CN109297843A - 环氧套筒修复管道的质量判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环氧套筒修复管道的质量判断方法，属于油气管道修复领域。该方法包括：建立多个环氧套筒修复管道模型；使模拟环氧树脂层为不同模拟弹性模量，获取模拟压缩强度、模拟剪切强度、模拟缺陷补强百分比；建立模拟弹性模量与模拟缺陷补强百分比、模拟压缩强度、模拟剪切强度的第一线性拟合关系、第二线性拟合关系、第三线性拟合关系；获取标准缺陷补强百分比；由第一线性拟合关系、标准缺陷补强百分比获取标准弹性模量；由第二、第三线性拟合关系，标准弹性模量获取标准压缩强度和标准剪切强度；目标环氧树脂层的弹性模量、压缩强度、剪切强度分别不小于标准弹性模量、标准压缩强度、标准剪切强度时，修复质量好；反之，修复质量不好。

Description

环氧套筒修复管道的质量判断方法

技术领域

本发明涉及油气管道修复领域，特别涉及环氧套筒修复管道的质量判断方法。

背景技术

石油、天然气一般通过管道进行输送，随着管道使用时间的延长，外界环境、输送介质的压力、化学因素等容易使管道出现腐蚀、裂缝、变形、划伤、焊缝开裂等缺陷，致使管道无法正常使用。对于管道的上述缺陷，可以通过采用两半对等的钢制套筒套装在管道上的缺陷处，并在钢制套筒与管道之间灌注环氧树脂的方法来修复管道，该方法称为环氧套筒修复管道。并且在环氧套筒修复管道后，需要对环氧套筒修复管道的质量进行判断，以确定该环氧套筒修复管道是否达到了修复质量的要求。基于上述可知，提供一种环氧套筒修复管道的质量判断方法是十分必要的。

现有技术提供了一种环氧套筒修复管道的质量判断方法，该方法具体为：通过将已经修复的环氧套筒破坏或者更换，以检测目标环氧树脂层的弹性模量、压缩强度、剪切强度等力学性能，并与通过试验获取的目标环氧树脂层的标准弹性模量、标准压缩强度、标准剪切强度的值进行比对：当弹性模量大于或者等于标准弹性模量，压缩强度大于或者等于标准压缩强度，剪切强度大于或者等于标准剪切强度时，该环氧套筒修复管道的质量好，反之，该环氧套筒修复管道的质量差。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的判断方法需要破坏或者更换环氧套筒，费时费力，不容易判断环氧套筒修复管道的质量。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种省时省力、容易判断环氧套筒修复管道的质量判断方法。具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种环氧套筒修复管道的质量判断方法，所述方法包括：

建立多个环氧套筒修复管道模型，所述环氧套筒修复管道模型包括：由内至外顺次套装的模拟管道、模拟环氧树脂层、模拟钢制套筒；

取多个具有不同模拟弹性模量的所述模拟环氧树脂层，并获取所述模拟环氧树脂层、所述环氧套筒修复管道模型分别在不同所述模拟弹性模量下对应的模拟压缩强度和模拟剪切强度、模拟缺陷补强百分比；

建立所述模拟弹性模量分别与所述模拟缺陷补强百分比、所述模拟压缩强度、所述模拟剪切强度的第一线性拟合关系、第二线性拟合关系、第三线性拟合关系；

针对目标环氧套筒修复管道，给出标准缺陷补强百分比；

根据所述第一线性拟合关系，以及所述标准缺陷补强百分比，获取所述目标环氧套筒修复管道的目标环氧树脂层的标准弹性模量；

根据所述第二线性拟合关系、所述第三线性拟合关系，以及所述标准弹性模量，分别获取所述目标环氧树脂层的标准压缩强度和标准剪切强度；

获取所述目标环氧树脂层的弹性模量、压缩强度以及剪切强度，当三者同时大于或者等于所对应的所述标准弹性模量、所述标准压缩强度以及所述标准剪切强度时，所述目标环氧套筒修复管道的质量好；

反之，所述目标环氧套筒修复管道的质量不好。

具体地，作为优选，所述方法还包括：

根据所述目标环氧树脂层的所述标准弹性模量、所述标准压缩强度和所述标准剪切强度，选择弹性模量、压缩强度、以及剪切强度均分别大于所述标准弹性模量、所述标准压缩强度、所述标准剪切强度的环氧树脂原料层，利用所述环氧树脂原料层制备所述目标环氧套筒修复管道。

具体地，作为优选，所述模拟弹性模量的范围为：0.5GPa～3.0GPa。

具体地，作为优选，所述模拟缺陷补强百分比通过以下方法来获取：

在所述模拟管道上设置模拟缺陷，获取所述模拟管道在所述模拟缺陷处的第一模拟应力值；

获取所述环氧套筒修复管道模型在所述模拟缺陷处的第二模拟应力值；

所述第二模拟应力值与所述第一模拟应力值的差值，并且与所述第二模拟应力值的比值为所述模拟缺陷补强百分比。

具体地，作为优选，所述模拟缺陷补强百分比包括：模拟环向缺陷补强百分比和模拟轴向缺陷补强百分比。

具体地，作为优选，所述第一线性拟合关系、所述第二线性拟合关系、所述第三线性拟合关系均为线性拟合图。

具体地，作为优选，所述方法还包括：

当所述目标环氧树脂层的弹性模量、压缩强度以及剪切强度同时大于或者等于所对应的所述标准弹性模量、所述标准压缩强度、所述标准剪切强度时，获取所述目标环氧树脂层的模拟硬度作为标准硬度；

获取所述目标环氧树脂层的实际硬度，并与所述目标环氧树脂层的所述标准硬度进行比对：

当所述实际硬度为所述标准硬度，或者比所述标准硬度硬时，所述目标环氧套筒修复管道的质量好；

反之，所述目标环氧套筒修复管道的质量不好。

具体地，作为优选，所述标准硬度为邵氏硬度D80。

具体地，作为优选，所述方法还包括：

所述模拟管道在不同处理等级下进行模拟表面处理，获取所述模拟环氧树脂层在不同处理等级下对应的所述模拟剪切强度，并建立所述不同处理等级与所述模拟剪切强度的第四线性拟合关系；

根据所述第四线性拟合关系，以及所述目标环氧树脂层的标准剪切强度，获取所述目标环氧套筒修复管道的目标管道进行所述模拟表面处理时的标准等级；

当所述目标管道进行实际表面处理时的等级大于或者等于所述标准等级时，所述目标环氧套筒修复管道的质量好；

反之，所述目标环氧套筒修复管道的质量不好。

具体地，作为优选，所述方法还包括：

使不同体积百分比的模拟气泡处于所述模拟管道的模拟缺陷处、远离所述模拟缺陷、以及靠近所述模拟缺陷，并分别获取不同体积百分比的所述模拟气泡在不同位置处对应的所述环氧套筒修复管道模型的第三模拟应力值；

建立所述模拟气泡的体积百分比与所述第三模拟应力值的第五线性拟合关系；

根据所述第五线性拟合关系，确定所述模拟气泡的标准位置和标准体积百分比；

当目标气泡的位置为所述标准位置时，并且所述目标气泡的体积百分比小于或者等于所述标准体积百分比时，所述目标环氧套筒修复管道的质量好；

反之，所述目标环氧套筒修复管道的质量不好。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的环氧套筒修复管道的质量判断方法，通过建立多个环氧套筒修复管道模型，并且建立模拟弹性模量分别与模拟缺陷补强百分比、模拟压缩强度、模拟剪切强度的第一线性拟合关系、第二线性拟合关系、第三线性拟合关系。根据第一线性拟合关系、第二线性拟合关系、第三线性拟合关系以及目标环氧套筒修复管道的标准缺陷补强百分比分别获取目标环氧树脂层的标准弹性模量、标准压缩强度、标准剪切强度，并且根据获取的目标环氧树脂层的弹性模量、压缩强度、剪切强度是否同时大于或者等于标准弹性模量、标准压缩强度、标准剪切强度来判断环氧套筒修复管道的质量。该判断方法省时省力，容易判断环氧套筒修复管道的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1提供的模拟弹性模量和模拟缺陷补强百分比的线性拟合图；

图2是本发明实施例1提供的模拟弹性模量和模拟压缩强度的线性拟合图；

图3是本发明实施例1提供的模拟弹性模量与模拟剪切强度的线性拟合图；

图4是本发明实施例2提供的模拟管道表面处理的不同等级与模拟剪切强度的线性拟合图；

图5是本发明实施例3提供的模拟气泡的体积百分比与环氧套筒修复管道模型的模拟应力值的线性拟合图。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种环氧套筒修复管道的质量判断方法，该方法包括：

建立多个环氧套筒修复管道模型，环氧套筒修复管道模型包括：由内至外顺次套装的模拟管道、模拟环氧树脂层、模拟钢制套筒。

取多个具有不同模拟弹性模量的模拟环氧树脂层，并获取模拟环氧树脂层、环氧套筒修复管道模型分别在不同模拟弹性模量下对应的模拟压缩强度和模拟剪切强度、模拟缺陷补强百分比。

建立模拟弹性模量分别与模拟缺陷补强百分比、模拟压缩强度、模拟剪切强度的第一线性拟合关系、第二线性拟合关系、第三线性拟合关系。

针对目标环氧套筒修复管道，给出标准缺陷补强百分比。

根据第一线性拟合关系，以及标准缺陷补强百分比，获取目标环氧修复套筒修复管道的目标环氧树脂层的标准弹性模量。

根据第二线性拟合关系、第三线性拟合关系，以及标准弹性模量，分别获取目标环氧树脂层的标准压缩强度和标准剪切强度。

获取目标环氧树脂层的弹性模量、压缩强度以及剪切强度，当三者同时大于或者等于所对应的标准弹性模量、标准压缩强度以及标准剪切强度时，目标环氧套筒修复管道的质量好。

反之，目标环氧套筒修复管道的质量不好。

本发明实施例提供的环氧套筒修复管道的质量判断方法，通过建立多个环氧套筒修复管道模型，并且建立模拟弹性模量分别与模拟缺陷补强百分比、模拟压缩强度、模拟剪切强度的第一线性拟合关系、第二线性拟合关系、第三线性拟合关系。根据第一线性拟合关系、第二线性拟合关系、第三线性拟合关系以及给出的目标环氧套筒修复管道的标准缺陷补强百分比分别获取目标环氧树脂层的标准弹性模量、标准压缩强度、标准剪切强度，并且根据获取的目标环氧树脂层的弹性模量、压缩强度、剪切强度是否同时大于或者等于标准弹性模量、标准压缩强度、标准剪切强度来判断环氧套筒修复管道的质量。该判断方法省时省力，容易判断环氧套筒修复管道的质量。

本发明实施例提供的方法还包括：根据目标环氧树脂层的标准弹性模量、标准压缩强度和标准剪切强度，选择弹性模量、压缩强度、以及剪切强度均分别大于标准弹性模量、标准压缩强度、标准剪切强度的环氧树脂原料层，利用环氧树脂原料层制备目标环氧套筒修复管道。

通过在修复前选择弹性模量、压缩强度、以及剪切强度均分别大于标准弹性模量、标准压缩强度、标准剪切强度的环氧树脂原料层，保证目标环氧套筒修复管道的质量好，避免了后期对其质量进行测量判断。

需要说明的是，环氧树脂原料层的弹性模量、压缩强度、剪切强度为环氧树脂材料形成目标环氧树脂层后的相应物理参数。

以下对本发明实施例提供的方法进行具体描述：

首先，在有限元仿真软件FLUENT中建立多个环氧套筒修复管道模型，该环氧套筒修复管道模型包括：由内至外顺次套装的模拟管道、模拟环氧树脂层、模拟钢制套筒。FLUENT软件为常用的建模软件，在此不再详述。

具体地，环氧套筒修复管道模型中的模拟管道、模拟环氧树脂层、模拟钢制套筒与目标管道、目标环氧树脂层、目标钢制套筒的材料的泊松比、热膨胀系数等物理参数一一对应，以高精度地模拟实际的环氧套筒修复管道。对于具有不同材质的环氧树脂、管道或者钢制套筒可以建立多个相应的模型。

用于修复目标管道的目标环氧树脂材料的弹性模量一般为0.5GPa～3.0GPa，所以多个环氧套筒修复管道模型的模拟弹性模量的范围为：0.5GPa～3.0GPa，例如可以为0.5GPa、1.0GPa、1.5GPa、2.0GPa、2.5GPa、3.0GPa等。每个环氧套筒修复管道模型中的模拟环氧树脂层的模拟弹性模量不同。

具体地，模拟缺陷补强百分比通过以下方法来获取：

在模拟管道上设置模拟缺陷，获取模拟管道在模拟缺陷处的第一模拟应力值；获取环氧套筒修复管道模型在模拟缺陷处的第二模拟应力值；第二模拟应力值与第一模拟应力值的差值，并且与第二模拟应力值的比值为模拟缺陷补强百分比。

模拟缺陷补强百分比包括：模拟环向缺陷补强百分比和模拟轴向缺陷补强百分比。相应地，标准缺陷补强百分比包括：标准环向缺陷补强百分比和标准轴向缺陷补强百分比。通过两两分别比对，可以高精确地获取目标环氧套筒修复管道的质量。

目标环氧套筒修复管道的标准缺陷补强百分比可以通过以下方法来获取：

根据GB50251-2003输气管道工程设计规范，对于目标管道的试压压力管段应小于设计压力的1.5倍，所以在修复管道后，其最大安全的试压压力为修复前设计压力的1.5倍。

为验证环氧套筒修复管道的可靠性，以材质为X70管材为例，截取带有缺陷的目标管道，其设计压力为6.3MPa，在该设计压力的条件下获取修复前目标管道的环向应力值为296.57MPa。

采用目标环氧树脂原料层以及目标钢制套筒修复该目标管道后，将两端封闭，并在其内部打压9.45MPa，获取修复后整个目标环氧套筒修复管道的环向应力值为462.99MPa。由于轴向应力值比较小，所以在此不再考虑。

此时，获取目标环氧套筒修复管道的标准环向缺陷补强百分比：

标准环向补强百分比＝(环氧套筒修复管道的环向应力-修复前目标管道的环向应力)/环氧套筒修复管道的环向应力＝(462.99-296.57)/462.99＝35.94％。

采用同样的方法获取标准轴向缺陷补强百分比为26.97％。

在模拟环向缺陷补强百分比和模拟轴向缺陷补强百分比中，只考虑数值较大的进行比对，即标准环向补强百分比。

在分别建立第一线性拟合关系、第二线性拟合关系、第三线性拟合关系时，不同的模拟弹性模量分别与模拟缺陷补强百分比、模拟压缩强度、模拟剪切强度一一对应。为了便于直观地观察模拟弹性模量分别与模拟缺陷补强百分比、模拟压缩强度、模拟剪切强度的关系，第一线性拟合关系、第二线性拟合关系、第三线性拟合关系均为线性拟合图。

进一步地，为了精确、方便地判断目标环氧套筒修复管道的质量，本发明实施例提供的方法还包括：

当目标环氧树脂层的弹性模量、压缩强度以及剪切强度同时大于或者等于所对应的标准弹性模量、标准压缩强度、标准剪切强度时，获取目标环氧树脂层的模拟硬度作为标准硬度；获取目标环氧树脂层的实际硬度，并与目标环氧树脂层的标准硬度进行比对：

当实际硬度为标准硬度硬，或者比标准硬度硬时，目标环氧套筒修复管道的质量好。

反之，目标环氧套筒修复管道的质量不好。

上述方法中，目标环氧树脂层的硬度参数容易获取，在获取目标环氧树脂层的标准硬度后，通过比对目标环氧树脂层的实际硬度和标准硬度便可以判断采用该目标环氧树脂层修复管道的质量。

在实际环氧套筒修复管道中，根据目标环氧树脂层的标准硬度，选择实际硬度大于标准硬度的环氧树脂原料层进行修复，能够保证目标环氧套筒修复管道的质量好，避免了后期对其质量进行测量判断。

其中，根据环氧套筒修复管道模型并结合经验值得到目标环氧树脂层的标准硬度为邵氏硬度D80，所以当目标环氧树脂层的硬度在邵氏硬度D80时，或者比邵氏硬度D80硬时，并且目标环氧树脂层的弹性模量、压缩强度、剪切强度满足上述要求的前提下，采用该目标环氧树脂层修复目标管道的质量好。

进一步地，为了获取修复质量好的目标环氧套筒修复管道，本发明实施例提供的方法还包括：

模拟管道在不同处理等级下进行模拟表面处理，获取模拟环氧树脂层在不同处理等级下对应的模拟剪切强度，并建立不同处理等级与模拟剪切强度的第四线性拟合关系。

根据第四线性拟合关系，以及目标环氧树脂层的标准剪切强度，获取目标环氧套筒修复管道的目标管道进行模拟表面处理时的标准等级。

当目标管道进行实际表面处理时的等级大于或者等于标准等级时，目标环氧套筒修复管道的质量好。

反之，目标环氧套筒修复管道的质量不好。

在目标环氧套筒修复管道中，通过目标环氧树脂层的弹性模量、压缩强度、剪切强度分别与标准弹性模量、标准压缩强度、标准剪切强度比对，并配合目标管道实际的处理等级与标准等级比对，可以精确地判断目标环氧套筒修复管道的质量。

在实际环氧套筒修复管道中，根据目标管道的标准等级，选择目标管道实际表面处理等级大于或者等于标准等级，能够保证目标环氧套筒修复管道的质量好，避免了后期对其质量进行测量判断。

为了便于直观地观察模拟表面的不同等级与模拟剪切强度的关系，第四线性拟合关系为线性拟合图。

其中，表面处理为将待修复的目标管道表面区域进行划分，以待修复的缺陷为中心，采用机械或人工打磨的方法除去目标管道表面的杂质，一般为三层PE防腐残留物(包括聚乙烯、胶粘剂、环氧粉末)。

表面处理的等级分为St2级、St3级、Sa2.5级、Sa3级等。其中，St2级表示彻底的手工和动力工具除锈。钢材表面应无可见的油脂和污垢。并且没有附着不牢的氧化皮，铁锈和旧漆涂层等附着物。

St3级表示非常彻底的手工和动力工具除锈。钢铁表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮，铁锈和油漆涂层等附着物，除锈应比St2更彻底，底材表面应显出金属光泽。

Sa2.5级采用喷砂处理的方法，但疵点限定为不超过每平方米表面的5％，可包括轻微暗影，少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色；氧化皮及油漆疵点。

Sa3级与Sa2.5级一样，但5％的阴影、疵点、锈蚀等都不存在了。

本发明实施例提供的方法还包括：

使不同体积百分比的模拟气泡处于模拟管道的模拟缺陷处、远离模拟缺陷、以及靠近模拟缺陷，并分别获取不同体积百分比的模拟气泡在不同位置处对应的环氧套筒修复管道模型的第三模拟应力值。

建立模拟气泡的体积百分比与第三模拟应力值的第五线性拟合关系。

根据第五线性拟合关系，确定模拟气泡的标准位置和标准体积百分比。

当目标气泡的位置为标准位置时，并且目标气泡的体积百分比小于或者等于标准体积百分比时，目标环氧套筒修复管道的质量好。

反之，目标环氧套筒修复管道的质量不好。

通过目标环氧树脂层的弹性模量、压缩强度、剪切强度分别与标准弹性模量、标准压缩强度、标准剪切强度比对，配合上述方法可以进一步精确地判断该目标环氧套筒修复管道的质量。

在实际环氧套筒修复管道中，选择环氧树脂材料的灌注方法，以使目标气泡的位置和体积百分比分别为标准位置和标准体积百分比，能够保证目标环氧套筒修复管道的质量好。

模拟气泡体积的百分比为0.023％～1.023％，例如可以为0.023％、0.123％、0.223％、0.323％、0.423％、0.523％、0.623％、0.723％、0.823％、0.923％、1.023％等。

模拟缺陷与模拟管道的中轴线之间的连线为第一连线，模拟气泡与第一连线非模拟缺陷处的端部的连线为第二连线，当第二连线与第一连线之间的夹角为90°时，定义为模拟气泡远离模拟缺陷。

当第二连线与第一连线之间的夹角小于90°时，定义为模拟气泡靠近模拟缺陷。

模拟气泡的标准位置为：当模拟气泡的体积百分比发生变化时，不会对环氧套筒修复管道模型的第三模拟应力值造成影响，即模拟套筒修复管道模型的第三模拟应力值不会随着模拟气泡的体积百分比的变化而变化，并且模拟气泡对环氧套筒修复管道模型的模拟应力影响最小，此时，模拟气泡的位置为模拟气泡的标准位置。

模拟气泡的标准体积百分比为：模拟气泡使环氧套筒修复管道模型的第三模拟应力值最小时，所对应的模拟气泡的体积百分比。

为了便于直观地观察模拟气泡的体积百分比与第三模拟应力值的关系，第五线性拟合关系为线性拟合图。

以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。

实施例1

本实施例提供了一种环氧套筒修复管道的质量判断方法，该方法包括：首先，通过在有限元仿真软件FLUENT中输入管道的相关参数：X70管材钢、泊松比0.35、热膨胀系数12e^-6；环氧树脂层的相关参数：泊松比0.35、热膨胀系数67.1e^-6；钢制套筒的相关参数：X70管材钢、泊松比0.3、热膨胀系数12e^-6，以建立六个由内至外顺次套装的模拟管道、模拟环氧树脂层、模拟钢制套筒的环氧套筒修复管道模型。并且，这六个环氧套筒修复管道模型中的模拟环氧树脂层的模拟弹性模量分别为0.5GPa、1GPa、1.5GPa、2.14GPa、2.48GPa、3.0GPa，然后分别对应获取每个模拟环氧树脂层的模拟压缩强度和模拟剪切强度，以及每个环氧套筒修复管道模型的模拟缺陷补强百分比的数值。建立模拟弹性模量分别与模拟缺陷补强百分比、模拟压缩强度、模拟剪切强度的线性拟合图，分别为附图1、附图2、附图3。

其中，模拟缺陷补强百分比包括：模拟环向缺陷补强百分比和模拟轴向缺陷补强百分比。模拟环向缺陷补强百分比和模拟轴向缺陷补强百分比均通过以下方法获得：

在模拟管道上设置有模拟缺陷，获取模拟管道在模拟缺陷处的第一模拟环向应力值和第一模拟轴向应力值；获取环氧套筒修复管道模型在模拟缺陷处的第二模拟环向应力值和第二模拟轴向应力值；第二模拟环向应力值与第一模拟环向应力值的差值，并且与第二模拟环向应力值的比值为模拟环向缺陷补强百分比；第二模拟轴向应力值与第一模拟轴向应力值的差值，并且与第二模拟轴向应力值的比值为模拟轴向缺陷补强百分比。

针对目标环氧套筒修复管道，给出其标准环向缺陷补强百分比为35.69％，标准轴向缺陷补强百分比为26.97％。

根据附图1、标准环向缺陷补强百分比、标准轴向缺陷补强百分比，获取目标环氧树脂层的标准弹性模量为1GPa，在考虑误差因素的条件下，建议标准弹性模量为1.5GPa。

根据附图2、附图3和标准弹性模量(1.5GPa)，获取标准模拟压缩强度为14.8MPa，标准模拟剪切强度为5.55MPa。

在对目标管道进行环氧套筒修复前，当目标环氧树脂层的弹性模量≥1.5GPa，压缩强度≥14.8MPa，剪切强度≥5.55MPa时，利用该目标环氧树脂层修复管道的质量好；反之，利用该目标环氧树脂层修复管道的质量不好。

实施例2

本实施例提供了一种环氧套筒修复管道的质量判断方法，本实施例与实施例1提供的方法的不同之处为：

在其他因素相同的前提下，建立四个模拟管道，并对这四个模拟管道分别进行St2级、St3级、Sa2.5级、Sa3级的模拟表面处理，然后模拟修复得到四个对应的环氧套筒修复管道模型，分别获取模拟环氧树脂层在St2级、St3级、Sa2.5级、Sa3级下对应的模拟剪切强度，并建立不同处理等级与模拟剪切强度的线性拟合图，如附图4所示。

根据附图4和实施例1提供的标准模拟剪切强度(5.55MPa)，获取目标环氧套筒修复管道的目标管道进行模拟表面处理时的标准等级为St2，在考虑误差因素的条件下，建议目标管道进行模拟表面处理时的标准等级为St3。

在对目标管道进行环氧套筒修复前，当目标环氧树脂层的弹性模量≥1.5GPa，压缩强度≥14.8MPa，剪切强度≥5.55MPa时，并且目标管道的表面处理的标准等级为St3，或者比St3更高的等级时，该目标环氧套筒修复管道的质量好；反之，该目标环氧套筒修复管道的质量不好。

实施例3

本实施例提供了一种环氧套筒修复管道的质量判断方法，本实施例与实施例1提供的方法的不同之处为：

在其他因素相同的前提下，建立三个模拟管道，使体积百分比为0.023％～1.023％的模拟气泡分别处于模拟管道的模拟缺陷处、远离模拟缺陷、靠近模拟缺陷，并分别获取不同体积百分比的模拟气泡在不同位置处对应的环氧套筒修复管道模型的第三模拟应力值；建立模拟气泡的体积百分比与第三模拟应力值的线性拟合图，如附图5所示。

由附图5可以得出，模拟气泡在靠近模拟缺陷或者远离模拟缺陷处时，模拟气泡的体积百分比的大小不影响环氧套筒修复管道模型的模拟应力(第三模拟应力)分布，并且模拟气泡在远离模拟缺陷时，对环氧套筒修复管道模型的模拟应力影响最小，所以模拟气泡的标准位置为远离模拟缺陷处。模拟气泡使环氧套筒修复管道模型的第三模拟应力值最小时，所对应的模拟气泡的体积百分比为0.023％，即模拟气泡的标准体积百分比为0.023％。

在对目标管道进行环氧套筒修复前，当目标环氧树脂层的弹性模量≥1.5GPa，压缩强度≥14.8MPa，剪切强度≥5.55MPa时，并且在修复过程中，模拟气泡远离模拟缺陷处，实际气泡的体积百分比小于或者等于0.023％时，该目标环氧套筒修复管道的质量好；反之，该目标环氧套筒修复管道的质量不好。

结合实施例1-3提供的环氧套筒修复管道的质量判断方法得出在修复前以及修复过程中，如果满足以下条件，环氧套筒修复管道的质量好：

环氧树脂原料层具有的物理参数：弹性模量≥1.5GPa，压缩强度≥14.8MPa，剪切强度≥5.55MPa，硬度≥邵氏硬度D80。

目标管道表面的处理等级在St3以上。

目标环氧树脂层中的气泡远离缺陷处，气泡体积百分比小于或者等于0.023％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环氧套筒修复管道的质量判断方法，其特征在于，所述方法包括：

建立多个环氧套筒修复管道模型，所述环氧套筒修复管道模型包括：由内至外顺次套装的模拟管道、模拟环氧树脂层、模拟钢制套筒；

取多个具有不同模拟弹性模量的所述模拟环氧树脂层，并获取所述模拟环氧树脂层、所述环氧套筒修复管道模型分别在不同所述模拟弹性模量下对应的模拟压缩强度和模拟剪切强度、模拟缺陷补强百分比；

建立所述模拟弹性模量分别与所述模拟缺陷补强百分比、所述模拟压缩强度、所述模拟剪切强度的第一线性拟合关系、第二线性拟合关系、第三线性拟合关系；

针对目标环氧套筒修复管道，给出标准缺陷补强百分比；

根据所述第一线性拟合关系，以及所述标准缺陷补强百分比，获取所述目标环氧套筒修复管道的目标环氧树脂层的标准弹性模量；

根据所述第二线性拟合关系、所述第三线性拟合关系，以及所述标准弹性模量，分别获取所述目标环氧树脂层的标准压缩强度和标准剪切强度；

获取所述目标环氧树脂层的弹性模量、压缩强度以及剪切强度，当三者同时大于或者等于所对应的所述标准弹性模量、所述标准压缩强度以及所述标准剪切强度时，所述目标环氧套筒修复管道的质量好；

反之，所述目标环氧套筒修复管道的质量不好。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述目标环氧树脂层的所述标准弹性模量、所述标准压缩强度和所述标准剪切强度，选择弹性模量、压缩强度、以及剪切强度均分别大于所述标准弹性模量、所述标准压缩强度、所述标准剪切强度的环氧树脂原料层，利用所述环氧树脂原料层制备所述目标环氧套筒修复管道。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模拟弹性模量的范围为：0.5GPa～3.0GPa。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模拟缺陷补强百分比通过以下方法来获取：

在所述模拟管道上设置模拟缺陷，获取所述模拟管道在所述模拟缺陷处的第一模拟应力值；

获取所述环氧套筒修复管道模型在所述模拟缺陷处的第二模拟应力值；

所述第二模拟应力值与所述第一模拟应力值的差值，并且与所述第二模拟应力值的比值为所述模拟缺陷补强百分比。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模拟缺陷补强百分比包括：模拟环向缺陷补强百分比和模拟轴向缺陷补强百分比。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一线性拟合关系、所述第二线性拟合关系、所述第三线性拟合关系均为线性拟合图。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述目标环氧树脂层的弹性模量、压缩强度以及剪切强度同时大于或者等于所对应的所述标准弹性模量、所述标准压缩强度、所述标准剪切强度时，获取所述目标环氧树脂层的模拟硬度作为标准硬度；

获取所述目标环氧树脂层的实际硬度，并与所述目标环氧树脂层的所述标准硬度进行比对：

当所述实际硬度为所述标准硬度，或者比所述标准硬度硬时，所述目标环氧套筒修复管道的质量好；

反之，所述目标环氧套筒修复管道的质量不好。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述标准硬度为邵氏硬度D80。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述模拟管道在不同处理等级下进行模拟表面处理，获取所述模拟环氧树脂层在不同处理等级下对应的所述模拟剪切强度，并建立所述不同处理等级与所述模拟剪切强度的第四线性拟合关系；

根据所述第四线性拟合关系，以及所述目标环氧树脂层的标准剪切强度，获取所述目标环氧套筒修复管道的目标管道进行所述模拟表面处理时的标准等级；

当所述目标管道进行实际表面处理时的等级大于或者等于所述标准等级时，所述目标环氧套筒修复管道的质量好；

反之，所述目标环氧套筒修复管道的质量不好。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

使不同体积百分比的模拟气泡处于所述模拟管道的模拟缺陷处、远离所述模拟缺陷、以及靠近所述模拟缺陷，并分别获取不同体积百分比的所述模拟气泡在不同位置处对应的所述环氧套筒修复管道模型的第三模拟应力值；

建立所述模拟气泡的体积百分比与所述第三模拟应力值的第五线性拟合关系；

根据所述第五线性拟合关系，确定所述模拟气泡的标准位置和标准体积百分比；

当目标气泡的位置为所述标准位置时，并且所述目标气泡的体积百分比小于或者等于所述标准体积百分比时，所述目标环氧套筒修复管道的质量好；

反之，所述目标环氧套筒修复管道的质量不好。