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碳纖維布在管道加固中的應用

發布日期:2020-04-01 09:53:54 瀏覽量:209

一、引言加固維修管道常規的方案有換管、焊接、夾具補強等。但換管的工程量較大,既耗時,費用又大。在處理天然氣、石油、化工溶劑等易燃易爆物品時,因為焊接會產生火花,所以比較危險。焊接補強施工工藝要求比較嚴格,且焊接材料與管道材質的吻合度也決定了補強的效果好壞。該方法優點是費用較低。但其缺點是 : 焊穿的危險性大;管道與補強鋼材間的傳力均勻和性能匹配問題;易產生氫脆和冷脆。夾具補強主要是通過機械夾具來彌補管材缺失的強度缺陷,從而達到恢復其強度的目的,該辦法的優點是不在運行管道上直接進行焊接,避免了焊穿和氫脆、冷脆的風險;但費用較高且補強壽命難以持久。 二、碳纖維布介紹碳纖維布強度高,密度小,厚度薄,基本不增加加固構件自重及截面尺寸。適用面廣,廣泛適用于建筑物橋梁隧道等各種結構類型、結構形狀的加固修復和抗震加固及節點的結構加固。碳纖維布施工便捷,無需大型機具設備,沒有濕作業,無需動火,無需現場固定設施,施工占用場地少,施工工效高。碳纖維布具有高耐久性,由于不會生銹,非常適合高酸、堿、鹽及大氣腐蝕環境中使用。碳纖維布具有高強度、質輕、耐腐蝕等特點,是加固混凝土受彎構件理想的材料,可以應用于橋梁工程及一些結構工程中。三、施工方法及注意事項(一)施工方法1、粘貼面應鑿除苔蘚油垢、污物,然后用角磨機打磨除去銹蝕、疏松的表皮,直至露出堅實的表面;2、根據圖紙要求把所需粘貼的碳布按尺寸裁好,再把碳布按碳絲走向裹成小卷備用;3、按樹脂的配比要求進行調配,以不超過300轉的低速攪拌,直至色澤、形態完全均勻為止,在攪拌過程中確保所有部位接觸到,以便得到較佳混合效果;4、用毛刷或滾筒將浸漬膠涂抹需貼碳纖維布的粘貼面上;5、將裁剪好的碳纖維布環向滿貼于涂膠面,碳纖維布要平直、延展。再用刮板反復刮刷碳纖維表面,確保浸漬膠浸透到混凝土與碳纖維布中并脫泡;后在布的外表面刮涂一層浸漬膠,反復刮壓使之充分浸透到碳纖維布的纖維中,促使碳纖維布平直、延展、無氣泡,浸漬膠充分滲透,環向圍束的碳纖維層數不少于兩層,首條圍束完成后,再依次粘貼下條圍束;6、后用3~6mm的沙石(石英砂)灑在涂有膠的施工面上,確保防護層的粘結性;7、等浸漬膠固化后在其表面涂抹水泥砂漿或其它防護材料以做防護之用。(二)注意事項1、嚴格控制浸漬膠一次的混合量,根據現場的施工條件預估調膠量,以免造成不必要的浪費;2、環向圍束的碳纖維布不少于兩層,各環向圍束之間的搭接寬度不小于50mm,碳布環向截斷點的延伸長度不小于200mm,且各條帶搭接位置應相互錯開。四、碳纖維布加固優勢碳纖維布用于管道加固修復的優點如下:1、免焊不動火,可在帶壓運行狀態下修復;2、施工簡便快捷,操作時間短;3、碳纖維彈性模量與鋼的彈性模量十分接近,有利于復合材料盡可能多的承載管道壓力,降低含缺陷管道的應力水平,限制管道的膨脹變形;4、碳纖維的抗拉強度高,用于管道修復具有極高的安全性;并且碳纖維復合材料的抗蠕變性能優異,其強度隨著服役時間增加基本保持不變;5、碳纖維復合材料補強層厚度小,方便后續的防腐處理;6、碳纖維補強纏繞、鋪設方式靈活。可對環焊縫和螺旋焊縫缺陷(包括高焊縫余高和嚴重錯邊)補強;還可對彎管、三通、大小頭等不規則管件修復;7、可以用于腐蝕、機械損傷和裂紋等缺陷修復補強,也可用于整個管段的提壓增強處理,應用范圍廣。




五、總結隨著纖維增強技術的發展,其應用管道補強和修復,也越來越廣泛。纖維復合材料類型補強是利用纖維材料的高強度 , 結合粘結樹脂在服役的腐蝕或受損管道外包覆一個復合材料修復管道層 ,來恢復含缺陷管道的服役強度,在不影響生產的情況下對受損管體進行強度修復,具有免焊不動火、不停輸、在線、快速修復、操作安全、施工人員少、無須大型設備、費用低等優點,適用于各種缺陷,是管道補強修復的主流方向。不僅如此,復合材料類型的補強還可用于無缺陷管道的提壓增強。由于這類補強方式不用在服役管道上進行焊接,避免了焊穿和發生氫脆、冷脆的風險性。纖維復合材料主要有玻璃纖維復合材料、碳纖維復合材料和芳綸纖維復合材料三種補。而碳纖維復合材料因為強度、模量高,密度小,耐腐蝕性能好,得到了較為廣泛的應用。



文章來源: 永年加固公司
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