CN110228186A - 一种耐高压内衬管及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

一种耐高压内衬管及其施工工艺，包括外管，其包括强韧层，强韧曾包括硬质片、间隙树脂网、防渗膜和阻隔层；阻隔层用于防水和防腐，位于最外层，防渗膜位于最内层，阻隔层和防渗膜之间空间包夹硬质片，硬质片为圆形或椭圆形，硬质片之间填充热固性树脂，形成间隙树脂网.硬质片为用塑料片、金属片或陶瓷片在外管的内侧粘附支撑层，支撑层包括光固化层和热固化层，光固化层固化后能够支撑外管的圆管形态还包括内管，内管由热固性树脂或PVC材料制成，其外径比外管的内径大，差值是外管直径的1/6‑1/12；间隙树脂网使用的是热固性树脂。该内衬管具有更优的承载能力，抵抗内部高压的能力。

Description

一种耐高压内衬管及其施工工艺

技术领域

本发明涉及一种输送高压液体或气体的耐高压的内衬管，以及安装工艺。

背景技术

原位热塑成型是工程现场中应用热塑成型工艺将工厂生产的衬管安装于待修管道的内壁。衬管的强度高，可达到单独承受地下管道所有的外部荷载，包括静水压力，土压力，和交通荷载。有些产品可以应用于低压压力管道的全结构修复。由于管道的密闭性能卓越，在高压管道的母管强度没有严重破坏的情况下，可以用于高压压力管道的修复。原位热塑成型非开挖修复工艺在待修管道的内部，以原管道为模子，通过热塑成型的工艺新建一条管道，从而达到修复的目的。目前在美国、加拿大有广泛使用，在北京排水集团也有10KM修复的成功案例。

现有的内衬管，实际上是在原管道使用高压气体撑起内衬后进行固化。其衬管一方面不能承受较大的应力，因为其核心功能是修复管道的内壁，避免泄露和提高管道内壁的顺滑程度，提高流量和流速。但是原管道的情况大多非常糟糕，破损是比较常见的问题。液体在管道内压力较大，会在原管道处给内衬管形成应力集中。内衬管大多使用的是热固或是光固化材料，固化后管道的韧性比较差，在应力集中的位置，容易导致内衬管的破损。尤其是在应用在高压环境下，内衬管为了避免降低管道的流量和流速，通常都比较薄，且脆性大，如果原管道有破损，就很容在原管道的破损处因为应力集中而破损。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够有效的提高内衬管支撑能力，且避免因为盈利集中而破损的耐高压内衬管及其施工工艺。

为了实现上述目的，本发明包括外管，其包括强韧层，强韧曾包括硬质片、间隙树脂网、防渗膜和阻隔层；

阻隔层用于防水和防腐，位于最外层，防渗膜位于最内层，阻隔层和防渗膜之间空间包夹硬质片，硬质片为圆形或椭圆形，硬质片之间填充热固性树脂，形成间隙树脂网；

硬质片为用塑料片、金属片或陶瓷片；

在外管的内侧粘附支撑层，支撑层包括光固化层和热固化层，光固化层固化后能够支撑外管的圆管形态；

还包括内管，内管由热固性树脂或PVC材料制成，其外径比外管的内径大，差值是外管直径的 1/6-1/12；

间隙树脂网使用的是热固性树脂。

优选的，所述硬质片为圆形时，其直径与外管外径的比例为1/8-1/13。

优选的，当用塑料片时，其直径与外管之间的比例为1/8，当使用金属片或陶瓷片时其直径与外管之间的比例为1/12。

优选的，所述硬质片为椭圆形时，其长轴与外管长度方向垂直，长轴的长度与外管直径的比例在 1/8-1/12。

进一步的，硬质片通过纤维网编制在一起，硬质片内开交叉的通孔，纤维从通孔中穿过，间隙树脂网使用环氧树脂，粘度在0.6-0.8Pa.s。

进一步的，硬质片之间的间隙在3-8mm范围内，间隙树脂网内分散体积比15-30％的纤维，纤维长度在20-30mm范围内。

一种耐高压内衬管的施工工艺，包括以下步骤：

1)向将在原管内铺设垫膜，防止避免管道磨损；

2)将外管从原管一端拉入，从另一端伸入，使外管长度大于原管长度；

3)将紫外光灯放入外管中，并向外管内充入高压气体，使外管变为圆管形态；

4)使用紫外光灯对外管内壁进行照射，使支撑层内侧的光固化树脂层固化，将外管支撑住，保持其圆管形态；

5)将内管拖入外管中，内管两端与外管两端平齐，或稍长，向内管内充气，使内管完全膨胀，使外管膨胀至大于其成型直径；

6)向内管内注入高温蒸汽或热水，使内管和外管中的热固型材料定型。

本发明的有益效果在于，能够有效的提高管道承载能力，且有效避免因为原管道的破损造成的应力集中，是管道能够承受内部高压而不产生引力集中，经久耐用，不易破损。

附图说明

图1是内衬管表面结构示意图。

图2是强韧层结构示意图。

图3是强韧纤维层结构示意图。

图4是支撑层结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明做详细描述。

如图1-4所示，一种耐高压内衬管，包括外管100，其特征在于，其包括强韧层，强韧曾包括硬质片10、间隙树脂网20、防渗膜30和阻隔层40；

阻隔层40用于防水和防腐，位于最外层，防渗膜30位于最内层，阻隔层40和防渗膜30之间空间包夹硬质片10，硬质片10为圆形或椭圆形，硬质片10之间填充热固性树脂，形成间隙树脂网20.

硬质片40可以使用塑料片、金属片甚至是陶瓷片，其目的是为了提高管道的抗压能力，并能够提高管道承受外部压力的能力。

硬质片为圆形时，其直径与外管外径的比例为1/8-1/13，根据材质选择，当用塑料片时，其直径与外管之间的比例可选择较大的，如1/8，当使用金属片或陶瓷片时其直径与外管之间的比例可选择较小的如1/12。

当硬质片为椭圆形时，其长轴与外管长度方向垂直，长轴的长度与外管直径的比例在1/8-1/12，根据材质的不同参照圆形硬质片来选择比例。

热固性树脂可以是常温下具有流动性的，也可以是在常温下不具有流动性的，使用具有流动性的树脂时，硬质片10通过纤维网50编制在一起如图3所示。硬质片10内开交叉的通孔，纤维从通孔中穿过。

当使用具有流动性的热固性树脂时，硬质片10的底面带有尖刺或凸起，能够在受压时刺破防渗膜 30，防渗膜30可以是PVC膜。或是其它种类的塑料薄膜。主要是防止树脂流出，可以使用环氧树脂，未固化时的粘度是0.6-0.8Pa.s，这样刺破薄膜后，树脂能够流出，起到粘结剂的作用。

在外管的内侧粘附支撑层200，支撑层包括光固化层210和热固化层220，光固化层210固化后能够支撑外管的圆管形态。

支撑层210也可以包括防渗膜，热固化层220使用具有流动性的环氧树脂，粘度也在0.6-0.8Pa.s。

还包括内管300，内管300由热固性树脂或PVC材料制成，其外径比外管100的内径大，差值是外管直径的1/6-1/12。

间隙树脂网20的作用是固定硬质片10的位置，并确保外管的柔韧性，使其能够卷盘收纳。硬质片 10之间的间隙在3-8mm范围内，间隙树脂网20内分散体积比15-30％的纤维，纤维长度在20-30mm范围内。

一种利用前述内衬管的施工工艺，包括以下步骤：

1)向将在原管内铺设垫膜，防止避免管道磨损；

2)将外管从原管一端拉入，从另一端伸入，使外管长度大于原管长度；

3)将紫外光灯放入外管中，并向外管内充入高压气体，使外管变为圆管形态；

4)使用紫外光灯对外管内壁进行照射，使支撑层内侧的光固化树脂层固化，将外管支撑住，保持其圆管形态；

5)将内管拖入外管中，内管两端与外管两端平齐，或稍长，向内管内充气，使内管完全膨胀，使外管膨胀至大于其成型直径；

6)向内管内注入高温蒸汽或热水，使内管和外管中的热固型材料定型。

因为支撑层的作用主要就是在外管充气膨胀后，支撑其圆管的形态，因此，其可以是一个完整的柱面层，也可以是间隔的环形或是网格形。

当热固化树脂层是环氧树脂的时候，二次固化层最好是环形或是网格形。因为其仍然具有一定的流动性，当光固化树脂层裂开后，其会填补裂缝，且在收到内管的加压时会从PVC膜中挤出，形成粘结剂，加强内管与外管之间的粘结。

当然由于内管的外径大于外管的内径，且差值是外管直径的1/6-1/12，因此，即使没有环氧树脂的粘结，内管和外管之间也能够紧密配合，且在端口处，内管外翻，将外管包覆起来即可。

不少管道内也有纤维网，纤维网通过缠绕或是编制固定在管道内，其中缠绕法固定纤维时，通常是配合树脂浸渍，即粘附树脂的纤维网缠绕在基础管体上，通过施加一定的压力来形成预应力。这种方式，预应力很容易因为树脂还具有流动性而变得不均匀，因为纤维网在受力下，会发生移动和变形，尤其是四边形的网格，变形后实际上纤维本身并没有受力，只是四个内角的角度发生变化，使得预应力实际上达不到预期目标。此外，而由于缠绕会有部分纤维网搭接，就会导致在缠绕初期树脂厚度不均的情况下，会发生局部纤维网向应力方向移动或变形，从而抵消预应力，造成预应力不均均情况，反而容易发生应力集中。使管道不能在高压环境下稳定工作。

使用内管和外管，利用内管将外管涨开，在管道内的树脂流动性消失后，在通过胀管的形式获得预应力，各部位的预应力是均匀的，能够非常有效的提高管道的抗压能力，减少应力集中的发生。同时，硬质片相比于纤维网，能够更有效的避免应力集中，因为其在有能力集中位置处能够形成一个相对更完整的阻挡面，内部压力更多的被硬质片整体吸收，不容易在局部点处集中。当硬质片与纤维网配合时，纤维网收到拉力，能够产生额外的预应力，提高管道承受内压力的能力。

纤维网最好使用韧性高的材料，当然可以使用复合材料，材料提高支撑能力并满足韧性要求，例如使用芳纶和玻璃纤维的复合纤维来编制纤维网。复合的形式也有两种，一种是芳纶和玻璃纤维分别编制成网，两种网再编制在一起，另一种是芳纶和玻璃想纤维形成复合纤维，利用复合纤维编制纤维网。芳纶和玻璃纤维的体积比根据使用环境的不用来选择，其比例范围在3:7-6:4。芳纶多则韧性强，玻璃纤维多则支撑能力强，根据使用环境的不同，可以进行配比选择。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐高压内衬管，包括外管，其特征在于，其包括强韧层，强韧曾包括硬质片、间隙树脂网、防渗膜和阻隔层；

阻隔层用于防水和防腐，位于最外层，防渗膜位于最内层，阻隔层和防渗膜之间空间包夹硬质片，硬质片为圆形或椭圆形，硬质片之间填充热固性树脂，形成间隙树脂网.

硬质片为用塑料片、金属片或陶瓷片；

在外管的内侧粘附支撑层，支撑层包括光固化层和热固化层，光固化层固化后能够支撑外管的圆管形态；

还包括内管，内管由热固性树脂或PVC材料制成，其外径比外管的内径大，差值是外管直径的1/6-1/12；

间隙树脂网使用的是热固性树脂。

2.根据权利要求1所述的耐高压内衬管，其特征在于，所述硬质片为圆形时，其直径与外管外径的比例为1/8-1/13。

3.根据权利要求2所述的耐高压内衬管，其特征在于，当用塑料片时，其直径与外管之间的比例为1/8，当使用金属片或陶瓷片时其直径与外管之间的比例为1/12。

4.根据权利要求1所述的耐高压内衬管，其特征在于，所述硬质片为椭圆形时，其长轴与外管长度方向垂直，长轴的长度与外管直径的比例在1/8-1/12。

5.根据权利要求1所述的耐高压内衬管，其特征在于，硬质片通过纤维网编制在一起，硬质片内开交叉的通孔，纤维从通孔中穿过，间隙树脂网使用环氧树脂，粘度在0.6-0.8Pa.s。

6.根据权利要求1所述的耐高压内衬管，其特征在于，硬质片之间的间隙在3-8mm范围内，间隙树脂网内分散体积比15-30％的纤维，纤维长度在20-30mm范围内。

7.一种利用如权利要求1-6所述的耐高压内衬管的施工工艺，包括以下步骤：

1)向将在原管内铺设垫膜，防止避免管道磨损；

2)将外管从原管一端拉入，从另一端伸入，使外管长度大于原管长度；

3)将紫外光灯放入外管中，并向外管内充入高压气体，使外管变为圆管形态；

4)使用紫外光灯对外管内壁进行照射，使支撑层内侧的光固化树脂层固化，将外管支撑住，保持其圆管形态；

5)将内管拖入外管中，内管两端与外管两端平齐，或稍长，向内管内充气，使内管完全膨胀，使外管膨胀至大于其成型直径；

6)向内管内注入高温蒸汽或热水，使内管和外管中的热固型材料定型。