CN114456634A - 填充腻子和管道缺陷的修复工艺 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种填充腻子和管道缺陷的修复工艺，属于管道缺陷修复技术领域。所述填充腻子包括：腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂，且所述腻子主剂、所述固化剂、所述腻子改性剂、所述碳系填料和所述碳系填料活性剂的质量比为110～115:18～25:50～55:30～35:0.2～0.4，所述腻子主剂包括环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂，且所述环氧树脂A组分、所述稀释剂和所述硅烷偶联剂的质量比为100:5～10:0.8～2。通过在填充腻子中添加一定比例的硅烷偶联剂和碳系填料，能够提高填充腻子的强度，从而提高了使用该填充腻子修复管道缺陷的效果。

Description

填充腻子和管道缺陷的修复工艺

技术领域

本申请涉及管道缺陷修复技术领域，特别涉及一种填充腻子和管道缺陷的修复工艺。

背景技术

长输油气管道用于长距离输送石油和天然气，但是由于管道沿线穿过的地质、环境复杂多变，管道常常会出现腐蚀、凹陷、焊缝断裂(包括未焊透、未熔合等)等缺陷，此类缺陷的存在及发展将对管道安全运行造成重大隐患，而更换新管道不仅工程量庞大，而且耗资大、工程期长。因此，需要对管道进行缺陷修复。

相关技术中，通过环氧树脂修复技术对管道进行缺陷修复，该过程为：将环氧树脂填充于管道缺陷处，环氧树脂固化后会与管道缺陷处紧密结合连为一体，从而达到修复管道缺陷的目的。

由于环氧树脂的强度差，从而导致使用环氧树脂修复管道缺陷的效果差。

发明内容

本申请实施例提供了一种填充腻子和管道缺陷的修复工艺，能够提高使用环氧树脂修复管道缺陷的效果。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种填充腻子，所述填充腻子包括：腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂，且所述腻子主剂、所述固化剂、所述腻子改性剂、所述碳系填料和所述碳系填料活性剂的质量比为110～115:18～25:50～55:30～35:0.2～0.4；

所述腻子主剂包括环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂，且所述环氧树脂A组分、所述稀释剂和所述硅烷偶联剂的质量比为100:5～10:0.8～2。

在一种可能的实现方式中，所述腻子改性剂包括聚乙烯醇叔丁醛、2,4-甲苯二异氰酸酯和2-呋喃甲醛，且所述聚乙烯醇叔丁醛、所述2,4-甲苯二异氰酸酯和所述2-呋喃甲醛的质量比为20～30:50～55:60～65。

在一种可能的实现方式中，所述环氧树脂A组分为环氧树脂E41和环氧树脂E51中的一种；

所述稀释剂包括环氧丙烷苄基醚、环氧丙烷丁基醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚；

在所述环氧树脂A组分为所述环氧树脂E41的情况下，所述环氧丙烷苄基醚、所述环氧丙烷丁基醚和所述1,4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为100:70～75:10～20；

在所述环氧树脂A组分为所述环氧树脂E51的情况下，所述环氧丙烷苄基醚、所述环氧丙烷丁基醚和所述1,4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为100:80～85:10～15；

所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷、所述乙烯基三甲氧基硅烷和所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为100:15～25:45～50。

在一种可能的实现方式中，所述固化剂包括固化剂593、固化剂650、固化剂651和固化剂T31；

所述固化剂593、所述固化剂650、所述固化剂651和所述固化剂T31的质量比为30～50:20～25:90～130:5～15。

在一种可能的实现方式中，所述碳系填料包括碳纤维机械磨料和石墨粉；

所述碳纤维机械磨料和所述石墨粉的质量比为100:30～35。

在一种可能的实现方式中，所述碳纤维机械磨料为目数不低于270目、长度不高于50μm的细长磨料，所述细长磨料由直径不高于10μm的碳纤维经机械磨碎形成。

在一种可能的实现方式中，所述碳系填料活性剂包括十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

另一方面，提供了一种管道缺陷的修复工艺，所述工艺包括：将质量比为100:5～10:0.8～2的环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂配置为腻子主剂；

对待修复的管道缺陷处进行除锈和清洗，以及，基于所述管道缺陷处的管道原始形状制作第一马口铁模具；

对所述管道缺陷处进行除锈和清洗完成后2小时内，将质量比为110～115:18～25:50～55:30～35:0.2～0.4的所述腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂配置成填充腻子；

用所述填充腻子涂满所述管道缺陷的内部和所述第一马口铁模具的内表面，将涂满所述填充腻子的第一马口铁模具扣合在涂满所述填充腻子的管道缺陷处；

当所述管道缺陷处的填充腻子固化后，去除所述管道缺陷处的第一马口铁模具。

在一种可能的实现方式中，所述将质量比为110～115:18～25:50～55:30～35:0.2～0.4的所述腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂配置成填充腻子，包括，

将所述腻子主剂、所述固化剂、所述腻子改性剂、所述碳系填料和所述碳系填料活性剂按照质量比为110～115:18～25:50～55:30～35:0.2～0.4的比例混合均匀，静置5分钟让气泡释出，配置成所述填充腻子。

在一种可能的实现方式中，所述第一马口铁模具具有多个挤胶孔；

所述用所述填充腻子涂满所述管道缺陷的内部和所述第一马口铁模具的内表面，将涂满所述填充腻子的第一马口铁模具扣合在涂满所述填充腻子的管道缺陷处，包括，

用所述填充腻子涂满所述管道缺陷处的内部；

将所述第一马口铁模具的外表面用保鲜膜包覆，用所述填充腻子涂满所述第一马口铁模具的内表面；

将涂满所述填充腻子的第一马口铁模具扣合在涂满所述填充腻子的管道缺陷处，采用铁链将所述第一马口铁模具固定在管壁上，其中，所述第一马口铁模具与所述管壁之间的缝隙不超过0.5mm；

去除所述第一马口铁模具的外表面的保鲜膜，用于所述填充腻子从所述第一马口铁模具上的挤胶孔挤出；

当所述填充腻子不再从所述挤胶孔挤出时，采用黄油泥封住所述挤胶孔。

在一种可能的实现方式中，所述基于所述管道缺陷处的管道原始形状制作第一马口铁模具，包括，

将马口铁在无缺陷管壁的外表面进行压制，得到第二马口铁模具，所述无缺陷管壁为与所述管道缺陷处的外壁位于同一水平面的管壁。

在所述第二马口铁模具上打多个挤胶孔，得到所述第一马口铁模具。

在一种可能的实现方式中，所述挤胶孔位于与所述第一马口铁模具的圆心距离超过80mm处，所述挤胶孔的数量为2～8个，所述挤胶孔的半径为2～4mm。

在一种可能的实现方式中，所述第一马口铁模具为圆形，所述第一马口铁模具的半径与所述管道缺陷处的最大半径的差值超过100mm，所述第一马口铁模具的厚度为2～3mm。

在一种可能的实现方式中，所述黄油泥包括锂基润滑脂和滑石粉，所述锂基润滑脂和所述滑石粉的质量比为1:4～4.5。

本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

在本申请实施例中，填充腻子包括：腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂，腻子主剂包括环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂。一方面，由于硅烷偶联剂中的活性基团能够与环氧树脂A组分或固化剂进行反应，从而硅烷偶联剂与环氧树脂A组分或固化剂会交联在一起，增大了填充腻子的交联度，进而提高了填充腻子的强度。另一方面，由于碳系填料中的活性基团能够与环氧树脂A组分进行反应，从而碳系填料与环氧树脂A组分会交联在一起，增大了填充腻子的交联度，进而提高了填充腻子的强度。由此可见，通过在填充腻子中添加一定比例的硅烷偶联剂和碳系填料，能够提高填充腻子的强度，从而提高了使用该填充腻子修复管道缺陷的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种管道缺陷的修复工艺的流程图；

图2是本申请实施例提供的另一种管道缺陷的修复工艺的流程图；

图3是本申请实施例提供的另一种管道缺陷的修复工艺的流程图；

图4是本申请实施例提供的另一种管道缺陷的修复工艺的流程图；

图5是本申请实施例提供的另一种管道缺陷的修复工艺的流程图；

图6是本申请实施例提供的另一种管道缺陷的修复工艺的流程图；

图7是本申请实施例提供的另一种管道缺陷的修复工艺的流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

一方面，本申请实施例提供了一种填充腻子，填充腻子包括：腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂，且腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂的质量比为110～115:18～25:50～55:30～35:0.2～0.4。腻子主剂包括环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂，且环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂的质量比为100:5～10:0.8～2。

在本申请实施例中，填充腻子包括：腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂，腻子主剂包括环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂。一方面，由于硅烷偶联剂中的活性基团能够与环氧树脂A组分或固化剂进行反应，从而硅烷偶联剂与环氧树脂A组分或固化剂会交联在一起，增大了填充腻子的交联度，进而提高了填充腻子的强度。另一方面，由于碳系填料中的活性基团能够与环氧树脂A组分进行反应，从而碳系填料与环氧树脂A组分会交联在一起，增大了填充腻子的交联度，进而提高了填充腻子的强度。由此可见，通过在填充腻子中添加一定比例的硅烷偶联剂和碳系填料，能够提高填充腻子的强度，从而提高了使用该填充腻子修复管道缺陷的效果。

腻子主剂的介绍：腻子主剂包括环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂，且环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂的质量比为100:5～10:0.8～2。

其中，环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂的质量比可以为100:5:2、100:6:2、100:7:2、100:8:2、100:9:2、100:10:2、100:5:0.8、100:5:1、100:5:1.2、100:5:1.4、100:5:1.6、100:5:1.8、100:10:0.8、100:10:1、100:10:1.2、100:10:1.4、100:10:1.6、100:10:1.8、100:10:2等。

在一种可能的实现方式中，环氧树脂A组分为环氧树脂E41和环氧树脂E51中的一种。

其中，环氧树脂E41的平均环氧值范围为0.41-0.47，环氧树脂E51的平均环氧值范围为0.48-0.54。

在一种可能的实现方式中，稀释剂包括环氧丙烷苄基醚、环氧丙烷丁基醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚。

在一种可能的实现方式中，在环氧树脂A组分为环氧树脂E41的情况下，环氧丙烷苄基醚、环氧丙烷丁基醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为100:70～75:10～20。

其中，环氧丙烷苄基醚、环氧丙烷丁基醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比可以为100:70:10、100:71:10、100:72:10、100:73:10、100:74:10、100:75:10、100:70:12、100:70:14、100:70:16、100:70:18、100:70:20、100:75:12、100:75:14、100:75:16、100:75:18、100:75:20等。

在另一种可能的实现方式中，在环氧树脂A组分为环氧树脂E51的情况下，环氧丙烷苄基醚、环氧丙烷丁基醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为100：80～85:10～15。

其中，环氧丙烷苄基醚、环氧丙烷丁基醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比可以为100:80:10、100:81:10、100:82:10、100:83:10、100:84:10、100:85:10、100:80:11、100:80:12、100:80:13、100:80:14、100:80:15、100:85:11、100:85:12、100:85:13、100:85:14、100:85:15等。

在本申请实施例中，稀释剂可以降低填充腻子的粘度，增加填充腻子的流动性，延长使用寿命，便于大面积施工，改善了工艺操作性的同时，又不影响填充腻子的基本性能。

在一种可能的实现方式中，硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为100:15～25:45～50。

其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比可以为100:15:45、100:17:45、100:19:45、100:21:45、100:23:45、100:25:45、100:15:46、100:15:48、100:15:50、100:17:50、100:19:50、100:21:50、100:23:50、100:25:50等。

在本申请实施例中，通过在填充腻子基体中添加一定比例的硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的活性基团与环氧树脂A组分或固化剂反应，增大了填充腻子的交联度，进而提高了填充腻子的强度。

腻子改性剂的介绍：腻子改性剂包括聚乙烯醇叔丁醛、2,4-甲苯二异氰酸酯和2-呋喃甲醛，且聚乙烯醇叔丁醛、2,4-甲苯二异氰酸酯和2-呋喃甲醛的质量比为20～30:50～55:60～65。

其中，聚乙烯醇叔丁醛、2,4-甲苯二异氰酸酯和2-呋喃甲醛的质量比可以为20:50:60、30:50:60、20:55:60、30:55:60、20:55:65、30:55:65、20:50:65、30:50:65等。

在本申请实施例中，通过在填充腻子中添加一定比例的腻子改性剂，能够改善填充腻子的静弯曲性能、抗压性能、抗冲性能和抗剥离性能等。

固化剂的介绍：固化剂包括固化剂593、固化剂650、固化剂651和固化剂T31，固化剂593、固化剂650、固化剂651和固化剂T31的质量比为30～50:20～25:90～130:5～15。

其中，固化剂593、固化剂650、固化剂651和固化剂T31的质量比可以为30:20:90:5、30:25:90:5、30:20:100:5、30:20:90:15、50:20:90:5、50:25:90:5、50:20:130:5、50:25:90:15、50:25:130:15等。

在本申请实施例中，固化剂中的活性基团与填充腻子基体中的环氧树脂A组分中的环氧基或羟基反应，形成网状立体聚合物，使液态的环氧树脂A组分变成坚韧的体型固体。

碳系填料的介绍：碳系填料包括碳纤维机械磨料和石墨粉。

碳纤维机械磨料和石墨粉的质量比为100:30～35。

其中，碳纤维机械磨料和石墨粉的质量比可以为100:30、100:31、100:32、100:34、100:35等。

在一种可能的实现方式中，碳纤维机械磨料为目数不低于270目、长度不高于50μm的细长磨料，细长磨料由直径不高于10μm的碳纤维经机械磨碎形成。

在一种可能的实现方式中，石墨粉的目数230～400目。例如，石墨粉的目数为250目、300目、350目等。

在本申请实施例中，通过在填充腻子基体中添加一定比例的碳系填料，碳系填料中的活性基团与环氧树脂A组分发生化学或物理交联，从而提高了填充腻子的强度。

碳系填料活性剂的介绍：碳系填料活性剂包括十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

其中，碳系填料活性剂可以为十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵、脂肪醇聚氧乙烯醚或十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵与脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物。

在本申请实施例中，碳系填料活性剂用于防止碳系填料在填充腻子中聚集，能够使碳系填料在填充腻子中均匀分散。

另一方面，本申请实施例提供了一种管道缺陷的修复工艺，参见图1，该工艺包括：

步骤101：将质量比为100:5～10:0.8～2的环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂配置为腻子主剂。

本步骤可以通过以下步骤(1)至(2)实现，包括：

(1)基于待修复的管道缺陷处的实际缺陷体积和填充腻子的密度确定填充腻子的理论需求量，再结合填充腻子的损耗量，确定填充腻子的实际需求量。

其中，将理论需求量与该损耗量的和确定为填充腻子的实际需求量。

(2)基于填充腻子的实际需求量确定腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂的实际需求量。

其中，腻子主剂包括环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂，且环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂的质量比为100:5～10:0.8～2；因此，基于腻子主剂的实际需求量，按照质量比100:5～10:0.8～2分别称取环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂，将环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂混合后，按照第一速度同方向搅拌均匀，配置成腻子主剂，密封避光保存。其中，按照第一速度同方向搅拌为按照第一速度全程同一方向搅拌，全程搅拌速度固定、全程搅拌方向固定，防止大量气泡的产生。同一方向为顺时针或逆时针中的至少一种。第一速度的范围为60～80rad/min。

其中，硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，且γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为100:15～25:45～50；因此，基于硅烷偶联剂的实际需求量，按照质量比100:15～25:45～50分别称取γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

其中，稀释剂包括环氧丙烷苄基醚、环氧丙烷丁基醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚。

在一种可能的实现方式中，在环氧树脂A组分为环氧树脂E41的情况下，环氧丙烷苄基醚、环氧丙烷丁基醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为100:70～75:10～20，因此，基于稀释剂的实际需求量，按照质量比100:70～75:10～20分别称取环氧丙烷苄基醚、环氧丙烷丁基醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚。

在另一种可能的实现方式中，在环氧树脂A组分为环氧树脂E51的情况下，环氧丙烷苄基醚、环氧丙烷丁基醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为100:80～85:10～15；因此，基于稀释剂的实际需求量，按照质量比100:80～85:10～15分别称取环氧丙烷苄基醚、环氧丙烷丁基醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚。

在一种可能的实现方式中，固化剂包括固化剂593、固化剂650、固化剂651和固化剂T31，且固化剂593、固化剂650、固化剂651和固化剂T31的质量比为30～50:20～25:90～100:5～15；因此，基于固化剂的实际需求量，按照质量比30～50:20～25:90～100:5～15分别称取固化剂593、固化剂650、固化剂651和固化剂T31，将固化剂593、固化剂650、固化剂651和固化剂T31混合后，按照第一速度同方向搅拌均匀，配置成固化剂，密封避光保存。

其中，固化剂配置完成后，应在1小时内参与填充腻子的配制，防止存放时间过长引起失活反应。

在一种可能的实现方式中，腻子改性剂包括聚乙烯醇叔丁醛、2,4-甲苯二异氰酸酯和2-呋喃甲醛，且聚乙烯醇叔丁醛、2,4-甲苯二异氰酸酯和2-呋喃甲醛的质量比为20～30:50～55:15～30；因此，基于腻子改性剂的实际需求量，按照质量比20～30:50～55:15～30分别称取聚乙烯醇叔丁醛、2,4-甲苯二异氰酸酯和2-呋喃甲醛，将聚乙烯醇叔丁醛、2,4-甲苯二异氰酸酯和2-呋喃甲醛混合后，按照第一速度同方向搅拌均匀，配置成腻子改性剂，密封避光保存。

在一种可能的实现方式中，碳系填料包括碳纤维机械磨料和石墨粉，且碳纤维机械磨料和石墨粉的质量比为100:30～35；因此，基于碳系填料的实际需求量，按照质量比100:30～35分别称取碳纤维机械磨料和石墨粉，将碳纤维机械磨料和石墨粉混合均匀后，配置成碳系填料。

在一种可能的实现方式中，碳系填料活性剂包括十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种；因此，基于碳系填料活性剂的实际需求量，称取碳系填料活性剂；当碳系填料活性剂包括十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵和脂肪醇聚氧乙烯醚两种组分时，将十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵和脂肪醇聚氧乙烯醚混合均匀后，配置成碳系填料活性剂。

步骤102：对待修复的管道缺陷处进行除锈和清洗，以及，基于管道缺陷处的管道原始形状制作第一马口铁模具。

本步骤可以通过以下步骤(1)至(3)实现，包括：

(1)对待修复的管道缺陷处进行除锈。

其中，除锈范围超过距离管道缺陷处的中心200mm。除锈方式可以为喷砂除锈或机械打磨除锈等。除锈后管道缺陷处的锚纹深度为50μm～90μm。除锈等级达到B/T8923中规定的Sa2.5或St3级中的至少一种。

(2)除锈完成后，对待修复的管道缺陷处进行清洗。

其中，清洗的方式可以采用丙酮清洗，保证处理表面无油污、灰尘、絮状物等残留物。

(3)对待修复的管道缺陷处进行除锈和清洗完成后，基于管道缺陷处的管道原始形状制作第一马口铁模具。

在一种可能的实现方式中，将马口铁在无缺陷管壁的外表面进行压制，得到第二马口铁模具，无缺陷管壁为与管道缺陷处的外壁位于同一水平面的管壁。

其中，无缺陷管壁与管道缺陷处的外壁为同曲率形状。压制的方法为人工压制和机械压制中的一种。

在一种可能的实现方式中，在第二马口铁模具上打多个挤胶孔，得到第一马口铁模具。挤胶孔位于与第一马口铁模具的圆心距离超过80mm处，挤胶孔的数量为2～8个，挤胶孔的半径为2～4mm。

其中，第一马口铁模具为圆形，第一马口铁模具的半径与管道缺陷处的最大半径的差值超过100mm，第一马口铁模具的厚度为2～3mm。

步骤103：对管道缺陷处进行除锈和清洗完成后2小时内，将质量比为110～115:18～25:50～55:30～35:0.2～0.4的腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂配置成填充腻子。

本步骤可以通过以下步骤(1)实现，包括：

(1)将腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂按照质量比为110～115:18～25:50～55:30～35:0.2～0.4的比例混合均匀，静置5分钟让气泡释出，配置成填充腻子。

其中，混合方式为按照第一速度同方向搅拌，全程搅拌速度固定、全程搅拌方向固定，防止大量气泡的产生。

将锂基润滑脂和滑石粉按照质量比为1:4～4.5的比例混合均匀，配制成黄油泥。

其中，混合方式为按照第一速度同方向搅拌，全程搅拌速度固定、全程搅拌方向固定。

步骤104：用填充腻子涂满管道缺陷的内部和第一马口铁模具的内表面，将涂满填充腻子的第一马口铁模具扣合在涂满填充腻子的管道缺陷处。

本步骤可以通过以下步骤(1)至(4)实现，包括：

(1)用填充腻子涂满管道缺陷处的内部。将第一马口铁模具的外表面用保鲜膜包覆，用填充腻子涂满第一马口铁模具的内表面。

(2)将涂满填充腻子的第一马口铁模具扣合在涂满填充腻子的管道缺陷处，采用铁链将第一马口铁模具固定在管壁上。

其中，第一马口铁模具与管壁之间的缝隙不超过0.5mm，使第一马口铁模具与管壁结合紧密。

其中，第一马口铁模具的中心与管道缺陷处的中心对齐。扣合过程在30秒内完成。将第一马口铁模具固定在管壁上可以采用铁链或拉紧带的方式将第一马口铁模具固定在管壁上。

(3)去除第一马口铁模具的外表面的保鲜膜，用于填充腻子从第一马口铁模具上的挤胶孔挤出。

(4)当填充腻子不再从挤胶孔挤出时，采用黄油泥封住挤胶孔。

其中，步骤104的所有过程在20分钟内完成。

步骤105：当管道缺陷处的填充腻子固化后，去除管道缺陷处的第一马口铁模具。

本步骤可以通过以下步骤(1)至(2)实现，包括：

(1)当填充腻子固化72小时后，除去铁链或拉紧带。

(2)除去铁链或拉紧带后，采用手持角磨机将马口铁完全磨去，直至露出固化后的腻子。

其中，手持角磨机的磨片直径不大于50mm。

在一种可能的实现方式中，打磨过程中，手持角磨机的磨片与第一马口铁模具的平面夹角不大于30°，且一边打磨一边用冷水冲刷降温，保证打磨表面的温度不超过120℃。

本申请实施例通过步骤101-105即完成了对管道缺陷的修复工艺，根据现场修复要求，可进一步使用环氧钢套筒对修复后的管道进行加强修复。

步骤106：在管道缺陷处安装环氧钢套筒进行加强修复。

本步骤可以通过以下步骤(1)至(4)实现，包括：

(1)将环氧钢套筒的管道安装处进行喷砂除锈，其中，管道填充腻子处使用冷缠带缠绕，防止喷砂破坏。

(2)除锈完成后，去除冷缠带，对管道缺陷处的填充腻子进行表面处理。

其中，表面处理采用人工打磨的方式，采用手持钢毛刷进行人力打磨，刷出锚纹深度为50μm～90μm的粗糙表面后，再用丙酮洗去残留杂物。

(3)表面处理完成后，将环氧钢套筒以管道缺陷处为中心安装至管壁上。

(4)将环氧钢套筒安装至管壁后，称取一定配比的环氧树脂A组分、稀释剂和固化剂，将环氧树脂A组分、稀释剂和固化剂混合后，按照第一速度同方向搅拌均匀，配置成胶，从管道6点方向注胶孔进行注胶，直至管道12点方向注胶孔有超过500g的胶溢出，封闭注胶孔，等待72h胶完全固化后，进行防腐补口。

其中，环氧钢套筒包括两片半圆柱面，两片半圆柱面在管道的3点方向和9点方向合并，两片半圆柱面在管道的6点和12点方向分别设有多个注胶孔。

为了验证修复工艺对管道缺陷的修复效果，对修复后的管道进行压力试验。

步骤107：对修复后的管道依次进行打压试验、四点弯曲试验和爆破试验，用于验证修复效果。

本步骤可以通过以下步骤(1)至(3)实现，包括：

(1)对修复后的管道进行打压试验。

其中，打压试验包括：按照管道屈服强度数值计算后，将管道打压至第一压力，稳定一定时间后，泄压，确定管道缺陷处是否有泄漏。

(2)对修复后的管道进行四点弯曲试验。

其中，四点弯曲试验包括：按照管道屈服强度数值计算后，在管道的四点弯曲两端分别加配重块，将管道打压至第二压力，确定管道缺陷处是否有泄漏。

(3)对修复后的管道进行爆破试验。

其中，爆破试验包括：按照管道屈服强度数值计算后，将管道打压至第三压力，确定管道缺陷处以及管道环焊缝处是否有泄漏。

在本申请实施例中，通过在填充腻子中添加一定比例的硅烷偶联剂和碳系填料，提高了填充腻子的强度，并且使用马口铁模具将填充腻子填充在管道缺陷处，待填充腻子固化后，去除马口铁模具，即实现了填充腻子对管道缺陷的修复。这样，该工艺通过使用添加硅烷偶联剂和碳系填料的填充腻子修复管道缺陷，即可提高使用该填充腻子修复的管道的强度，从而提高了使用该填充腻子修复缺陷管道的效果。

以下将通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，参见图2。

以某一全尺寸管道模拟现场试验为例，其中，试验管段为φ1016mm、X70的天然气管线，管道壁厚为17.6mm，在管道的某位置10点方向人工制作50％体积损失型缺陷，缺陷直径为100mm，深度为8.8mm，圆形结构，缺陷边缘离对接环焊缝距离至少150mm。

步骤201：将质量比为100:10:1.7的环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂配置为腻子主剂。

参见图3，本步骤可以通过以下步骤2011-2017实现。

步骤2011：缺陷坑体积经计算为35325mm³，腻子密度实测为2.50g/cm³，因此填充腻子的理论需求量为88.3125g，为保证各类损耗下修复量足够，最终按照213.9g的重量配制填充腻子。

步骤2012：基于填充腻子的实际需求量为213.9g，确定腻子主剂的实际需求量为111.7g、固化剂的实际需求量为20g、腻子改性剂的实际需求量为52g、碳系填料的实际需求量为30g、碳系填料活性剂的实际需求量为0.2g。

步骤2013：基于腻子主剂的实际需求量为111.7g，按照质量比100:10:1.7分别称取100g环氧树脂E51、10g稀释剂和1.7g硅烷偶联剂，将环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂混合后，60rad/min顺时针搅拌5min，配置成腻子主剂，密封避光保存。

其中，基于硅烷偶联剂的实际需求量为1.7g，按照质量比100:20:50分别称取1gγ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.2g乙烯基三甲氧基硅烷和0.5gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

其中，基于稀释剂的实际需求量为10g，按照质量比100:85:15分别称取5g环氧丙烷苄基醚、4.25g环氧丙烷丁基醚和0.75g1,4-丁二醇二缩水甘油醚。

步骤2014：基于固化剂的实际需求量为20g，按照质量比30:20:100:10分别称取3.75g固化剂593、2.5g固化剂650、12.5g固化剂651和1.25g固化剂T31，将固化剂593、固化剂650、固化剂651和固化剂T31混合后，60rad/min顺时针搅拌5min，配置成固化剂，密封避光保存。

其中，固化剂配置完成后，应在1小时内参与填充腻子的配制，防止存放时间过长引起失活反应。

步骤2015：基于腻子改性剂的实际需求量为52g，按照质量比20:50:60分别称取8g聚乙烯醇叔丁醛、20g2,4-甲苯二异氰酸酯和24g2-呋喃甲醛，将聚乙烯醇叔丁醛、2,4-甲苯二异氰酸酯和2-呋喃甲醛混合后，60rad/min顺时针搅拌5min，配置成腻子改性剂，密封避光保存。

步骤2016：基于碳系填料的实际需求量为30g，按照质量比100:30.43分别称取23g碳纤维机械磨料和7g石墨粉，将碳纤维机械磨料和石墨粉混合均匀后，配置成碳系填料。

步骤2017：基于碳系填料活性剂的实际需求量为0.2g，分别称取0.1g十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵和0.1g脂肪醇聚氧乙烯醚，将十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵和脂肪醇聚氧乙烯醚混合均匀后，配置成碳系填料活性剂。

其中，填充腻子各组分按照实际需求量的备料情况见表1。

表1

步骤202：对待修复的管道缺陷处进行除锈和清洗，以及，基于管道缺陷处的管道原始形状制作第一马口铁模具。

参见图4，本步骤可以通过以下步骤2021-2023实现。

步骤2021：对待修复的管道缺陷处进行喷砂除锈，除锈范围超过距离管道缺陷处的中心的200mm。除锈后管道缺陷处的锚纹深度为50μm～90μm，除锈等级达到B/T8923中规定的Sa2.5级。

步骤2022：除锈完成后，对待修复的管道缺陷处采用丙酮进行清洗，保证处理表面无油污、灰尘、絮状物等残留物。

步骤2023：将半径为150mm，厚度为2mm的马口铁，在与管道缺陷处的外壁位于同一水平面的无缺陷管壁的外表面进行人工压制，压制完成后，在距离第一马口铁模具的圆心距离为81mm处的同心圆上打挤胶孔4个，挤胶孔的半径为2mm。

步骤203：将腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂按照质量比为111.7:20:52:30:0.2的比例混合，60rad/min顺时针搅拌5min，静置5分钟让气泡释出，配置成填充腻子。

将锂基润滑脂和滑石粉按照质量比为1:4的比例混合均匀，制成黄油泥。

步骤204：用填充腻子涂满管道缺陷的内部和第一马口铁模具的内表面，将涂满填充腻子的第一马口铁模具扣合在涂满填充腻子的管道缺陷处。

参见图5，本步骤可以通过以下步骤2041-2044实现。

步骤2041：用填充腻子涂满管道缺陷处的内部，将第一马口铁模具的外表面用保鲜膜包覆，用填充腻子涂满第一马口铁模具的内表面。

步骤2042：将第一马口铁模具的中心与管道缺陷处的中心对齐，将涂满填充腻子的第一马口铁模具扣合在涂满填充腻子的管道缺陷处，扣合过程在30秒内完成。采用铁链将第一马口铁模具固定在管壁上，第一马口铁模具与管壁之间的缝隙不超过0.5mm。

步骤2043：去除第一马口铁模具的外表面的保鲜膜，用于填充腻子从第一马口铁模具上的挤胶孔挤出。

步骤2044：当填充腻子不再从挤胶孔挤出时，采用黄油泥封住挤胶孔。

步骤204的所有过程在20分钟内完成。

步骤205：当填充腻子固化72小时后，除去铁链。采用手持角磨机将马口铁完全磨去，直至露出固化后的腻子。

步骤206：在管道缺陷处安装环氧钢套筒进行加强修复。

参见图6，本步骤可以通过以下步骤2061-2063实现。

步骤2061：将环氧钢套筒的管道安装处进行喷砂除锈，其中，管道填充腻子处使用冷缠带缠绕，防止喷砂破坏。

步骤2062：除锈完成后，去除冷缠带，对管道缺陷处的填充腻子采用手持钢毛刷进行人力打磨，刷出锚纹深度为50μm～90μm的粗糙表面后，再用丙酮洗去残留杂物。

步骤2063：打磨完成后，将环氧钢套筒以管道缺陷处为中心安装至管壁上。另外称取100kg环氧树脂E51、5kg环氧丙烷丁基醚和15kg固化剂651，将环氧树脂E51、环氧丙烷丁基醚和固化剂651混合后，60rad/min顺时针搅拌5min，配置成胶，从管道6点方向注胶孔进行注胶，直至管道12点方向注胶孔有超过500g的胶溢出，封闭注胶孔，等待72h胶完全固化后，进行防腐补口。

步骤207：对修复后的管道依次进行打压试验、四点弯曲试验和爆破试验，用于验证修复效果。

参见图7，本步骤可以通过以下步骤2071-2073实现。

步骤2071：按照管道屈服强度数值进行计算后，将修复后的管道打压至14MPa，稳定30分钟泄压，管道缺陷处无泄漏。

步骤2072：按照管道屈服强度数值计算后，四点弯曲两端各加8t配重块，将修复后的管道打压至10MPa，管道缺陷处无泄漏。

步骤2073：按照管道屈服强度数值计算后，将修复后的管道打到19MPa，超过管道最低屈服强度1.5倍，管道环焊缝处泄露，但修复后的管道缺陷处未泄露，证明本申请实施例中的修复后的缺陷管道达到无缺陷状态。

同时，本申请实施例开展了2套对比样试验，2条对比试验管段同样为φ1016mm、X70天然气管线，壁厚为17.6mm，在管道的某位置10点方向人工制作50％体积损失型缺陷，缺陷直径为100mm，深度为8.8mm，圆形结构，缺陷边缘离对接环焊缝距离至少150mm。该2条管道均未进行上述修复作业过程，而是直接进行了同样缺陷条件下未经任何修复处理管道的打压试验、四点弯曲试验。

其中，对第1条对比管道进行打压试验，在打压至15.3MPa时管道发生泄漏，泄漏位置位于50％体积损失缺陷位置，与修复后的管道的19MPa爆破压力相比，修复后的管道承压能力提升24.18％。

其中，对第2条对比管道进行四点弯曲试验，在第2条对比管道的两端各加3t配重块，管道打压至9.2MPa时发生泄漏，泄漏位置位于50％体积损失缺陷位置，与修复后的管道两端各加8t配重块，管道打压至10MPa无泄漏相比，修复后的管道抗弯曲能力提升39.26％。

综上所述，采用本申请实施例的修复工艺修复缺陷管道，使得管道承压能力提升24.18％，抗弯曲能力提升39.26％。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种填充腻子，其特征在于，所述填充腻子包括：腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂，且所述腻子主剂、所述固化剂、所述腻子改性剂、所述碳系填料和所述碳系填料活性剂的质量比为110～115:18～25:50～55:30～35:0.2～0.4；

所述腻子主剂包括环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂，且所述环氧树脂A组分、所述稀释剂和所述硅烷偶联剂的质量比为100:5～10:0.8～2。

2.根据权利要求1所述的填充腻子，其特征在于，所述腻子改性剂包括聚乙烯醇叔丁醛、2,4-甲苯二异氰酸酯和2-呋喃甲醛，且所述聚乙烯醇叔丁醛、所述2,4-甲苯二异氰酸酯和所述2-呋喃甲醛的质量比为20～30:50～55:60～65。

3.根据权利要求1所述的填充腻子，其特征在于，所述环氧树脂A组分为环氧树脂E41和环氧树脂E51中的一种；

所述稀释剂包括环氧丙烷苄基醚、环氧丙烷丁基醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚；

在所述环氧树脂A组分为所述环氧树脂E41的情况下，所述环氧丙烷苄基醚、所述环氧丙烷丁基醚和所述1,4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为100:70～75:10～20；

在所述环氧树脂A组分为所述环氧树脂E51的情况下，所述环氧丙烷苄基醚、所述环氧丙烷丁基醚和所述1,4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为100:80～85:10～15；

所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷、所述乙烯基三甲氧基硅烷和所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为100:15～25:45～50。

4.根据权利要求1所述的填充腻子，其特征在于，所述固化剂包括固化剂593、固化剂650、固化剂651和固化剂T31；

所述固化剂593、所述固化剂650、所述固化剂651和所述固化剂T31的质量比为30～50:20～25:90～130:5～15。

5.根据权利要求1所述的填充腻子，其特征在于，所述碳系填料包括碳纤维机械磨料和石墨粉；

所述碳纤维机械磨料和所述石墨粉的质量比为100:30～35。

6.根据权利要求5所述的填充腻子，其特征在于，所述碳纤维机械磨料为目数不低于270目、长度不高于50μm的细长磨料，所述细长磨料由直径不大于10μm的碳纤维经机械磨碎形成。

7.根据权利要求1所述的填充腻子，其特征在于，所述碳系填料活性剂包括十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

8.一种管道缺陷的修复工艺，其特征在于，所述工艺包括：

将质量比为100:5～10:0.8～2的环氧树脂A组分、稀释剂和硅烷偶联剂配置为腻子主剂；

对待修复的管道缺陷处进行除锈和清洗，以及，基于所述管道缺陷处的管道原始形状制作第一马口铁模具；

对所述管道缺陷处进行除锈和清洗完成后2小时内，将质量比为110～115:18～25:50～55:30～35:0.2～0.4的所述腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂配置成填充腻子；

用所述填充腻子涂满所述管道缺陷的内部和所述第一马口铁模具的内表面，将涂满所述填充腻子的第一马口铁模具扣合在涂满所述填充腻子的管道缺陷处；

当所述管道缺陷处的填充腻子固化后，去除所述管道缺陷处的第一马口铁模具。

9.根据权利要求8所述的管道缺陷的修复工艺，其特征在于，所述将质量比为110～115:18～25:50～55:30～35:0.2～0.4的所述腻子主剂、固化剂、腻子改性剂、碳系填料和碳系填料活性剂配置成填充腻子，包括，

将所述腻子主剂、所述固化剂、所述腻子改性剂、所述碳系填料和所述碳系填料活性剂按照质量比为110～115:18～25:50～55:30～35:0.2～0.4的比例混合均匀，静置5分钟让气泡释出，配置成所述填充腻子。

10.根据权利要求8所述的管道缺陷的修复工艺，其特征在于，所述第一马口铁模具具有多个挤胶孔；

所述用所述填充腻子涂满所述管道缺陷的内部和所述第一马口铁模具的内表面，将涂满所述填充腻子的第一马口铁模具扣合在涂满所述填充腻子的管道缺陷处，包括，

用所述填充腻子涂满所述管道缺陷处的内部；

将所述第一马口铁模具的外表面用保鲜膜包覆，用所述填充腻子涂满所述第一马口铁模具的内表面；

将涂满所述填充腻子的第一马口铁模具扣合在涂满所述填充腻子的管道缺陷处，采用铁链将所述第一马口铁模具固定在管壁上，其中，所述第一马口铁模具与所述管壁之间的缝隙不超过0.5mm；

去除所述第一马口铁模具的外表面的保鲜膜，用于所述填充腻子从所述第一马口铁模具上的挤胶孔挤出；

当所述填充腻子不再从所述挤胶孔挤出时，采用黄油泥封住所述挤胶孔。

11.根据权利要求10所述的管道缺陷的修复工艺，其特征在于，所述基于所述管道缺陷处的管道原始形状制作第一马口铁模具，包括，

将马口铁在无缺陷管壁的外表面进行压制，得到第二马口铁模具，所述无缺陷管壁为与所述管道缺陷处的外壁位于同一水平面的管壁。

在所述第二马口铁模具上打多个挤胶孔，得到所述第一马口铁模具。

12.根据权利要求11所述的管道缺陷的修复工艺，其特征在于，所述挤胶孔位于与所述第一马口铁模具的圆心距离超过80mm处，所述挤胶孔的数量为2～8个，所述挤胶孔的半径为2～4mm。

13.根据权利要求8-12任一项所述的管道缺陷的修复工艺，其特征在于，所述第一马口铁模具为圆形，所述第一马口铁模具的半径与所述管道缺陷处的最大半径的差值超过100mm，所述第一马口铁模具的厚度为2～3mm。

14.根据权利要求10所述的管道缺陷的修复工艺，其特征在于，所述黄油泥包括锂基润滑脂和滑石粉，所述锂基润滑脂和所述滑石粉的质量比为1:4～4.5。

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