CN219473089U - 金属管道碳纤维补强防腐修复结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属管道碳纤维补强防腐修复结构，包括管道，其特征在于，所述管道修补面腐蚀缺陷处设置由耐磨金属修补剂制成的嵌入修补体，管道外从内往外依次设置由单向碳纤维布缠绕而成的碳纤维补强层以及由聚硫环氧涂层防护剂刷涂而成的防腐层。本实用新型修补施工方便，修补效果较好。

Description

金属管道碳纤维补强防腐修复结构

技术领域

本实用新型涉及修复结构，尤其是涉及金属管道碳纤维补强防腐修复结构。

背景技术

对于各大钢铁企业，煤气管道投入使用年限较早，使用年限较长，且材质一般为碳钢为主。煤气管道在使用过程中受到内部腐蚀和外部腐蚀的双重作用，管壁局部腐蚀有变薄烂穿的可能，因此煤气管道的整体结构强度受到很大的安全隐患，需要修复、防腐与补强处理。

在正常生产过程中，煤气管道无法随时停机，否则将导致生产流程中断，如果全部更换新管道将产生巨大的成本。传统的煤气管道局部修复一类是注胶工艺，一类是补焊工艺，注胶工艺受修补现场工况影响较大，特别是焊缝处或弯头拐角处，施工局部受限，无法有效实施操作，且粘合剂等胶类抗腐蚀，抗紫外线等性能较差，容易出现二次渗漏。堆焊工艺修补则只能修补正压煤气管道，且危险系数较大，容易引起现场火灾。其次此工艺受管道壁厚影响较大，如果煤气管道壁厚较薄，焊接可能造成越焊越漏现象。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种施工方便且修复效果较好的金属管道碳纤维补强防腐修复结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种金属管道碳纤维补强防腐修复结构，包括管道，其特征在于，所述管道修补面腐蚀缺陷处设置由耐磨金属修补剂制成的嵌入修补体，管道外从内往外依次设置由单向碳纤维布缠绕而成的碳纤维补强层以及由聚硫环氧涂层防护剂刷涂(喷涂)而成的防腐层。

进一步：所述碳纤维补强层从内往外包括沿着管道径向缠绕的第一单向碳纤维布缠绕层、沿着管道轴向缠绕的第二单向碳纤维布缠绕层以及沿着管道径向缠绕的第三单向碳纤维布缠绕层。

进一步：所述防腐层从内往外具有第一防腐层及第二防腐层，第一防腐层厚度为0.3mm，通过聚硫环氧涂层防护剂刷涂(喷涂)而成，第二防腐层厚度为0.2mm，通过聚硫环氧涂层防护剂刷涂(喷涂)而成。

进一步：所述单向碳纤维布厚度为0.167mm。

进一步：所述管道外表面为粗糙面。

进一步：所述管道为不规则管道。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：(1)施工简便快捷，操作时间相对较短。(2)免焊不动火，可在管道运行状态下修复。(3)剪裁方便，补强缠绕、铺设方式灵活。可对环焊缝和螺旋焊缝缺陷补强，还可对弯管、三通、大小头等不规则管件修复。(3)碳纤维弹性模量与钢的弹性模量十分接近，有利于复合材料尽可能多的承载管道压力，降低含缺陷管道的应力水平，限制管道的膨胀变形。(4)碳纤维复合材料补强层厚度小，补强层重量轻，有利于后期腐蚀、机械损伤和裂纹等缺陷修复补强，也可用于整个管段的提压增强处理。

附图说明

图1为金属管道碳纤维补强防腐修复结构图。

图2为左端环形带及右端环形带结构示例。

具体实施方式

实施例1

参见图1，一种金属管道碳纤维补强防腐修复结构，包括管道1，所述管道1修补面腐蚀缺陷处设置由耐磨金属修补剂制成的嵌入修补体2，管道1外从内往外依次设置由单向碳纤维布缠绕而成的碳纤维补强层3以及由聚硫环氧涂层防护剂刷涂(喷涂)而成的防腐层4。

实施例中，所述碳纤维补强层从内往外包括沿着管道径向缠绕的第一单向碳纤维布缠绕层(管道经表面处理和局部修补后，管道表面刷碳纤维专用胶【碳纤维布粘结剂】，再缠绕第一单向碳纤维布，并反复辊压，使碳纤维专用胶充分浸透第一单向碳纤维布，第一单向碳纤维布和胶之间不留有气泡，确保无鼓泡)、沿着管道轴向缠绕的第二单向碳纤维布缠绕层(第一碳纤维布外侧刷碳纤维专用胶【碳纤维布粘结剂】，再缠绕第二单向碳纤维布，并反复辊压，使碳纤维专用胶充分浸透第二单向碳纤维布，第二单向碳纤维布和胶之间不留有气泡，确保无鼓泡)以及沿着管道径向缠绕的第三单向碳纤维布缠绕层(第二碳纤维布外侧刷碳纤维专用胶【碳纤维布粘结剂】，再缠绕第三单向碳纤维布，并反复辊压，使碳纤维专用胶充分浸透第三单向碳纤维布，第三单向碳纤维布和胶之间不留有气泡，确保无鼓泡)。

实施例中，所述防腐层4从内往外具有第一防腐层及第二防腐层，第一防腐层厚度为0.3mm，通过聚硫环氧涂层防护剂刷涂(喷涂)而成，第二防腐层厚度为0.2mm，通过聚硫环氧涂层防护剂刷涂(喷涂)而成。

实施例中，所述单向碳纤维布厚度为0.167mm。

实施例中，所述管道1外表面为粗糙面。

实施例中，所述管道1为不规则管道。

施工方法：管道表面粗化处理，使得管道表面形成粗糙面，清洁后确保管道表面干燥、无油渍。

在管道表面(底锈)刷乐泰蚀锈转化剂754，然后在修复表面凹处(腐蚀缺陷处)涂乐泰耐磨金属修补剂EA3478进行修补(形成嵌入修补体2)，并进行打磨修光处理。

管道外部缠绕补强处理，高强度碳纤维补强带单层厚0.167mm(此处单向碳纤维布选择的品牌为示例而非限定，还可根据需要选择其他厂商的单向碳纤维布)，为确保管道径向与轴向载荷同时补强，应先径向缠绕1层(此时单向碳纤维布中碳纤维丝受力方向和径向一致)，中间轴向缠绕1层(此时单向碳纤维布中碳纤维丝受力方向和轴向一致)，最后再径向缠绕1层(此时单向碳纤维布中碳纤维丝受力方向和径向一致)，共应缠绕3层。

管道外壁防腐处理，喷涂第一遍聚硫环氧涂层防护剂，厚度约0.3mm，固化4小时；喷涂第二遍聚硫环氧涂层防护剂，厚度约0.2mm，固化24小时。

碳纤维补强技术则能与管道形成一体，代替管道材料承载管内压力，其抗拉强度超过3500MPa，远远大于钢材和玻璃纤维的抗拉强度，碳纤维复合材料的弹性模量与钢材的弹性模量几乎完全相同，补强层与钢管具有非常好的变形协同性。补强层能够替代管道缺陷处承担管道的内压。

优点包括：(1)施工简便快捷，操作时间相对较短。(2)免焊不动火，可在管道运行状态下修复。(3)剪裁方便，补强缠绕、铺设方式灵活。可对环焊缝和螺旋焊缝缺陷补强，还可对弯管、三通、大小头等不规则管件修复。(3)碳纤维弹性模量与钢的弹性模量十分接近，有利于复合材料尽可能多的承载管道压力，降低含缺陷管道的应力水平，限制管道的膨胀变形。(4)碳纤维复合材料补强层厚度小，补强层重量轻，有利于后期腐蚀、机械损伤和裂纹等缺陷修复补强，也可用于整个管段的提压增强处理。

实施例2

基本方案同实施例1，区别是，见图2，金属管道碳纤维补强防腐修复结构(完工后，对于管道而言，例如直管，碳纤维补强层和防腐层的端部齐平，即碳纤维补强层右端和防腐层右端齐平，碳纤维补强层左端和防腐层左端齐平)的右端设置右端环形带10a(右端环形带部分搭接在防腐层，部分搭接在管道上，右端环形带可以是柔性不锈钢带或塑料带，设置方式包括但不仅限于粘连)，左端设置左端环形带10b(左端环形带部分搭接在防腐层，部分搭接在管道上，左端环形带可以是柔性不锈钢带或塑料带，设置方式包括但不仅限于粘连)。环形带(左端环形带及右端环形带)对修复结构端部形成保护，同时标记修复结构范围。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种金属管道碳纤维补强防腐修复结构，包括管道（1），其特征在于，所述管道（1）修补面腐蚀缺陷处设置由耐磨金属修补剂制成的嵌入修补体（2），管道（1）外从内往外依次设置由单向碳纤维布缠绕而成的碳纤维补强层（3）以及由聚硫环氧涂层防护剂刷涂而成的防腐层（4）；

所述碳纤维补强层从内往外包括沿着管道径向缠绕的第一单向碳纤维布缠绕层、沿着管道轴向缠绕的第二单向碳纤维布缠绕层以及沿着管道径向缠绕的第三单向碳纤维布缠绕层；

所述防腐层（4）从内往外具有第一防腐层及第二防腐层，第一防腐层厚度为0.3mm，通过聚硫环氧涂层防护剂刷涂而成，第二防腐层厚度为0.2mm，通过聚硫环氧涂层防护剂刷涂而成；

所述管道（1）外表面为粗糙面；所述管道（1）为不规则管道；

金属管道碳纤维补强防腐修复结构的右端设置右端环形带，左端设置左端环形带。

2.根据权利要求1所述的金属管道碳纤维补强防腐修复结构，其特征在于：所述单向碳纤维布厚度为0.167mm。