CN114935063A - 一种管道记忆合金修复方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道记忆合金修复方法及装置,涉及管道修复技术领域;为了解决传统修复方法中的管道漏失问题;具体包括以下步骤:进入管道,检测管道内况,确定破损地点,执行修补程序,将修补装置移动至破损地点,并展开伸缩修补支架,用以稳定记忆合金环及其内衬的位置,对气囊进行充气,使得修补记忆合金环及其内衬与破损管道内壁贴合,采用紫外线自动化控制设备进行照射,通过光敏剂引发聚合反应,引起修补材料的固化,固化后的修复材料完成管道内壁的贴合后,对气囊及其相关部件进行回收。本发明形状记忆合金的形状记忆效应与恢复变形成正比,回复变形量越大,使管道修补处的紧固力越大,整个管网体系的抗拉、抗压、密封性越好。
Description
技术领域
本发明涉及管道修复技术领域,尤其涉及一种管道记忆合金修复方法及装置。
背景技术
在市政管线中,一旦发生原有管线破损,在压力作用下快速、源源不断地涌出液体或气体,目前,只能联系有关政府部门协调安排上游或下游段的供气或供液体方暂停供应,并进行修理,形成干施工环境才能进行施工。这样,不仅因申报修补的周期长而影响施工工期,而且还要赔偿供方停供给客户的损失,更严重者会影响周围居民的正常生活用水、用气,造成更大的损失。受损管道的缺陷有材料缺陷和几何缺陷。材料缺陷一般是质量损失、内外腐烛造成,主要分体积型缺陷和面积型缺陷几何缺陷是凹坑。体积型缺陷又称腐烛型缺陷:点蚀缺陷腐蚀面积小,严重时会穿孔;片状腐烛缺陷腐烛面积较大;焊缝腐烛缺陷存在于辉缝周边,包括环形焊缝缺陷、直焊缝缺陷。
管道作为一种有效的物料输送手段而得到广泛的应用。对破损、泄漏的输送管道采取各种技术使其恢复正常的使用功能,其修复包括外防腐层修复与内修复两种技术;例如当管道内壁上出现孔洞时,需要对其进行点状修复;传统的修复方式包括树脂固化法和双涨环法,但是上述方法在使用过程中容易出现不易紧粘管壁、容易脱落、老化、松动和造成管道漏失问题,给使用带来不便,为管道及时修复,提出一种管道记忆合金修复方法及装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种管道记忆合金修复方法及装置。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种管道记忆合金修复方法及装置,包括以下步骤:
S1:进入管道;
S2:检测管道内况;
S3:确定破损地点;
S4:执行修补程序:
a:展开支架,将修补装置移动至破损地点,并展开伸缩修补支架,用以稳定记忆合金环及其内衬的位置;
b:气囊充气,对气囊进行充气,使得修补记忆合金环及其内衬与破损管道内壁贴合;
c:紫外光固化,采用紫外线自动化控制设备进行照射,通过光敏剂引发聚合反应,引起修补材料的固化,且照射时间控制为3-4h;
d:气囊部件回收,固化后的修复材料完成管道内壁的贴合后,对气囊及其相关部件进行回收;
S5:观测修补效果:通过CCTV管道检测设备对修补后的管道内状况进行检测,若检测不合格,则返回修补程序进行二次修补工作。
优选地:所述检测管道内况,在进行管道修复时,需要进行施工旧管道封堵,并对管道内进行清扫清理,同时采用CCTV管道检测设备进行管道的检测和查看。
进一步地:所述确定破损地点,通过CCTV管道检测设备对管道内状况进行检测,检测时,系统由地面操作人员远程控制,控制管道内的视频记录,通过视频监控采集图像,通过有线传输显示和记录直观的图像,通过视频监控系统对管道内部状况进行评估和分析,并探查管道漏点的位置和大小。
在前述方案的基础上:所述执行修补程序中a步骤替换为记忆合金环定位,将可以在待修复管道内自由移动的小于破损管道内径的恢复前记忆合金环定位在管道破损处。
在前述方案中更佳的方案是:所述记忆合金环定位,将在待修复管道内已经就位小于破损管道内径的恢复前记忆合金环进行加热使其成恢复后在管道破损处固定,成过盈配合。
作为本发明进一步的方案:所述记忆合金环定位,将在待修复管道外已经就位大于破损管道外径的记忆合金环加热使其膨涨在管道破损处外待冷却后固定,成过盈配合。
同时,所述记忆合金环定位,将在待修复管道内已经就位小于破损管道内径内衬及恢复前记忆合金环加热使其成恢复后在管道破损处外管与内衬间形成波纹管形记忆合金密封层,使破损管道、波纹管形记忆合金密封层及内衬三者俩俩间过盈配合固定。
作为本发明的一种优选的:所述记忆合金环定位,根据破损洞的大小定制或选定一定洞径规格修补洞记忆合金型号,将可以在待修复管道破损洞内自由移动的小于破损管道洞径的恢复前记忆合金管道铆钉件定位在管道破损处。
同时,所述记忆合金环定位,将在待修复管道内已经就位小于破损管道内径内衬及恢复前记忆合金环加热使其成恢复后在管道破损处管道铆接记忆合金层,记忆合金恢复后使破损管道、管道铆接形记忆合金密封层及内衬三者俩俩间过盈配合固定,将在待修复管道内已经就位小于破损处管道洞径的恢复前记忆合金环加热使其成恢复后在管道破损洞处固定,成过盈配合并呈管道铆钉状。
一种管道记忆合金修复装置,适用于根据权利要求1-9任一所述的管道记忆合金修复方法中。
本发明的有益效果为:
1.该一种管道记忆合金修复方法及装置,形状记忆合金的形状记忆效应与恢复变形成正比,形状记忆效应越好,回复变形量越大,会使管道修补处的紧固力越大,整个管网体系的抗拉、抗压、密封性越好。
2.该一种管道记忆合金修复方法及装置,由于普通材质的地下管材抗震性能不是特别优秀,在整个管网的泄漏处,采用形状记忆合金修补器进行修补,增加了管网的整体抗震性能。
3.该一种管道记忆合金修复方法及装置,形状记忆合金修补器需要在350℃左右的温度,进行加热才能够恢复变形,在高温情况下保护整个被连接管道也是管道修补器。
4.该一种管道记忆合金修复方法及装置,通过对记忆合金环进行加热,使其恢复,从而有效保证了其与破损处过盈固定的贴合度,从而起到了加强破损处修复的作用,同时通过记忆合金环自身的无磁性、耐磨耐蚀和无毒性,有效保证了管道导流的安全性。
附图说明
图1为本发明提出的一种管道记忆合金修复方法流程示意图;
图2为本发明提出的一种管道记忆合金修复方法中实施例2恢复前记忆合金环定位第一剖视示意图;
图3为本发明提出的一种管道记忆合金修复方法中实施例2恢复前记忆合金环定位第二剖视示意图;
图4为本发明提出的一种管道记忆合金修复方法中实施例3恢复后记忆合金环定位剖视示意图;
图5为本发明提出的一种管道记忆合金修复方法中实施例3恢复后记忆合金环定位横截面示意图;
图6为本发明提出的一种管道记忆合金修复方法中实施例4恢复后记忆合金环外包修复的主视示意图;
图7为本发明提出的一种管道记忆合金修复方法中实施例5恢复后记忆合金环定位的局部剖视示意图;
图8为本发明提出的一种管道记忆合金修复方法中实施例6管道破损洞的恢复前记忆合金环定位示意图;
图9为本发明提出的一种管道记忆合金修复方法中实施例6管道破损洞的恢复后记忆合金环定位示意图;
图10为本发明提出的一种管道记忆合金修复方法中实施例7的不同初始温度下SMA应力诱发马氏体体积分数与温度之间关系示意图;
图11为本发明提出的一种管道记忆合金修复方法中实施例7的超弹性特性示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
在本专利的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解,例如,可以是固定相连、设置,也可以是可拆卸连接、设置,或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
实施例1:
一种管道记忆合金修复方法,如图1所示,包括以下步骤:
S1:进入管道;
S2:检测管道内况:在进行管道修复时,需要进行施工旧管道封堵,并对管道内进行清扫清理,同时采用CCTV管道检测设备进行管道的检测和查看;
S3:确定破损地点:通过CCTV管道检测设备对管道内状况进行检测,检测时,系统由地面操作人员远程控制,控制管道内的视频记录,通过视频监控采集图像,通过有线传输显示和记录直观的图像,通过视频监控系统对管道内部状况进行评估和分析,并探查管道漏点的位置和大小;
S4:执行修补程序:
a:展开支架,将修补装置移动至破损地点,并展开伸缩修补支架,用以稳定记忆合金环及其内衬的位置;
b:气囊充气,对气囊进行充气,使得修补记忆合金环及其内衬与破损管道内壁贴合;
c:紫外光固化,采用紫外线自动化控制设备进行照射,通过光敏剂引发聚合反应,引起修补材料的固化,且照射时间控制为3-4h;
d:气囊部件回收,固化后的修复材料完成管道内壁的贴合后,对气囊及其相关部件进行回收;
S5:观测修补效果:通过CCTV管道检测设备对修补后的管道内状况进行检测,若检测不合格,则返回修补程序进行二次修补工作。
实施例2:
一种管道记忆合金修复方法,如图2-3所示,本实施例在实施例1的基础上作出以下改进:所述执行修补程序中a步骤替换为记忆合金环定位,将可以在待修复管道内自由移动的小于破损管道内径的恢复前记忆合金环定位在管道破损处。
实施例3:
一种管道记忆合金修复方法,如图4-5所示,所述记忆合金环定位,将在待修复管道内已经就位小于破损管道内径的恢复前记忆合金环进行加热使其成恢复后在管道破损处固定,成过盈配合。
通过对记忆合金环进行加热,使其恢复,从而有效保证了其与破损处过盈固定的贴合度,从而起到了加强破损处修复的作用,同时通过记忆合金环自身的无磁性、耐磨耐蚀和无毒性,有效保证了管道导流的安全性。
实施例4:
一种管道记忆合金修复方法,如图6所示,所述记忆合金环定位,将在待修复管道外已经就位大于破损管道外径的记忆合金环加热使其膨涨在管道破损处外待冷却后固定,成过盈配合。
实施例5:
一种管道记忆合金修复方法,如图7所示,所述记忆合金环定位,将在待修复管道内已经就位小于破损管道内径内衬及恢复前记忆合金环加热使其成恢复后在管道破损处外管与内衬间形成波纹管形记忆合金密封层,使破损管道、波纹管形记忆合金密封层及内衬三者俩俩间过盈配合固定;通过记忆合金环加热后紧贴波纹管内螺纹之间,有效促进了对波纹管道的修复效果,提高了波纹管道流通的质量。
实施例6:
一种管道记忆合金修复方法,如图8-9所示,所述记忆合金环定位,根据破损洞的大小定制或选定一定洞径规格修补洞记忆合金型号,将可以在待修复管道破损洞内自由移动的小于破损管道洞径的恢复前记忆合金管道铆钉件定位在管道破损处。
且将在待修复管道内已经就位小于破损管道内径内衬及恢复前记忆合金环加热使其成恢复后在管道破损处管道铆接记忆合金层,记忆合金恢复后使破损管道、管道铆接形记忆合金密封层及内衬三者俩俩间过盈配合固定,将在待修复管道内已经就位小于破损处管道洞径的恢复前记忆合金环加热使其成恢复后在管道破损洞处固定,成过盈配合并呈管道铆钉状。
通过记忆合金环,有效解决了管道破洞问题,不仅降低了管道更新的成本,而且记忆合金管道铆钉件定位在管道破损处,可有效与管道相互贴合连接,恢复来了管道表面的应力,提高了管道的承压能力。
实施例7:
一种管道记忆合金修复方法,所述将管道修补装置安装在管道漏点处,选择将形状记忆合金(SMA)应用在管道用以实现损伤修复。将SMA埋入管道漏洞中,根据SMA回复应力、应变与温度之间的关系选择确定温度后加热至合适温度,基于记忆合金不同初始条件下SMA材料的修复行为,进行漏洞修复。
SMA的回复应力在未发生奥氏体相变时减小,发生奥氏体相变时增大;SMA应力诱发马氏体体积分数越大,升温引起的最大回复应力越大;升温过程中的奥氏体相变可使复合材料的损伤应变减小,进而漏洞修复。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种管道记忆合金修复方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:进入管道;
S2:检测管道内况;
S3:确定破损地点;
S4:执行修补程序:
a:展开支架,将修补装置移动至破损地点,并展开伸缩修补支架,用以稳定记忆合金环及其内衬的位置;
b:气囊充气,对气囊进行充气,使得修补记忆合金环及其内衬与破损管道内壁贴合;
c:紫外光固化,采用紫外线自动化控制设备进行照射,通过光敏剂引发聚合反应,引起修补材料的固化,且照射时间控制为3-4h;
d:气囊部件回收,固化后的修复材料完成管道内壁的贴合后,对气囊及其相关部件进行回收;
S5:观测修补效果:通过CCTV管道检测设备对修补后的管道内状况进行检测,若检测不合格,则返回修补程序进行二次修补工作。
2.根据权利要求1所述的一种管道记忆合金修复方法,其特征在于,所述检测管道内况,在进行管道修复时,需要进行施工旧管道封堵,并对管道内进行清扫清理,同时采用CCTV管道检测设备进行管道的检测和查看。
3.根据权利要求1所述的一种管道记忆合金修复方法,其特征在于,所述确定破损地点,通过CCTV管道检测设备对管道内状况进行检测,检测时,系统由地面操作人员远程控制,控制管道内的视频记录,通过视频监控采集图像,通过有线传输显示和记录直观的图像,通过视频监控系统对管道内部状况进行评估和分析,并探查管道漏点的位置和大小。
4.根据权利要求1所述的一种管道记忆合金修复方法,其特征在于,所述执行修补程序中a步骤替换为记忆合金环定位,将可以在待修复管道内自由移动的小于破损管道内径的恢复前记忆合金环定位在管道破损处。
5.根据权利要求4所述的一种管道记忆合金修复方法,其特征在于,所述记忆合金环定位,将在待修复管道内已经就位小于破损管道内径的恢复前记忆合金环进行加热使其成恢复后在管道破损处固定,成过盈配合。
6.根据权利要求5所述的一种管道记忆合金修复方法,其特征在于,所述记忆合金环定位,将在待修复管道外已经就位大于破损管道外径的记忆合金环加热使其膨涨在管道破损处外待冷却后固定,成过盈配合。
7.根据权利要求4所述的一种管道记忆合金修复方法,其特征在于,所述记忆合金环定位,将在待修复管道内已经就位小于破损管道内径内衬及恢复前记忆合金环加热使其成恢复后在管道破损处外管与内衬间形成波纹管形记忆合金密封层,使破损管道、波纹管形记忆合金密封层及内衬三者俩俩间过盈配合固定。
8.根据权利要求4所述的一种管道记忆合金修复方法,其特征在于,所述记忆合金环定位,根据破损洞的大小定制或选定一定洞径规格修补洞记忆合金型号,将可以在待修复管道破损洞内自由移动的小于破损管道洞径的恢复前记忆合金管道铆钉件定位在管道破损处。
9.根据权利要求8所述的一种管道记忆合金修复方法,其特征在于,所述记忆合金环定位,将在待修复管道内已经就位小于破损管道内径内衬及恢复前记忆合金环加热使其成恢复后在管道破损处管道铆接记忆合金层,记忆合金恢复后使破损管道、管道铆接形记忆合金密封层及内衬三者俩俩间过盈配合固定,将在待修复管道内已经就位小于破损处管道洞径的恢复前记忆合金环加热使其成恢复后在管道破损洞处固定,成过盈配合并呈管道铆钉状。
10.一种管道记忆合金修复装置,其特征在于,适用于根据权利要求1-9任一所述的管道记忆合金修复方法中。
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