凯夫拉纤维管道修复技术应用
Kevlar纤维复合材料在土木工程结构加固中的应用
制订之中。 本 文 将 对 FRP 用 纤 维 材 料 , 特 别 是 Kevlar 纤
维在 FRP 结构加固中的应用作一简要介绍。
1 FRP 用纤维的主要品种
高 抗 拉 强 度 、高 弹 性 模 量 是 FRP 用 纤 维 的 必 备条件, 其它条件还包括: 抗冲击性能、抗剪切性 能、耐腐蚀性能、电绝缘性能等 ( 视应用场合而 异) 。
注: 布的标准宽度为 10 cm、30 cm 和 50 cm。 表 4 Kevlar !49 双向布产品规格
规格
抗拉强度 /MPa
AK- 40/40 2 060
AK- 50/50 2 060
AKM- 5/5 2 060
AKM- 10/10 2 060
弹性模量
/GPa 118 118 118 118
保证强度
行业论坛
F ib e r F o ru m
Kevlar 纤维复合材料在土木工程结构加固中的应用
张诚修, 管宝琼 [DuPont ( 中国 ) 研发中心, 上海 201003]
摘 要 : 简 要 介 绍 了 用 于 纤 维 增 强 复 合 材 料 ( FRP) 的 碳 纤 维 ( CF) 、 对 位 芳 纶 ( AF) 、 玻 璃 纤 维
抗 冲 击 性 能/J·d- 1 耐磨性能/次
耐疲劳性能/次 挠曲寿命/次 耐化学腐蚀性
对破坏的容许度 导电性
施工操作性
出现的典型问题
耐热性能 耐低温性能
Kevlar!49
CF
1.45
1.80
3 200
3 500 ̄4 700
21.3
CIPP翻转内衬法排水管道修复施工工法
CIPP内衬管翻转法修复排水管道施工工法1前言伴随着城市交通设施——道路、桥梁以及地下轨道交通等的建设,用于保护公共水域水质和城市公共环境的排水设施,近年也有了很大的发展。
在城市基础设施的建设以及维护管理工作中,较多发现地下管道管体破裂、管道接口脱开、地下水渗漏等现象,由此引起道路下沉,甚至于坍塌,从而影响交通及正常市政排水,如采用传统的道路开挖修复技术进行修复,不但施工工期长,且影响交通,施工安全及质量也得不到有效保证。
鉴于以上情况,寻求一种新型科学的管道修复技术迫在眉睫,通过工程技术人员深入钻研,并结合国内外先进的各类管道修复技术,通过大量实践和研究试验,开发出了《CIPP内衬管翻转法修复排水管道施工工法》,CIPP是现场固化管的英文Cured In Place Pipe的缩写,该工法采用软管翻转内衬法在已损坏的旧管道内壁形成一个内衬管,采用该工法无需对路面进行开挖,施工工期短,环保经济,具有较高的社会效益和经济效益。
通过在多个工程中的应用效果,此工法能有效地解决市政排水管道非开挖修复技术难题,并于2010年经公司总工室评审,批准为企业级工法。
2工法特点2.1施工周期短,内衬管现场施工从准备、翻转、加热、固化只需约1天时间,且一次修复管道长度可达1000m。
可以十分方便快速地解决施工时的临时排水问题。
2.2施工工作面小:本工法采用的是非开挖地下管道修复技术,施工只需小型锅炉和热水循环泵等设备,施工时占地面积小(在检查井边的位置工作面只需约3㎡)、噪音低、对道路交通影响小。
2.3本工法采用的内衬管是由聚酯纤维毛毡做成,外层为聚亚胺脂,并彻底浸透热固性树脂,该内衬管耐久实用,耐久性最高可达50年,具有耐腐蚀、耐磨损的优点,材料强度大。
对管道的地下水渗漏问题彻底解决,一劳永逸。
采用此方法,原管道的断面积损失小(完成后内壁形成4㎜~20㎜厚的内衬保护层)、表面光滑、水流摩擦下降(摩擦系数由0.013降为0.010),提高了管道的流量能力。
碳纤维复合材料补强技术在输油管道维修中的应用
碳纤维复合材料补强技术在输油管道维修中的应用摘要:随着经济的快速发展,石油化工、电力、冶金、煤炭等行业的不断发展,石油化工行业的管道施工中发生的事故和问题越来越多。
目前,在石油化工行业中,输油管道腐蚀是普遍存在的问题。
一旦发生腐蚀,不仅会造成管道的损坏和泄漏,而且会对周围环境造成严重污染。
随着碳纤维复合材料补强技术的不断发展和完善,其在管道维修中的应用越来越广泛。
目前,碳纤维复合材料补强技术已成为石油化工行业输油管道维修中不可缺少的一项技术。
基于此,本文针对输油管道维修中的碳纤维复合材料补强技术的应用流程进行分析。
关键词:碳纤维复合材料;补强技术;输油管道引言碳纤维复合材料具有比强度和比刚度高、耐高温、耐腐蚀、重量轻、抗疲劳等特点,在石油工业领域应用广泛。
因输油管道长期运行,极易出现腐蚀等问题,给石油工业的生产和安全带来较大的隐患。
目前,针对输油管道腐蚀问题,常用的防腐材料主要包括:环氧树脂、有机硅树脂、无机酸固化体系等。
其中,环氧树脂防腐体系具有成本低、耐腐蚀性能好等特点,但存在固化时间长、施工工艺复杂等问题。
因此,针对输油管道腐蚀问题,通常采用碳纤维复合材料补强技术进行维修。
本文对碳纤维复合材料补强技术在输油管道维修中的应用措施进行分析。
一、传统管道修补技术的弊端随着我国经济的发展,石油等能源需求的增加,石油化工产业也迅速发展,随之对输油管道的依赖也越来越大。
但由于一些原因,输油管道会出现不同程度的损伤,需要及时进行修补。
然而,目前传统的管道修补技术存在诸多弊端:(1)成本高。
由于是管道表层损伤,传统的管道修补技术需要对其进行大面积的清理和更换,从而导致了高昂的修补成本;(2)不能完全恢复原结构。
传统的管道修补技术无法完全恢复原结构,只能做到修复表面损伤,而对其内部损伤无法修复;(3)不能达到长期使用要求。
由于传统的管道修补技术无法达到长期使用要求,通常只能做到3-5年,因此管道维修成本非常高[1]。
新型复合材料管道修复技术的应用
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Kevlar纤维复合材料在土木工程结构加固中的应用
用 。目前 ,中国 已初 步形成 一个专 门从 事 F P建 R
筑加固修补 的新 兴产业 。国家标准 《 性能 纤维 高
复 合 材料 应 用技 术 规 范 》 ( 以下 简 称 ( R ( P规 F )及 F P用织 物 、片材的 国家标准也 正在加紧 R
-
维的年消耗量为 4 0 ,约 占世界总产量的 2 20t 5%,
其中增长速度最快 、最有发展潜 力的就 是碳纤 维增 强复 合材料 (F P 。但 是 ,近年来 中国 C R CR ) F P的
增长速度趋缓 ,一方面是 因为碳纤维供应 紧张 ,价
N H
N HCO
CO —
K v r 纤 维 的 主 要 型 号 有 Kv r 2 、 el @ a el @ 9 a K v r 9 el  ̄19 el ̄4 、K va 2 等。纤维形态有长丝 、短纤 a r
大地震和 19 年 日本 阪神大地 震后 ,此项 新技术 95
1 F P用 纤 维 的 主 要 品 种 R
高抗拉 强度 、高弹 性模 量是 F P用纤维 的必 R 备条件 ,其它条件还 包括 :抗冲击性能 、抗剪切性 能 、耐腐蚀 性能 、 电绝 缘性 能 等 ( 视应 用场 合而
异) 。
收 稿 日期 :20 -3 0 07- — 8 0 作者简 介 :张诚修 .杜 邦公 司先进 纤 维部 亚太地 区技 术 经理 。
图 1 各种 纤维 的 力学性 能
合成纤维 S C2 0 . 1 F 0 7 No4
维普资讯
行 业 论 坛
用范围受到一定限制 。
1 对 位 芳纶 ( F . 2 A )
碳纤维复合材料补强技术在输油管道维修中的应用
碳纤维复合材料补强技术在输油管道维修中的应用陈健鲁成云大量统计数据表明,第三方损害及防腐层破损引起的腐蚀缺陷是威胁在役输油管道管道安全运行的主要风险因素。
目前,针对机械损伤或腐蚀缺陷而尚未泄漏的管道,主要的修复技术包括焊接、换管、夹具、纤维复合材料修复等。
采用焊接方法对输油管道修复具有很大的危险性。
由焊接引起的管道安全事故屡见不鲜。
换管的经济成本和社会成本都非常高,在交通流量较大或人口稠密地区受到严重制约。
夹具修复方法的原理是使用金属夹具包覆在缺陷管道外,恢复管道承压能力。
特点是能够在不破坏原有管道的情况下进行增强。
但夹具方法操作复杂,在一定条件下用于处理泄漏的管道具有明显的优势,而对于没有泄漏的管道,其造价高、操作复杂、难以施工的弱点十分明显。
纤维复合材料修复补强技术作为一种高效快捷的新型修复技术,已经在油气管道维护和大修中得到应用。
其优点是免焊不动火,极大地降低了操作的风险性,并且在尚未有泄漏的补强中,可以带压修复,保障管道不间断运行。
碳纤维材料具有优异的拉伸强度和弹性模量,是应用与管道补强的理想纤维材料。
一、碳纤维复合材料修复技术纤维复合材料修复技术使用填平树脂对管道缺陷进行填平处理,然后配合专用粘结剂在需要补强的管道外缠绕纤维材料,形成纤维复合材料补强层。
补强层固化后,与管道形成一体,代替管道材料承载管内压力,从而达到恢复甚至超过管道设计运行压力的目的。
碳纤维材料是一种在航空航天、军工、高压管道和压力容器、建筑结构工程补强(桥梁、电站、水利工程及古建筑)等领域得到广泛应用的高新技术材料,它具有非常高的抗拉强度和弹性模量。
美国天然气研究协会(Gas Research Institute)的研究表明,纤维复合材料对压力管道的修复效果取决于复合材料的抗拉强度和弹性模量。
碳纤维材料具有优异的力学性能,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(207×103MPa)几乎完全相同,补强层与钢管具有非常好的变形协同性。
凯夫拉尔纤维复合材料
凯夫拉尔纤维复合材料
佚名
【期刊名称】《热固性树脂》
【年(卷),期】2007(22)1
【摘要】杜邦公司开始生产一种复合材料,使用凯夫拉尔(Kevlar)纤维纸浆和
人造橡胶,被称为是对橡胶制品的一个突破。
该公司指出,凯夫拉尔纤维的强度在以下产品方面提供了很大的性能改善,例如汽车、摩托车、自行车的轮胎,软管、带子密封件、束帆索、橡胶面的滚筒、泵内胆、振动膜和模塑制品。
更为特别的是,它改善了以下的一些特性,如弹性、耐磨性,而不会对橡胶的其他重要性能产生负面影响。
根据该公司的说明,在研究汽车轮胎使用了复合材料后发现,在乘坐性或控制性能方面都有很大的改进,减少了滚动阻力,降低了热量以及增加了耐久性。
增加了耐磨性具有特殊的环境意义.因为它能征长轮胎的预期寿命.
【总页数】1页(P23-23)
【关键词】纤维复合材料;凯夫拉尔纤维;轮胎使用;人造橡胶;性能改善;杜邦公司;橡
胶制品;模塑制品
【正文语种】中文
【中图分类】TQ342.94
【相关文献】
1.凯夫拉尔:保镖的"护身符" [J], 周文峰
2.南美洲首次使用凯夫拉尔纤维加固折叠PE软管修复主管 [J], Lidemberg
Antǒnio Rodrigues;胡伟;
3.聚四氟蜡和二硫化钼填充凯夫拉纤维织物复合材料的摩擦磨损性能研究 [J], 郭芳;张招柱;苏峰华;王坤;姜葳
4.杜邦将投资7000万美元扩大凯夫拉尔纤维的生产 [J],
5.碳纤维在FDM3D打印中比凯夫拉纤维和玻璃纤维更强 [J],
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海底管道内衬复合软管修复技术国内外应用现状
可以通过增加受力纤维数量和降低经线和纬线之间的编织角度来提高复合软管的承压能力[1]。
另外,为了增强复合软管的强度,可以采用斜纹组织结构。
3 内衬管修复技术的施工程序3.1 海管清管检查及干燥对海管进行清管,检查管线是否存在可能对缆绳及内衬管穿插造成不利影响的尖锐突出物。
必要时可以采用内窥镜进行全线检查。
管线清洗时采用压缩空气为介质推动专业清管器进行管道内部清洗,并进行吹扫和干燥。
3.2 缆绳穿插缆绳穿插采用清管球拖带的方式进行。
穿插之前需采用法兰将发球筒与立管连接,用软管将打压设备和发球筒连接。
将缆绳和清管球连接后,打开发球筒盲板,塞入清管球,关上盲板,开始通球。
收球筒收到清管球后,通球停止。
打开收球筒盲板,将缆绳和内衬管的拖拉接头连接。
准备内衬管的穿插。
3.3 内衬管的穿插内衬管的穿插方式一般采用U 型变形模式,穿插之前需要将管线压成U 型,压缩后的内衬管外部缠绕一层专用胶带,其作用是保持软管U 型状态,提高软管的通过性。
两个平台的作业人员协同作业,建立可靠的通讯连接。
一个平台的人员负责放管作业,沿管线路由设置人员对放管作业进行检查,防止管材受损。
另一个平台的人员负责缆绳牵引作业,在牵引过程中需监控牵引力变化,最大牵引力不得超过软管安全许用应力,防止内衬压力过大。
缆绳牵引和放管同时进行,牵引和放管速度匹配一致,以大约8~10m/min 的平稳速度完成内衬管的穿插,直到软管到达目的平台。
静置软管一段时间,以观察内衬管的回弹情况。
尤其注意的是内穿插过程中内衬管与钢丝绳连接处必须安装万能旋转拖拉头,以释放拖拉过程中钢丝绳与内衬管传递的扭矩,防止局部扭矩集中造成内衬管发生扭转。
3.4 内衬管端部接头安装将不再回弹的内衬管切断,在两端安装端部接头。
采用短接将内衬管的端部接头和原海管端面的法兰固定在一起。
3.5 内衬管的膨胀贴合将打压设备与内衬管的端部接头连接,打压,使整条管线的内衬管膨胀并与海管内壁贴合,直到压力达到1bar ,且压降符合规定的要求。
CIPP拉入内衬修复技术在大口径排水管道上的应用
② 衬 管 端部 切 口与井壁 平 齐 , 封 口不 渗 漏水 。
③ 衬管内表面不能留有塑料膜 ,脱模 干净 、 彻
底, 不得 有残 留。
④ 衬管厚度应符合设计要求 , 衬管厚度检测位
置 为 衬管 圆周 均 等 四点 , 取 其平 均值 , 衬 管 设 计 厚 度误 差允许 在 ±1 2 . 5 %。
设计要求 , 报经管委会批准 , 确定采用 C I P P 浸渍玻 璃纤维拉入法 内衬 修复技术进行 大 口径排水管 道
内衬 修 复招标 。
天津开发 区市政管理局发包 的施工 项 目必须 经过公开招标 , 要求必须是法规允许的的工艺。住
2 设计 依据和壁厚计 算
根据 A S T M F 1 2 1 6 — 0 9和 AS T M F 2 0 1 9 — 1 1 标 准
q—— 原有 旧管 道 的椭 圆度 ( %) ;
D —— 原 有 旧管道 的平均 内径 ( mm) ;
固化 现象 , 表面 不得有 裂 纹 , 表 面 不 得 有 严 重 的
褶皱。
D ——原有旧管道 的最小内径 r a m) ; D 广 原有 旧管道 的最大 内径 r am) ; N——安全系数( 推荐取值为 2 . 0 ) ; E _~ 内衬管的长期弹性模量 ( M P a ) ; K ——圆周支持率 , 推荐取值为 7 . 0 ; 泊松 比。
口 =i m x ( D一口 . 1 -) t o 或者
g - - l O 0 x ( D | 。一 , D
我们知道 , 大 口径管道非开挖修复远不是小 口 径管线非开挖修复的简单放大 ,不论是机械材料 , 还是工艺技术 , 都存在着较大的难点。而且 , 在此之 前 ,国内还没有采用 C I P P 浸渍玻璃纤维拉人法 内
凯夫拉缆摩擦阻力
凯夫拉缆摩擦阻力1. 引言凯夫拉缆是一种由高强度合成纤维制成的绳索,具有轻巧、高强度和耐磨损等特点。
在各种工程和运动领域中,凯夫拉缆广泛应用于起重、运输、登山、滑索等领域。
然而,凯夫拉缆的摩擦阻力是影响其使用性能的重要因素之一。
本文将探讨凯夫拉缆摩擦阻力的原理、影响因素以及如何减小摩擦阻力的方法。
2. 凯夫拉缆摩擦阻力原理凯夫拉缆的摩擦阻力是指在两个接触表面之间相对运动时产生的阻碍运动的力。
凯夫拉缆的摩擦阻力主要由两个方面组成:表面摩擦和内部摩擦。
2.1 表面摩擦凯夫拉缆表面的摩擦是指缆绳表面与其他物体表面之间的接触摩擦。
凯夫拉缆表面通常经过特殊处理,以提高其摩擦性能。
然而,由于表面处理不均匀或使用过程中的磨损,凯夫拉缆的表面摩擦会逐渐减小,从而增加摩擦阻力。
2.2 内部摩擦凯夫拉缆的内部摩擦是指缆绳内部纤维之间的相互摩擦。
凯夫拉缆由许多细小的纤维组成,这些纤维之间存在一定的摩擦力。
当凯夫拉缆受到外力拉伸时,内部纤维之间的摩擦会增加,从而增加摩擦阻力。
3. 凯夫拉缆摩擦阻力影响因素凯夫拉缆的摩擦阻力受到多种因素的影响,包括材料特性、表面处理、使用条件等。
3.1 材料特性凯夫拉缆的材料特性对摩擦阻力有重要影响。
一般来说,凯夫拉缆的纤维越细,摩擦阻力越小;纤维之间的摩擦系数越大,摩擦阻力越大。
此外,凯夫拉缆的弹性模量和拉伸强度也会影响摩擦阻力。
3.2 表面处理凯夫拉缆的表面处理对摩擦阻力起着重要作用。
常见的表面处理方式包括涂覆润滑剂、加工纺织工艺等。
适当的表面处理可以减小凯夫拉缆的表面粗糙度,改善纤维之间的接触情况,从而减小摩擦阻力。
3.3 使用条件凯夫拉缆的使用条件也会对摩擦阻力产生影响。
例如,使用温度的变化会影响凯夫拉缆的材料特性和表面摩擦。
此外,湿润环境和化学物质的存在也会影响凯夫拉缆的摩擦阻力。
4. 减小凯夫拉缆摩擦阻力的方法为了减小凯夫拉缆的摩擦阻力,可以采取以下方法:4.1 选择合适的表面处理根据具体应用场景选择合适的表面处理方式,如涂覆润滑剂或采用特殊纺织工艺。
快速紧急修复管道腐蚀冲刷
管道腐蚀冲刷修复技术
高分子聚合物修复技术是目前较为成熟和性价 比较高的一种维修方案。时间短、费用低、效 果好是该技术的几个主要特点。美国索雷高分 子纳米聚合物技术是由纳米无机材料、碳纳米 管增强的高性能环氧双组份复合材料。该材料 最大优点是利用特殊的纳米无机材料与环氧环 状分子的氧进行键合,提高分子间的键力,从 而大幅提高材料的综合性能,可很好的粘着于 各种金属、混凝土、玻璃、塑料、橡胶等材料。 有良好的抗高温、抗腐蚀冲刷以及耐磨损性能。
快速紧急修复管道腐蚀冲刷
管道腐蚀冲刷因素
压力管道按其用途划分为工业管道、公用管道和长输管 道。压力管道通常是工业装置的重要组成部分,广泛用于 石油化工、能源和医药等工业领域以及城市 燃气和供热 系统,在国民经济中占有重要地位。在石油化工及气体输 送管道使用中,冲刷腐蚀以及机械损伤(如划擦、打磨、 碰撞)等会使管壁产生局部减薄,其中冲刷腐蚀是主要原 因之一。 冲蚀是指材料受到小而松散的流动粒子冲击时表面出现破 坏的一类磨损现象。压力管道内的冲刷腐蚀属于流体力学 领域。其中如果考虑腐蚀的影响因素,还涉及到化学腐蚀 领域。影响因素包括材料的机械性能(硬度、强度等)以 及环境因素(攻角、压力、环境温度、粒子大小、速度 等)。
高分子纳米材料优势
ห้องสมุดไป่ตู้
时间短,费用低,效 果好; 耐腐蚀,抗气蚀,抗 冲刷; 粘结性强,抗高温、 耐磨损。
管道腐蚀冲刷修复案例
国内某大型有机硅生产企业,管道冲刷问题非常突出,尤其是在弯头、三通 等部位更为严重,新部件使用寿命一般在20天左右冲刷穿孔。管道物料为硅 粉,温度240℃左右,企业为解决该问题,管道材质全部更换为无缝耐磨厚壁 管,同时在管道外部安装前首先补焊加固一层再投入使用,在此背景下,使 用寿命只能延长至35天左右。 企业采用索雷碳化硅纤维聚合物复合材料SD7800对相关部件易泄露部位提前 实施保护。该材料是由高性能环氧树脂、碳化硅、凯夫拉纤维、纳米无机材 料等组成的高性能聚合物材料。其耐磨性能在特殊环境下的使用寿命是耐磨 双相钢的2-3倍,而且具有良好的抗化学腐蚀性能。
凯夫拉纤维增强型挠性接管管体变形检测方法及数值分析
凯夫拉纤维增强型挠性接管管体变形检测方法及数值分析范宇琦; 孙谦; 吕志强; 卜文俊【期刊名称】《《中国舰船研究》》【年(卷),期】2019(014)004【总页数】6页(P55-60)【关键词】凯夫拉纤维增强型挠性接管; 变形检测; 电阻检测; 基准阈值; 数值计算【作者】范宇琦; 孙谦; 吕志强; 卜文俊【作者单位】海军工程大学船舶振动噪声重点实验室湖北武汉430033; 海军工程大学振动与噪声研究所湖北武汉430033; 海军装备部北京100071【正文语种】中文【中图分类】TH878.2; U674.7+040 引言为了降低船舶振动噪声的传递,提高管路系统的抗冲击能力,在船舶管路系统中大量应用了凯夫拉纤维增强型挠性接管(Filament-Wound Flexible Pipe,FW-FP)[1-2]。
在挠性接管的使用过程中,管体会发生3种类型的变形:第1类是在充压状态下的变形;第2类是在外力(如剪切力、轴向力)作用下的变形,且均属于管体工作状态下的正常变形;第3类是局部异常变形,它是由于管体内部流体介质的压力变化而导致管体内部发生疲劳变形,一般发生在管体应力敏感薄弱的局部区域,当异常变形超过一定的范围后,会加速管体的破裂失效。
Deckard[3]发现,当橡胶管体发生局部异常变形时,管体会在短期内破裂失效。
如何有效识别管体的局部异常变形,同时又能排除管体正常变形所带来的信号干扰,这是对橡胶管体寿命进行实时监测需要解决的难题。
针对此问题,国内外许多学者开展了相关研究。
例如,Emilio和Chevalierrm等[4-6]提出可以通过检测嵌入管壁的导线电阻变化来判断管体内部是否磨损;Maxwell[7]研究发现,将一种3层复合结构的变形感应装置植入管体内,通过检测其电学性质的变化可以判断管体是否失效;张洪娟等[8]提出了监测金属挠性接管变形的测点布置及数学模型。
然而,对于FW-FP管体的变形检测方法研究存在2个方面的问题:一是内置传感器的布置设计要考虑到FW-FP管体的复合材料结构特性;二是针对管体不同变形状态,电阻检测原理是否适用、可靠。
管道修复的发展及应用
管道修复的发展及应用管道修复是指对管道系统中出现的损坏、老化、腐蚀等问题进行修复和维护的技术和方法。
随着工业化进程的加快和城市化进程的推进,管道系统在现代社会中扮演着重要的角色。
然而,由于管道系统长期使用和外界环境的影响,管道系统中的问题也日益突出,因此管道修复技术的发展和应用变得尤为重要。
管道修复技术的发展可以追溯到上世纪70年代,当时主要是针对石油、天然气等能源管道进行修复。
随着科技的进步和对管道系统安全性要求的提高,管道修复技术逐渐得到了广泛应用。
目前,管道修复技术已经涵盖了各种类型的管道,包括供水管道、排水管道、燃气管道、石油管道等。
管道修复技术的应用主要包括以下几个方面:1. 管道漏水修复:管道系统中的漏水问题是常见的,不仅会造成资源浪费,还会对环境造成污染。
传统的漏水修复方法通常需要对管道进行拆除和更换,不仅费时费力,而且成本高昂。
而现代的管道修复技术可以通过无损检测和修复技术,快速定位漏点并进行修复,大大节省了时间和成本。
2. 管道腐蚀修复:管道腐蚀是管道系统中常见的问题,特别是在化工、石油等行业中。
传统的腐蚀修复方法主要是通过对腐蚀部位进行切割和焊接来修复,但这种方法不仅破坏了管道的完整性,而且容易引起二次腐蚀。
现代的管道修复技术采用了防腐涂层、防腐补丁等方法,可以在不破坏管道完整性的情况下进行修复,提高了修复效果和管道的使用寿命。
3. 管道疏通修复:管道堵塞是管道系统中常见的问题,特别是在排水管道中。
传统的疏通修复方法主要是通过物理清理和化学清洗来解决,但这种方法效果有限且易造成二次堵塞。
现代的管道修复技术采用了高压水射流、管道内壁涂层等方法,可以快速清除管道内的污垢和堵塞物,恢复管道的正常通畅。
4. 管道维护修复:管道系统的维护修复是保证管道系统正常运行的重要环节。
传统的维护修复方法主要是定期巡检和维护,但这种方法效率低下且容易忽略一些潜在问题。
现代的管道修复技术采用了无损检测、远程监控等方法,可以实时监测管道系统的运行状态,及时发现和修复问题,提高了管道系统的可靠性和安全性。
凯芙拉纤维在长输管道缺陷补强中的应用
凯芙拉纤维在长输管道缺陷补强中的应用摘要:随着我国社会经济的不断发展和进步,新型复合材料在管道修复中得到了有效应用。
凯夫拉纤维材料由于具有优异材料性能和便捷的施工工艺,是应用于管道补强的理想材料。
本文针对凯夫拉纤维这一新型复合材料管道修复技术特点进行了分析。
并通过案例阐述了在长输管道缺陷点补强施工中的应用。
关键词:复合材料;缺陷补强;长输管道;应用目前针对出现机械损伤或腐蚀缺陷但尚未泄漏的长输管道,需要对缺陷或损伤进行补强修复。
长输管道修复工艺和技术主要包括补焊、换管、夹具、纤维复合材料修复等。
采用焊接方法对管道修复具有很大的危险性,由焊接引起的管道安全事故屡见不鲜;更换管的经济成本和社会成本都非常高;夹具修复方法原理是使用金属夹具包覆在缺陷管道外,恢复管道承压能力。
特点是能够在不破坏原有管道的情况下进行增强。
但夹具方法操作复杂,其造价高、现场应变能力差、弯头处难以施工的弱点十分明显;复合纤维材料修复补强技术的特点是:比强度、比模量高。
在国内得到越来越广泛的应用。
1、复合纤维材料补强简介利用纤维复合材料对压力管道修复补强是20世纪90年代以来发展起来的新技术。
该技术利用纤维材料在纤维方向上具有高强度的特性,利用粘结树脂在服役管道外包覆一个复合材料修复层,恢复含缺陷管道的服役强度。
纤维复合材料补强技术的最大优点是可以在线修复,而且不用在服役管道上进行焊接,避免了焊穿和发生氢脆、冷脆的风险性。
1.1常见的三种复合纤维补强材料现在常用的纤维复合材料主要有玻璃纤维、碳纤维和凯夫拉纤维。
碳纤维是一种纤维状碳材料。
具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。
碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得。
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,耐热性强,但缺点是性脆,耐磨性较差。
它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制成。
凯夫拉纤维也称Kevlar或芳纶,是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5~6倍;是高强度石墨的1.6倍强度;在560度的温度下,不分解,不融化。
凯夫拉纤维增强弧形体挠性接管平衡性研究
午 面 0 P 所 成 的 角 Fi . La na mo e fF — P 0Q g 3 mi d lo W AF
图 3 弧形管薄壳模 型
几何知识可得计算半径 为 :
纤维复合材料在管道修复中的应用
纤维复合材料在管道修复中的应用摘要:如何经济、高效、快捷地恢复管道并且保证管道安全运行受到了极大的关注,因此管道修复技术的研究具有十分重要的意义。
本文通过对比输水管道焊接修复,指出了纤维复合材料的应用在管道修复中的优势。
关键词:修复技术;管道;复合材料前言各种输送管道经过多年的运行,由于管道腐蚀,运营管理不善等原因,管道本体会出现一些缺陷。
在输送过程中,不可避免的会造成泄露,这将造成巨大的经济损失。
而全线更换管道不仅工程量巨大,而且耗资高工期长。
因此,管道修复引起了广泛的关注,而纤维复合材料的性能特点在管道修复中体现出了极大的优势。
1管道在役焊补1.1在役焊补施工工艺1.1.1 焊前准备①焊机的选择焊机的选择首选焊接性能要好,另外管道修复现场在户外,且流动性大,首先考虑便于搬运携带。
②焊条的选择大部分管路采用的是低合金结构钢,且泄漏的位置随机性较大,在焊条的选择上,需要考虑成本,又要保证焊接性能。
③焊前勘查用打磨机对钢管破损处四周清理干净,不得有锈蚀、氧化皮、油污等,使其露出金属光泽。
并对泄漏严重情况,泄漏处的位置,泄漏处管壁厚度等等进行判别,为制定抢修方案做准备。
1.1.2焊补工艺①锈蚀造成的点状渗漏对于个别点状渗漏采用楔补法,根据漏水部位的形状及尺寸,将一小段焊条或钢筋头的顶端打成尖状后用手锤打入漏水孔中,越紧越好,并立即用手工进行焊接。
施焊时电流要适中,过大易烧穿,会形成更大的漏洞;过小易造成夹渣或熔合不良。
施焊过程中采用划弧法引弧,焊条沿楔入的焊条头做划圈式运条,以断弧法一点一点地快速焊接,掌握好焊接温度,防止烧穿。
对于集中点状泄漏采用套管加固法,焊前勘察中,发现泄漏处周围锈蚀严重,管壁变得非常薄,容易被电弧烧穿而形成更大的漏洞时,可采用套管加固法。
先用胶布或自行车内胎一层压一层地紧缠泄露处,使其不再泄漏。
然后将能套住缠绕部位的钢管纵向割成两半,用气焊(割)炬将套管两端烧红,用手锤收口,尽量与管道紧密贴合。
凯夫拉纤维管道修复技术应用
Ab s t r a c t :
Thi s p a p er i n t r od uc es a n e w k i n d o f p i p el i n e r ep a i r t e ch ni qu e u s i ng t h e c om p o s i t e ma t er i a l ,i e.K e vl a r a r am i d f i be r .
l 施工安装
李国 民,陈小林 ,崔双 民 ,颜腊红
石 油工 程建逻
凯 夫 拉 纤 维 管 道 修 复 技 术 应 用
中国石油冀东油田公司,河北唐山 0 6 3 2 0 9
d o i : 1 0 3 9 6 9 / i i s s n 。 1 0 0 1 — 2 2 0 6 。 2 0 1 4 0 6 . 0 2 3
过涂 敷在 缺陷部位 的 高强度填 料 、 管体 上和纤 维材 料层 凯 夫拉 纤 维补 强修 复材 料 主要 由凯 夫拉 纤 维 ( 见 图 1 ) 和配套 环氧树 脂组 成。凯 夫拉纤 维具有 密 防腐蚀 、良好的 电绝缘性 等 特点 ,不会产生电磁干扰 ,易于弯折施工。
L i Gu om i n, Ch en Xi a ol i n,Cu i Shu a n gm i n, Ya n L a h on g
P e t r o Ch i n a J i d o n g Oi l f i e l d Co . ,T a n g s h a n 0 6 3 2 0 9, C h i n a
拉纤 维补强修 复技术 ,该技术 具有无需焊接 、安全 方便
等特点 ,特别适用于不停输维修 的危险区域。
抢险和 临时性维修 ,而修复及 更换 管段则属 管道 的永久 J 性修复 ,国内也称为管道大修… 。 复 合材 料 修复 是 指借 助 于 复合 材 料修 复 层 自 身 的 高强 度和 高模量 ,将 作 用在管 道损伤 部位 上 的应 力 , 通
浅析国外管道维修补强技术(最新技术)
浅析国外管道维修补强技术我国现有铺设管道近5万km,在使用管道不可避免的会因为腐蚀、疲劳和机械损伤等形式造成管道缺陷,降低管道最大安全操作压力和可靠性。
如何保证这些管道的完整性并使其安全运行,是油、气、化等工业面临的一个重大课题。
国内外的大量实践应用证明,对管道进行检测-评估-维修补强是保证管道完整性的一个有效的作业链条。
检测是利用内检测或外检测技术检测防腐层和管体的缺陷和损伤;评估是利用弹塑性力学、断裂力学和损伤力学的模型、方法和软件评价含缺陷管道的剩余强度,并结合缺陷长大动力学规律,预测含缺陷管道的剩余寿命;补强是利用各种方法针对管道缺陷进行修复和补强,使其恢复管道的安全运行压力。
迄今国内外用于管道维修补强的方法大致可以归结为焊接类型、夹具类型和纤维复合材料类型三大类,尽管这些方法各有优点,但总的来说,纤维复合材料补强技术是综合性能最优,是目前最有应用前景的维修补强技术。
一、管道检测技术1、管道内检测技术是一种微型移动机器人,可以在水平和垂直管道中进行作业。
该机器人专门用于专业检测,带有旋转的高清摄像机。
能够完全耐受工业环境,其性能不受油、灰尘和水的影响。
易于控制,无需专门培训即可操作。
整个系统是防水耐冲击的。
2、管道外检测技术渗漏检漏仪紧凑和轻质主处理器单元重量小于7lb,轻质,可以每天随身携带。
设计坚固,以及具有防风雨的性能主处理器单元和信号传送器可以在暴风雨环境中、零度以下温度以及阳光直射下进行操作数小时。
高灵敏度传感器的标准新型的传感器是非常灵敏的、尺寸较小,并且可以完全支持浸没式。
非内置可充电性电池标准电池或可充电的D电池,可以维持整天的工作设置简单,运行方便从目录菜单中简单的选择管道材质、直径和长度,其自动化功能可操作剩余的部分。
二、管道评估技术采用修改版和有效面积等规定对缺陷处进行评定·计算和展示评估图形与压力·对比实地测量与在线测量的数据·创建文件保存记录·创建实际显示值的相应电子数据·河底轮廓鉴定·3 秒扫描周期——数据即时可用整合涡流阵列包含一个柔性垫层,上面带有二维阵列传感器。
凯夫拉加固电缆系统
凯夫拉加固电缆系统在现代社会中,电缆系统是供电和传输信息的重要基础设施之一。
然而,电缆系统经常面临着各种外部挑战,如自然灾害、机械损坏和人为破坏等问题。
为了提高电缆系统的可靠性和安全性,凯夫拉技术的应用为电缆系统的加固提供了一种创新解决方案。
凯夫拉是一种由高强度合成纤维构成的材料,具有轻质、高强度和耐腐蚀的特点。
通过将凯夫拉材料与电缆结构相结合,可以有效地增强电缆系统的抗拉强度和抗扭转性能,提高系统的稳定性和可靠性。
凯夫拉材料的使用还可以减轻电缆系统的重量,减少对支撑结构的负荷,延长电缆的使用寿命。
在实际应用中,凯夫拉加固电缆系统主要分为以下几个步骤:首先,对电缆系统进行全面的检测和评估,了解系统存在的问题和隐患;其次,设计合理的加固方案,选择适当的凯夫拉材料和加固技术;然后,对电缆系统进行逐步加固,确保每一个环节都经过严格的监控和测试;最后,进行系统的整体验收和运行测试,验证加固效果并确保系统的安全运行。
凯夫拉加固电缆系统的优点在于:一是提高了系统的安全性和可靠性,减少了系统的故障率和维护成本;二是延长了电缆系统的使用寿命,减少了系统的更换频率和维修周期;三是减轻了支撑结构的负荷,降低了系统的整体成本和运营风险。
需要注意的是,在进行凯夫拉加固电缆系统时,应严格按照相关标准和规范进行设计和施工,确保加固效果符合要求,并避免出现安全隐患。
此外,定期对加固后的电缆系统进行检测和维护是十分必要的,及时发现和解决问题,确保系统的长期稳定运行。
综上所述,凯夫拉加固电缆系统是一种创新的技术解决方案,可以有效提高电缆系统的安全性、可靠性和持久性,为现代社会的供电和通讯提供了重要保障。
通过科学合理的设计和施工,凯夫拉技术必将在电缆系统加固领域发挥越来越重要的作用,推动电力和通讯行业的不断发展和进步。
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凯夫拉纤维管道修复技术应用李国民,陈小林,崔双民,颜腊红中国石油冀东油田公司,河北唐山 063209doi:10.3969/j.issn.1001-2206.2014.06.023摘要:介绍了一种新型复合材料管道修复技术即凯夫拉纤维补强修复技术。
文章从产品介绍、材料性能、施工步骤、注意事项及成功应用的实际案例等,对该补强修复技术进行了总结分析,指出该技术具有使用简单,可以永久修复管道内外腐蚀缺陷、裂纹、机械损伤,可以在不影响管道正常输送的情况下完成管道维抢修施工等优点。
关键词:复合材料;凯夫拉纤维;管道;修复Appliaction of Kevlar Aramid Fiber in Pipeelipanire RLi Guomi,nChen Xiaoli,nCui Shuangmi,nYan LahongPetroChinJai dong Oilfield Co,.Tangshan 063209,ChinaAbstract:This paper introduceas ne w kindo f pipeline repair techniqueutsihen gc omposite mate,riai.le. Kevlar aramifidbe r. It summarizes and analyzes this pipeline reinforcemenant d repair technique in aspects of product de scription, material performanc,e construction procedu,rmaetters for attention and successful application cas es, andindicates the advantages of the material such as easy applicatio,n permanent rep air of internal and external corrosion decftes, cracks and mechanical damageansd implementintgh e repair without affecting normapipel line operation.Keywords:composite mate;rial Kevlar aramid fi;be rpipeline; repair越来越受到石化行业的重视,通过管道完整性检测评价发现管道本体缺陷后,应采取合适的修复方法进行修复,以确保管道效能处于良好受控状态。
本文主要介绍凯夫管道修复技术在国外一般被称为 3R 技术 (Repair、拉纤维补强修复技术,该技术具有无需焊接、安全方便 Rehabilitatio、nReplac,e修补、修复及更换管段技术)。
等特点,特别适用于不停输维修的危险区域。
修补多指管道日常的维护、维修以及泄漏事故发生时的抢险和临时性维修,而修复及更换管段则属管道的永久 [1]性修复,国内也称为管道大修。
复合材料修复是指借助于复合材料修复层自身的凯夫拉纤维补强修复材料主要由凯夫拉纤维 ( 见图 1) 和配套环氧树脂组成。
凯夫拉纤维具有密度低、高强度和高模量,将作用在管道损伤部位上的应力,通过涂敷在缺陷部位的高强度填料、管体上和纤维材料层强度高、韧性好、耐高温、防腐蚀、良好的电绝缘性等间的强力胶,均匀地传递到修复层自身上的一种修复方特点,不会产生电磁干扰,易于弯折施工。
[2]法。
配套树脂根据需要可分为常温 / 高温、陆上应用 /油气管道作为石油生产的重要设施,其完整性管理水下应用、外腐蚀应用 / 内腐蚀应用等类型。
84 2014年 12 月李国民等:凯夫拉纤维管道修复技术应用施工安装复。
粗糙的焊缝和尖锐凸起均应打磨平滑,腐蚀坑内残留的旧涂层或腐蚀产物应彻底清理。
(2) 应对需要修复的管体表面及其两端 100 mm范围内的防腐层进行粗糙度处理,并达到 Sa2.5 级。
应尽量使用手持式粗糙度处理工具,以减少对管道本体的振动,避免再次泄漏。
2.2.4 使用填充剂修复不规则表面(1) 将缺陷填充剂 A 和 B 按要求配比准确称量,图 1 KEVLA誖R49 纤维两者混合均匀后应立即使用。
带 (2) 缺陷填充剂应全部覆盖不规则部位,保证填实有缝隙的部位,并使需修复部位规则平滑,边缘凸出[2]2.1 管体修复作业流程 (见图2) 部分要做出坡度,见图 3。
缺陷评价修复方案制订修复材料准备现场开挖缺陷修复缺陷定位基材表面处理清除防腐层现场检测修复层防腐回填定期开挖检查图 2 管体缺陷修复作业流程2.2 凯夫拉纤维补强修复技术施工步骤图 3 缺陷正确填充方法示意(3) 待缺陷填充剂完全固化后,使用肥皂液检测 2.2.1 数据收集、方案设计及现场验证是否有气泡产生,如有气泡产生,则继续使用缺陷填充剂对产生气泡的部位进行再次填充,并用力按压有气泡处,直至再次固化后无气泡产生。
依据 ISO 24817国际标准,在复合纤维补强前应进2.2.5 调配、涂抹补强树脂行数据采集、方案设计和现场验证。
(1) 需采集的数据:管道外径、管道壁厚、钢种等级、管道运行压力、管道设计压力、运行温度、防腐层(1) 按标签上的配比要求准确称量树脂,充分搅类型、管道位置、缺陷位置、缺陷类型、缺陷长度、缺拌后应立即使用。
当环境温度低于 10 ? 时可将树脂桶陷宽度、缺陷深度、泄漏直径、流体类型、管道运行年[3]浸泡在热水中加热,以便于均匀搅拌。
限、拟使用年限及其他信息。
(2) 根据现场实际需要配制适量的树脂,配制好 (2) 方案设计:堵漏方案和凯夫拉纤维补强方案。
的树脂应当在 0.5 h 内用完,施工作业应在树脂未固化 2.2.2 处理漏点及清理防腐层前完成。
(3) 配制好的树脂应用毛刷均匀用力涂抹于管道 (1) 确保泄漏点被完全封堵,使用肥皂液或检测表面和打磨后的防腐层表面,不得漏涂。
仪器进行全面检查,如仍有泄漏则不能进行补强施工。
2.2.6 缠绕凯夫拉纤维 (2) 采用钢带、捆扎带堵漏的表面应当尽量规则,多余的钢带、胶垫要清理掉。
(3) 封堵完成后,按照设计要求剥离泄漏中心 (1) 应根据设计方案中的各项设计参数进行操作。
(2) 将调配好的树脂均匀涂抹于凯夫拉补强带上。
点两端规定距离内的防腐层,应使需修复的管体完(3) 缠绕方法见图 4。
全裸露。
2.2.3 管道表面粗糙度处理 (4) 用力拉紧凯夫拉补强带,直到补强带表面有树脂被挤出为止。
(5) 缠绕每一层的第一圈和最后一圈时应当径向 (1) 管道表面存在的任何缺陷包括焊渣、不合要缠绕一周,中间部分按照 50% 搭接宽度进行缠绕。
求的外接物、焊缝缺陷(错边、未融合、噘嘴等)、腐(6) 当前一条补强带中断需要续接时,后一条补蚀损伤、机械损伤、变形等,均应按要求进行处理或修第 40 卷第 6 期 85施工安装图 4 涂抹树脂缠绕凯夫拉纤维带强带应当覆盖前一条补强带的半圈。
(7) 缠绕至弯头部位时,应当对准弯头的圆心点图 6 弯头泄漏补强修复施力,见图 5。
补强技术进行永久修复。
(4) 管道变形修复。
某管道公司 3PE 管道发生变形,采用凯夫拉纤维带进行修复,共修复 32 处。
综上所述,凯夫拉纤管道修复技术具有以下特点: 图 5 弯头缠绕凯夫拉纤维带(1) 使用简单。
不需要复杂的安装工具及设备,与 2.2.7 树脂固化后的硬度检查管卡式产品相比更为轻便灵活。
(2) 适用广泛。
可以永久修复管道内外腐蚀缺陷、 (1) 创造干燥的作业及固化环境,遇下雨天气应裂纹、机械损伤、焊缝缺陷、材质缺陷,对于弯头、三当搭建雨棚。
通、管道焊接部位的不平整表面,同样可以修复。
(2) 待 72 h 固化后检验补强层的硬度,应当达到(3) 技术先进。
修复前采用专业的计算机软件进邵氏硬度 72 以上。
行分析,保证修复管道的可靠性。
(4) 凯夫拉纤维补强技术可以在不影响管道正常输送的情况下,更加安全地完成管道维抢修施工。
(1) 管道泄漏补强修复。
2013 年 2 月冀东油田柳北转油站管道穿孔渗漏,经开挖确认是柳北转油站三相分离器 D 377 mm 进液汇管弯头处发生渗漏,渗漏点处[1] 王玉梅,刘艳双,张延萍,等. 国外油气管道修复技术[J]. 油气两年前曾因穿孔打过不锈钢卡带,初步判定是由于内部储腐蚀导致管道锈蚀加重,造成原管卡密封不严而出现渗运,2005,24 (12):13-16.漏。
管道实施了不停产修复,其修复效果见图 6。
[2] Q/SY 1592-2013,油气管道管体修复技术规范[S].(2) 螺旋焊缝补强修复。
中石油某油田 D [3] 377m m ISO/TS 24817-2006,石油、石化和天然气工业 - 用于管道工程的复合材料修理 - 质量鉴定和设计、安装、测试和检查[S]. × 6.4 mm输油管道螺旋焊缝处发生外腐蚀,腐蚀面积为1 425 mm× 220 mm,腐蚀深度 2.24 mm,经过研究分作者简 : 析,最终采用凯夫拉纤维补强技术进行永久修复。
介李国民 (1982-),男,辽宁北票人,工程师,2005 年毕业于长江大 (3) 环焊缝或本体裂缝修复。
某油田在检查中发学材料成型及控制工程专业,现从事油田地面工程建设工作。
# 现气举橇处 (气举汇管至 5计量间) 管道的弯头 (规格 D 114 mm × 8 mm ,介质为天然气,压力 11/ 收稿日期:2014-06-1416 MPa,温度 40/45 ?) 存在裂纹,选用凯夫拉纤维86 2014年 12 月。