CN112762271A - 一种利用碳纤维复合材料加固修补在役渗水金属管道方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用碳纤维复合材料加固修补在役渗水金属管道的方法。首先，对渗水金属管道表面进行清理，去除铁锈等杂质，确定渗漏点；利用表面涂有可水下快速固化的高粘度环氧树脂结构胶粘剂的玻璃纤维布缠绕钢管，通过玻璃纤维对环氧树脂胶粘剂施加的挤压力渗入渗漏点，固化后实现管道的堵漏；将玻璃纤维布表面水擦干后，外层缠绕浸渍环氧树脂胶的碳纤维布，碳纤维缠绕层数根据金属管道内压要求计算确定。该方法避免普通胶粘剂或树脂在水环境下不能正常固化，同时渗水易将未固化树脂冲走，导致碳纤维复合材料无法加固修补在役渗水金属管道。
Description
技术领域
本发明涉及金属管道渗漏处理，具体是一种利用碳纤维复合材料加固修补在役金属管道的方法。
背景技术
金属管道广泛应用于饮用水、污水、工业废水等的传输，在实际服役过程中，由于金属腐蚀、焊缝开裂、磨损等原因，不可避免导致管道的渗漏、破损，引起饮用水的浪费，或污水对环境的污染。
碳纤维复合材料具有耐腐蚀、轻质、高强等优异性能，通过胶粘剂外黏贴到金属管道表面，能够有效提升管道的承载力，延长管道的服役寿命，近年来被越来越多地应用于金属管道的加固修补。迄今，国内外规范要求，碳纤维复合材料加固技术仅能应用于未渗漏管道的加固与修复。其主要原因在于，管道渗漏水会引起碳纤维复合材料树脂基体及胶粘剂固化不完全，甚至不能固化，导致碳纤维复合材料对钢管道的加固修补作用失效。同时，如果通过停止管道输水后利用碳纤维复合材料进行加固修补，管道排空将导致作业时间大幅增加，影响管道的效率，带来大量的经济损失。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开一种利用碳纤维复合材料加固修补在役渗漏金属管道的方法，通过利用高粘度的水下固化环氧树脂胶粘剂在玻璃纤维布的缠绕约束作用下，封堵住渗漏点，然后在玻璃纤维布外层缠绕碳纤维复合材料，树脂基体固化后，实现对钢管道的加固修补。
本发明所采用的技术方案如下：
一种利用碳纤维复合材料加固修补在役渗水金属管道方法，其特点在于，该方法包括如下步骤：
①清理渗水金属管道1表面的锈蚀和杂质，确定渗漏点2位置；
②将水下固化环氧树脂结构胶粘剂3涂敷到玻璃纤维布表面，该水下快速固化环氧树脂结构胶粘剂室温下粘度大于55,000mPa.s，固化时间小于30分钟；
③以渗漏点为中心，将步骤②得到的玻璃纤维布4缠绕渗水金属管道至少两层；
④擦干玻璃纤维布4表层水分，将浸有环氧树脂的碳纤维布5缠绕到玻璃纤维布表面，碳纤维布的缠绕层数根据管道压力要求计算得到。
所述的环氧树脂为碳纤维浸渍树脂，其性能指标满足GB50608对碳纤维浸渍树脂性能要求。
所述的碳纤维布为单向碳纤维布或0/90双向碳纤维布，厚度小于1mm，其性能指标满足GB50608碳纤维性能；
所述的碳纤维层数计算方法按照T/CIA B001-2019规范。
所述的高粘度水下快速固化环氧树脂胶粘剂，其粘度需大于55,000mPa.s，在室温水下固化时间小于30分钟，并且不发生乳化。
所述的玻璃纤维布为0/90双向布，其厚度小于1mm，完全缠绕钢管。
涂敷高粘度水下固化环氧树脂胶粘剂玻璃纤维布缠绕渗漏钢管后，能够完全阻止钢管的进一步渗漏，且胶粘剂能够完全固化。
所述碳纤维复合材料布，可以是单向碳纤维布，或为0/90双向碳纤维布，其完全缠绕在玻璃纤维布表面，不与钢管接触。
碳纤维布的层数、单向或双向需要根据钢管损伤(如厚度减薄、裂缝大小等)情况计算、确定。
碳纤维布在缠绕钢管前或后需被环氧胶粘剂完全浸渍。
本发明的有益效果是：
现有碳纤维复合材料加固钢管技术只针对未泄露钢管，泄漏的水分会导致碳纤维复合材料的环氧树脂基体发生乳化，不能有效固化，碳纤维复合材料从而失去加固作用；如提前对钢管堵漏，如嵌入楔子或焊接，工艺复杂，条件要求高，如野外施工接电困难或不宜带火施工等。而现有技术，利用可水下固化的胶粘剂，通过玻璃纤维缠绕约束，将高粘度胶粘剂挤入漏点，实现堵漏，然后可以采用碳纤维复合材料对钢管进行有效加固；还需要指出的是，用于堵漏的玻璃纤维布还可以避免碳纤维与钢管的电化学腐蚀，确保碳纤维复合材料加固的耐久。
附图说明
图1渗透钢管碳纤维布加固示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
结合图1，一种利用碳纤维复合材料加固修补在役渗水金属管道方法，具体步骤如下：
1)对渗水金属管道表面进行清洁处理，利用喷砂等工艺，清除渗水金属管道表面锈蚀、杂质，并确定漏点位置。
2)选用山东大工复合材料有限公司生产高粘度水下快速固化环氧胶粘剂，树脂与固化剂按比例混合后均匀涂敷到双向玻璃纤维布(1mm，巨石公司)上，厚度约2～3mm。
3)将上述涂敷有高粘度水下快速固化环氧树脂胶粘剂的玻璃纤维布缠绕到清洁处理的钢管表面，避免漏点与玻璃纤维布接缝重叠；如水压较大，可以缠绕多层，目标是完全封堵住渗漏。
4)等快速固化环氧树脂胶粘剂固化后，将浸胶单向或0/90取向碳纤维布缠绕在玻璃纤维布表面，所用浸渍胶为低粘度环氧树脂。
5)浸渍碳纤维低粘度胶粘剂完全固化后，实现对渗透钢管的加固修复。
Claims (4)
1.一种利用碳纤维复合材料加固修补在役渗水金属管道方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
①清理渗水金属管道表面的锈蚀和杂质，确定渗漏点位置；
②将水下快速固化环氧树脂结构胶粘剂涂敷到玻璃纤维布表面，该水下快速固化环氧树脂结构胶粘剂室温下粘度大于55,000mPa.s，室温下固化速度小于30分钟；
③以渗漏点为中心，将步骤②得到的玻璃纤维布缠绕到渗水金属管道至少两层；
④水下快速固化环氧树脂结构胶粘剂固化后，擦干玻璃纤维布表层水分，将浸有环氧树脂的碳纤维布缠绕到玻璃纤维布表面，碳纤维布的缠绕层数根据管道压力要求计算得到。
2.根据权利要求1所述利用碳纤维复合材料加固修补在役渗水金属管道方法，其特征在于：所述的环氧树脂为碳纤维浸渍树脂，其性能指标满足GB50608对碳纤维浸渍树脂性能要求。
3.根据权利要求1所述利用碳纤维复合材料加固修补在役渗水金属管道方法，其特征在于：所述的碳纤维布为单向碳纤维布或0/90双向碳纤维布，厚度小于1mm，其性能指标满足GB50608碳纤维性能。
4.根据权利要求1所述利用碳纤维复合材料加固修补在役渗水金属管道方法，其特征在于：所述的碳纤维层数计算方法按照T/CIA B001-2019规范。
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