用，卷筒缩回而不与管道壁贴合。
作为优选，卷筒为橡胶卷筒。橡胶卷筒具有弹性，可以拉伸，因此气囊挤压时能让橡胶卷筒与管道壁贴合，且橡胶制成的卷筒对发泡剂层的吸附力较强，可防止发泡剂层从卷筒上部区域流到卷筒下部区域，保证发泡剂层在卷筒外表面的厚度处处相等。
作为优选，卷筒的外径尺寸小于管道的内径尺寸。
作为优选，发泡剂层的厚度在0.1-0.2cm之间。
作为优选，还包括影像探头，影像探头与气囊相连或影像探头与不锈钢环扣相连。
管道接口的修复方法，包括以下步骤：
步骤一：修复装置的准备：在卷筒内围套上不锈钢环扣，将气囊设置在卷筒内，在卷筒的外表面均匀地涂上发泡剂层，不锈钢环扣采用奥氏体不锈钢制成；
步骤二：将修复装置从窨井置入管道接口内；
步骤三：对气囊进行打气，气囊膨胀挤压卷筒使得卷筒与管道接口贴合，在气囊挤压卷筒的同时，不锈钢环扣上的第一定位卡齿和第二定位卡齿随着气囊的挤压而滑动，不锈钢环扣将卷筒锁住，将气囊放气后从管道内拖出，卷筒不会缩回来；发泡剂层进行发泡固结，从而将卷筒与管道接口粘合好，管道接口即修复好了。
奥氏体不锈钢制成的不锈钢环扣具有良好的延展性，易冷加工成型，抗拉强度均有优越的表现，相当于碳钢(6.8级)，同时，其还具有耐腐蚀、美观和对侵蚀、高低温都有良好的抵抗力。
作为优选，步骤二中，当管道的管径小于800mm时，将影像探头与气囊相连或影像探头与不锈钢环扣相连，再将修复装置置入管道接口内。
作为优选，采用油漆滚筒在卷筒的外表面均匀地涂上发泡剂层。
作为优选，发泡剂层采用水溶性聚氨酯堵漏剂层或油溶性聚氨酯堵漏剂层。
水溶性聚氨酯堵漏剂层或油溶性聚氨酯堵漏剂层的包水率大，有韧性，可带水作业，收缩大，活动裂缝亦可使用：
1.亲水性好遇水后立即反应，分散乳化发泡膨胀，并与砂石泥土固结成弹性固结体，迅速堵塞裂缝，永久性止水；
2.可控制诱导发泡时间；
3.膨胀性大。任性佳，无收缩，与基材黏着力强，且对水质适应性好；粘着力好，因此从卷筒上部区域留到卷筒下部区域的倾向比较小，可保证整个卷筒外表面的发泡剂层的厚度大致相同；
4.可灌性好，即使在低温下仍可注浆使用；
5.施工简便，清洗容易；
6.具有良好的密封性。
采用气囊挤压的方式来使卷筒与管道接口贴合的方式较为简单，气压对卷筒各个位置的受力均匀，保证每个位置的均能与卷筒贴合，且采用的水溶性聚氨酯堵漏剂层或油溶性聚氨酯堵漏剂层能保证卷筒与管道接口间具有良好的密封性。
作为优选，在25℃±0.5℃的环境温度内，水溶性聚氨酯堵漏剂层的密度在0.98g/cm3至1.10g/cm3之间，粘度在60mPa·s至500mPa·s之间，诱导凝固时间在10s至1300s之间，膨胀率≥300％。
本发明的不锈钢环扣的侧向支撑为5psi，外部静态水力压力的安全系数为2.5-3.0；且不锈钢环扣采用奥氏体不锈钢制成以及发泡剂层采用水溶性聚氨酯堵漏剂层或油溶性聚氨酯堵漏剂层，一般可保证修复部分的管道正常使用寿命达15年以上；有些轻微破损的管段修复后，发泡剂层与破损的管道形成一体，这种情况修复后的管段使用寿命可与新管的使用寿命相同；整体结构在环刚度上比PVC套环有很大提高，在密封性上又优于橡胶圈、石棉麻丝等。
附图说明
图1是本发明的修复装置的结构图。
图2是不锈钢环扣的平面图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—不锈钢环扣、2—开口、3—第一定位卡齿、4—第二定位卡齿、5—卷筒、6—气囊、7—管道、8—管道接口。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
用于修复管道接口的修复装置，如图1至图2所示，包括外径尺寸与管道7的内径尺寸配套的卷筒5，在本实施例中，卷筒5为橡胶卷筒，橡胶卷筒吸附发泡剂层的性能较好，可防止发泡剂层脱离卷筒5或是防止发泡剂层从卷筒5的上部区域流到卷筒5的下部区域。卷筒5的外径尺寸小于管道7的内径尺寸。第一定位卡齿3和第二定位卡齿4均为单向卡齿，齿合后只能沿一个方向活动。
卷筒5的长度在60cm至80cm之间，卷筒5外表面设有发泡剂层，发泡剂层的厚度在0.1-0.2cm之间，发泡剂层为水溶性聚氨酯堵漏剂层或油溶性聚氨酯堵漏剂层。橡胶卷筒内围设有长度为10-20cm的不锈钢环扣1，不锈钢环扣1固定在卷筒5内，不锈钢环扣1为长度大于管道7内径尺寸的不锈钢条卷取而成，不锈钢条卷取后形成带有开口2的不锈钢环扣1，开口2一端设有一排第一定位卡齿3，开口2另一端设有与第一定位卡齿3齿合的第二定位卡齿4，第一定位卡齿3设置在不锈钢环扣1内围，第二定位卡齿4设置在不锈钢环扣1外围。第一定位卡齿3与第二定位卡齿4的齿合使得不锈钢环扣1的开口2部位只能沿不锈钢环扣1直径变大的方向滑动。
橡胶卷筒内部设有带轮子的气囊6，在本实施例中，气囊6为橡胶气囊。设轮子，在移动气囊6的时候较为方便。当管道7的管径小于800mm时，需要设置影像探头，将影像探头与气囊6相连或影像探头与不锈钢环扣1相连。
实施例2
管道接口的修复方法，包括以下步骤：
步骤一：修复装置的准备：在橡胶卷筒内围套上不锈钢环扣1，橡胶卷筒的外径尺寸略小于管道7的内径尺寸，例如管道7的内径尺寸为600mm，则橡胶卷筒的外径尺寸设置成略小于600mm，例如选用580mm或590mm或570mm等等。不锈钢环扣1为长度大于管道7内径尺寸的不锈钢条卷取而成，不锈钢条左右两部分分别设有第一定位卡齿3和第二定位卡齿4，不锈钢条卷取后形成带有开口2的不锈钢环扣1，且第一定位卡齿3与第二定位卡齿4交错卡接，第一定位卡齿3与第二定位卡齿4的齿合使得不锈钢环扣1的开口2部位只能沿不锈钢环扣1直径变大的方向滑动。
将气囊6设置在橡胶卷筒内，用油漆滚筒在橡胶卷筒的外表面均匀地涂上厚度为0.1cm至0.2cm的发泡剂层，发泡剂层采用水溶性聚氨酯堵漏剂层或油溶性聚氨酯堵漏剂层。在25℃±0.5℃的环境温度内，水溶性聚氨酯堵漏剂层的密度在0.98g/cm3至1.10g/cm3之间，粘度在60mPa·s至500mPa·s之间，诱导凝固时间在10s至1300s之间，膨胀率≥300％。不锈钢环扣1采用奥氏体不锈钢制成，具体的是采用型号为304号的奥氏体不锈钢制成，其化学成分如下：
不锈钢环扣1的抗拉强度(Ts抗拉强度min 700N/mm，Ys屈服强度min450N/mm)。
步骤二：通过线缆的牵引将修复装置从窨井置入管道7内。
步骤三：对气囊6进行打气，气囊6膨胀挤压卷筒5使得卷筒5与管道接口8紧密贴合，在气囊6挤压卷筒5的同时，不锈钢环扣1上的第一定位卡齿3和第二定位卡齿4随着气囊6的挤压而滑动，使得不锈钢环扣1的直径与管道7的内径尺寸配合，这样不锈钢环扣1就将卷筒5锁住，将气囊6放气后从管道7内拖出，卷筒5不会缩回来；控制发泡剂层在18min至20min内开始发泡，发泡后体积膨胀3至4倍；这样卷筒5和管道接口8就会粘牢在一起，几小时后发泡剂层固结，管道接口8就修复好了。
步骤二中，当管道7的管径小于800mm时，将影像探头与气囊6相连或影像探头与不锈钢环扣1相连，再将修复装置置入管道7内。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (10)
1.用于修复管道接口的修复装置，其特征在于：包括卷筒(5)、设置在卷筒(5)内围的不锈钢环扣(1)和设置在卷筒(5)内的气囊(6)，气囊(6)上设有轮子，卷筒(5)外表面设有发泡剂层，不锈钢环扣(1)上设有开口(2)，开口(2)一端设有若干第一定位卡齿(3)，开口(2)另一端设有与第一定位卡齿(3)齿合的第二定位卡齿(4)，第一定位卡齿(3)设置在不锈钢环扣(1)内围，第二定位卡齿(4)设置在不锈钢环扣(1)外围。
2.根据权利要求1所述的用于修复管道接口的修复装置，其特征在于：卷筒(5)为橡胶卷筒。
3.根据权利要求1所述的用于修复管道接口的修复装置，其特征在于：卷筒(5)的外径尺寸小于管道(7)的内径尺寸。
4.根据权利要求1所述的用于修复管道接口的修复装置，其特征在于：发泡剂层的厚度在0.1-0.2cm之间。
5.根据权利要求1所述的用于修复管道接口的修复装置，其特征在于：还包括影像探头，影像探头与气囊(6)相连或影像探头与不锈钢环扣(1)相连。
6.一种利用权利要求1的用于修复管道接口的修复装置的修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：修复装置的准备：在卷筒(5)内围套上不锈钢环扣(1)，将气囊(6)设置在卷筒(5)内，在卷筒(5)的外表面均匀地涂上发泡剂层，不锈钢环扣(1)采用奥氏体不锈钢制成；
步骤二：将修复装置从窨井置入管道(7)内；
步骤三：对气囊(6)进行打气，气囊(6)膨胀挤压卷筒(5)使得卷筒(5)与管道接口(8)贴合，在气囊(6)挤压卷筒(5)的同时，不锈钢环扣(1)上的第一定位卡齿(3)和第二定位卡齿(4)随着气囊(6)的挤压而滑动，不锈钢环扣(1)将卷筒(5)锁住，将气囊(6)放气后从管道(7)内拖出，卷筒(5)不会缩回来；发泡剂层进行发泡固结，从而将卷筒(5)与管道接口(8)粘合好。
7.根据权利要求6所述的用于修复管道接口的修复装置的修复方法，其特征在于：步骤二中，当管道(7)的管径小于800mm时，将影像探头与气囊(6)相连或影像探头与不锈钢环扣(1)相连，再将修复装置置入管道接口(8)内。
8.根据权利要求6所述的用于修复管道接口的修复装置的修复方法，其特征在于：采用油漆滚筒在卷筒(5)的外表面均匀地涂上发泡剂层。
9.根据权利要求6所述的用于修复管道接口的修复装置的修复方法，其特征在于：发泡剂层采用水溶性聚氨酯堵漏剂层或油溶性聚氨酯堵漏剂层。
10.根据权利要求9所述的用于修复管道接口的修复装置的修复方法，其特征在于：在25℃±0.5℃的环境温度内，水溶性聚氨酯堵漏剂的密度在0.98g/cm3至1.10g/cm3之间，粘度在60mPa·s至500mPa·s之间，诱导凝固时间在10s至1300s之间，膨胀率≥300％。
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