CN105531522A - 用于流体输送管道维修的改进型加固带 - Google Patents
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Abstract
一种适用于流体输送管道维修(10)的加固带(20),在维修过程中,加固带在拉伸下围绕管道的需进行维修的部分进行缠绕,同时在加固带上施加交联树脂,以围绕待维修的部分构成护套。加固带具有至少一条内置的金属线,金属线的电性能用于进行包括如下作业的这类作业:树脂交联,检测管道的具有护套的部分,或者检测管道的经受由于管道壁变薄导致直径增大的已维修部分。
Description
技术领域
本发明涉及用于流体如石油输送的管道的维修,本发明尤其涉及用于流体输送管道维修的改进型加固带。
背景技术
在流体输送管道如用于运送石油的管路存在损坏时对其进行的维修始终包括围绕管道的被损坏的部分安装加固带。这种加固带一般用挠性材料制成,所述挠性材料具有优良的拉伸机械特性如高抗断裂强度。这种材料优选地是芳纶(aramides)族的凯芙拉纤维(注册商标为Kevlar)或玻璃纤维。
参照图1,管道壁12一般用钢制成的管道10的一部分在其周边具有损坏部分14。为进行维修,首先用聚合物树脂堵塞损坏部分。然后安装护套16,该护套覆罩损坏部分。这种护套由加固带缠绕管道并随着缠绕加固带用交联树脂覆盖加固带而构成。
护套16还可以安装在管道10的具有变薄部18的部分上,该变薄部因管道内部损坏而造成,如图2中所示。
图3示出了如何安装加固带。首先,采用任何适当的方式将加固带20的带头固定在管道上。然后,加固带在牵拉下围绕管道进行缠绕,并且每缠绕一圈便覆盖前一缠绕带圈的一部分,通常覆盖加固带宽度的一半。
但是,用于尤其输送石油的大部分管道埋置在地下,这具有许多缺陷。
因此,如果管道穿过在冬季经受低温的地区,则不宜施加交联树脂,因为可使树脂具有良好附着特性、化学特性和机械特性的聚合作用仅可在至少10℃的足够温度下适当发生。
为解决这个问题,惯常做法是在安置浸有树脂成分的加固带之后,用发热覆层覆罩管道,以便起动聚合作用。在这种情况下,热量从外向内散发,从而会在管道与第一浸渍带层之间产生冷凝插层。由此导致附着性不佳,这有损于维修的机械和化学效率,另外还会产生有害的锈膜层。
另一方面,为了例如以每3年一次的定期检验管道是否良好运行和检验管道状态,要用一种称为探测刮擦器的工具在管道内部移动,来检查管道内部。
但是,当维修过的管道被埋置在地下时,会不清楚维修部位所在。当探测刮擦器正处于已维修部分处时,探测刮擦器指示存在壁的损坏,但不能检测出是否进行过维修。因此,探测刮擦器指示需要刨开管道进行维修,这是无益的且成本很高的作业。
最后,当管道在外部或在内部存在损坏时,损坏部分随时间而变薄导致管道内径增大,不管是否通过安装护套进行过维修都会如此。这种变薄引起的内径增大可以证明是相当危险的,因为如果直径达到过大数值而在该部位未安装新护套,则管道壁可能会开裂。
发明内容
因此,本发明旨在提供这样一种加固带,其用于流体输送管道的维修,允许容易进行如以下作业的这类作业:安装护套,检测具有护套的管道部分,或者检测由于管道壁变薄而直径增大了的管道部分。
因此,本发明的主要对象在于一种适用于流体输送管道维修的加固带,在维修过程中,加固带在拉伸下围绕管道的需进行维修的部分进行缠绕,同时在加固带上施加交联树脂,以围绕待维修的部分构成护套。加固带具有至少一条沿加固带的纵向方向内置的金属线,金属线的电性能用于进行包括如下作业的这类作业:树脂交联,检测管道的具有护套的部分,或者检测管道的经受由于壁变薄导致直径增大的已维修部分。
本发明的另一对象在于一种用于维修管道损坏部分的方法,其中,安装在损坏部分上的护套具有上述加固带,所述方法包括:对加固带中内置的金属线通电,以便通过焦耳效应产生温度增高,来达到起动施加于加固带上的交联树脂聚合所必需的最低温度,例如10℃。
本发明的另一对象是一种用于检测安装在管道损坏部分上并具有上述加固带的护套的方法,其中,探测刮擦器在管道内部移动并传输磁场,从而能记录加固带中内置的金属线的存在所导致的磁场的变化,以便检测到管道的已维修部分和护套。
本发明的另一对象是一种用于检测管道的因其损坏部分的壁变薄所导致的直径增大的方法,管道包括具有前述加固带的护套,其中,在加固带中内置的金属线的端部之间施加电压,以测量金属线的随管道直径增大而变化的电阻率。
附图说明
通过阅读下面参照附图所进行的说明,本发明的目的、对象和特征将更清楚地体现出来,附图中:
图1示出了管道的外部损坏部分,其中,通过安装护套对该外部损坏部分进行了维修;
图2示出了管道的内部损坏部分,其中,通过安装护套对该内部损坏部分进行了维修;
图3示出加固带在管道的损坏部分上的安置;
图4示意地示出根据本发明的具有金属线的加固带;以及
图5示出其上安装有护套的管道部分,并且金属线的端部从护套伸出。
具体实施方式
图1至图3涉及具有损坏部分的管道,对该损坏部分的维修在于安装护套,在背景技术中已对这些图进行过描述。
图4示出加固带20,加固带20可由多个加固带首尾相接而形成,加固带20由具有优良的拉伸机械特性的挠性材料如凯芙拉纤维Kevlar组成,加固带具有一条沿加固带的纵向方向内置于加固带20中的例如钢制的金属线22。
要注意的是,加固带可具有多条金属线。在这种情况下,金属线优选全都位于中线24的同一侧上,以便如果在一个缠绕带圈部分地(优选一半)被下一个缠绕带圈覆盖时(见图3),金属线22从加固带露出,则不会发生短路。
图5中示出包括具有根据本发明的加固带的护套16的管道10。如该图中所示,金属线22的端部26和28从护套16伸出,以便在管道埋置于地下时可在地面接近这些端部。
如上面已提到过的,许多管道、特别是用于石油输送的管路,被埋置于冬季温度下降到零下的地区中。在安装护套时,加固带被覆以交联树脂。一般来说,这种树脂具有两种组分,这两种组分在接触空气时进行交联聚合。但是,如果温度下降到低于最小值例如10℃,则不会发生这种交联作用。
使用根据本发明的加固带则能以如下方式弥补这个缺陷:在金属线的两个端部26和28之间施加低电压,以使电流进入金属线中,因而通过焦耳效应导致温度升高,直至达到用于起动树脂聚合的最低温度、例如10℃。
一旦在冷管道上缠绕好浸有树脂组分的第一加固带,作业员就对其通电,并可继续对其包缠其他加固带,而无需担心管道温度。这避免了产生任何冷凝。
另外,一旦包缠结束,就通过保持通电并用保温网(toileisotherme)保护管道,等待达到良好的聚合温度即可,这可借助于目视指示器如热敏标签进行。因此,可以肯定所有层(所有层可达100,即厚度50毫米)完美聚合。
另一个优点在于缩短恢复压力之前的等候时间,等候时间通常是72小时(树脂稳定所必需的时间),因而其可缩短到数小时,这相当于显著节约了成本水平。
在安置加固带时,在两个加固带之间需要约为6千克的最小机械张力,即一个人所施加的作用力,而要知道是加固带的性质不是弹性的。
借助加固带中内置的一条金属线(或多条金属线),可以看到在不用力、即以小于6千克的张力包缠的加固带与用力包缠的加固带之间存在差异,因此可检验操作人员是否遵循实施程序。实际上,只需测量加固带在安置之前和之后的欧姆电阻率即可,两种测量结果之差表示包缠期间的张力。
要注意的是,对于给定的维修来说,计算必需的层数,因而计算出加固带的长度,该长度可以达到百来米。借助已知的金属线的电阻率,则电阻率的测量结果指示待施加的加固带的全长。
当管道维修过时,用探测刮擦器在管道内部移动来检查管道,探测刮擦器在处于已维修部分处时则指示存在壁的损坏,
借助加固带中内置的金属线,探测刮擦器检测护套的存在。实际上,探测刮擦器具有多个测量器,其中一个测量器测量磁铁的在磁铁的两个磁极之间于管道壁中流通的磁通量。由于加固带的缠绕,加固带中内置的金属线则形成一个改变被测磁通量的绕组。因此,易于检测到指示管道已经过维修的护套的存在。
如上所述,当在管道损坏之后进行过维修时,损坏部分的变薄,即便在维修之后,也会引起管道直径增大,管道直径增大可以证明是相当危险的,因为如果直径达到过大数值而在该部位处未安装新的护套,则管道壁可能开裂。因此必须定期检验管道在维修部位处的直径没有过大增加,以避免无法弥补的开裂。
因为管道的被维修部分具有护套,因而管道直径增大会使得护套直径增大,因此使得加固带中内置的金属线所形成的螺旋线圈的直径增大,螺旋线圈的直径增大表现为金属线长度通过拉伸而增长。金属线长度的这种增长使得金属线的电阻率增大。因此,为识别管道直径的可能增大,只需计算通过在金属线的端部26和28之间施加电压(见图5)的金属线电阻率的变化并测量金属线电阻以识别其电阻率即可。
Claims (8)
1.一种加固带(20),加固带适用于流体输送管道(10)维修,在维修过程中,加固带在拉伸下围绕管道的需进行维修的部分进行缠绕,同时在加固带上施加交联树脂,以围绕管道的所述部分构成护套(16),
其特征在于,加固带具有至少一条沿加固带的纵向方向内置的金属线(22),金属线的电性能用于进行包括如下作业的这类作业:树脂交联,检测管道的具有护套的部分,或者检测管道的经受由于壁变薄导致直径增大的已维修部分。
2.根据权利要求1所述的加固带(20),其特征在于,加固带中内置有多条金属线。
3.根据权利要求2所述的加固带(20),其特征在于,金属线内置在加固带的仅仅一半中,以便在每次围绕管道缠绕加固带时,具有金属线的一半加固带叠置于前一缠绕带圈的没有金属线的一半上,使得在接连的缠绕带圈的金属线部分之间不会发生短路。
4.一种用于维修管道(10)的损坏部分的方法,其中,安装在损坏部分上的护套(16)具有根据权利要求1至3中任一项所述的加固带(20),所述方法包括:对加固带中内置的金属线(22)通电,以便通过焦耳效应产生温度增高,来达到起动施加于加固带上的交联树脂聚合所必需的最低温度,例如10℃。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,测量加固带(20)在安置之前和之后的欧姆电阻率,两种测量结果之差表示包缠期间施加的机械张力。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,测量电阻率已知的内置的金属线的电阻允许确定待施加的加固带(20)的全长。
7.一种用于检测护套(16)的方法,其中所述护套安装在管道(10)的损坏部分上并具有根据权利要求1至3中任一项所述的加固带(20),其特征在于,探测刮擦器在管道内部移动,探测刮擦器具有磁铁,磁铁产生磁通量,从而能记录加固带中内置的金属线的存在所导致的磁通量的变化,以便检测到管道的已维修部分和护套。
8.一种用于检测管道(10)的因其损坏部分的壁变薄所导致的直径增大的方法,其中管道包括具有根据权利要求1至3中任一项所述的加固带(20)的护套(16),其特征在于,在加固带中内置的金属线的端部(26,28)之间施加电压,以测量金属线的随管道直径增大而变化的电阻率。
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