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管道、隧道修複防腐補強新技術
 

流體物質輸送管道在服役過程中,由於環境介質的侵蝕或者機械損傷等綜合原因,往往會造成管道外壁許多缺陷的產生,如果不及時修複補強這些缺陷,很可能會次生嚴重的安全災害。


對於金屬管道的修複補強,通常采用現場焊接補疤、套袖或區段割除重新焊接新管段的方法。這種修複補強方法存在的一些問題:① 焊接造成輸送管修補的管段的韌脆性轉變溫度升高,降低管道運行的安全性;② 焊接過程中易產生氫脆、殘餘應力等問題;③ 對焊接操作人員技術水平要求高,焊接後需進行必要的現場探傷;④ 輸送管道在修補期間有時需要停止運行,管內油氣需要排空;等等。因此,隧道、管道修複防腐補強新技術——纖維複合材料管道修複防腐補強技術便應運而生。

 

  

    纖維複合材料管道修複防腐補強工作機理:

纖維複合材料管道修複防腐補強技術就是將複合修複材料纏繞在存在缺陷的管道外表麵,與強力膠和填料一起構成複合修複層,達到對管道缺陷部位的修複防腐補強。

纖維複合材料管道修複防腐補強體係主要包括三部分材料:

⑴ 粘結強度高、易於塗刮的JGN806改性環氧樹脂修補膠

⑵ 固化速度快、性能高的JGN802改性環氧樹脂碳纖維膠。

SIN0碳纖維複合材料。

  

1、JGN806改性環氧樹脂修補膠

1.1 簡介:又稱結構加固找平膠,係AB雙組份改性環氧樹脂類膠粘劑。

1.2 應用範圍:高強混凝土表麵缺陷、坑洞修補;碳纖維加固或粘鋼加固中混凝土粘貼麵找平施工;橋梁等混凝土表麵防腐施工(防碳化、防水、防腐蝕);混凝土表麵裝飾防護;混凝土表麵裂縫封閉。

 

良好的可塗刮性和抗流掛性                        缺陷修補、表麵防護 

1.3 施工方法:

⑴ 按推薦的配膠比例稱聚AB組分於潔淨幹燥容器中,攪拌至色澤均勻一致即可。當每次配膠量較少時,可用油灰刀在木板、玻璃等平板上人工拌和;當每次配膠量較大時,建議采用攪拌機械拌和,並確保容器邊緣、底部完全攪拌均勻。

⑵ 每次配膠量不宜過大,以能完全攪拌均勻並在可操作時間內用完為準。隨著溫度升高、配膠量加大,可操作時間會相應縮短。

⑶ 環氧樹脂修補膠可在潮濕環氧施工,但在幹燥環境下,其粘結性能更為優異。施工前應清除混凝土表麵水膜,並盡可能保證粘結麵幹燥。

⑷ 當環氧樹脂修補膠用於混凝土表麵防護(防碳化、防腐蝕等)時,應在施工前打磨去除混凝土表麵浮漿、砂粒、疏鬆,直到粘結麵露出粗骨料;同時確保混凝土表麵清潔,不得有油汙、粉塵等汙垢、雜質,用油灰刀均勻往複塗刮至2-5mm厚。

 

 

⑸ 當環氧樹脂修補膠用於缺陷修補或加固找平時,應先清除疏鬆混凝土,再按上述方法進去表麵處理後塗抹至所需厚度。在已調配好的一年樹脂修補膠膏體中外加少量配製好的碳纖維粘貼底膠膠液,可達到一定的稀釋效果。

⑹ 當環氧樹脂修補膠用於封閉混凝土表麵裂縫時,建議先沿裂縫用切割機擴縫後再進行封閉處理。

⑺ 環氧樹脂修補膠也可在灌注粘貼鋼板或裂縫注膠修補時,用於封閉周邊縫隙及粘貼注膠嘴。

⑻ 環氧樹脂修補膠固化速度較快,25℃時12-24h即可超過混凝土本體強度。

1.4 技術指標

性能

試驗項目

試驗條件

技術要求

試驗結果

外觀

A組分

-

白色膏狀體,色澤均勻無雜質

B組分

-

黑色膏狀體,色澤均勻無雜質

A+B

-

混凝土灰色,觸變性膏體

垂流度,mm

適用溫度下

2.0

-

可操作時間,min

適用溫度下

35

40~120

密度,g/cm3

A+B

-

1.7

抗拉強度,MPa

23±2℃,7d

30

40

受拉彈性模量,GMPa

23±2℃,7d

3.2

6.5

伸長率,%

23±2℃,7d

1.2

1.6

抗彎強度,MPa

23±2℃,7d

45

60

抗壓強度,MPa

23±2℃,7d

65

95

 

-鋼拉伸抗剪強度,MPa

23±2℃,7d

15

19

-砼正拉粘結強度,MPa

23±2℃,7d

2.5且為混凝土

內聚破壞

4.2且為混凝土

內聚破壞

不揮發物含量(固含量),%

105±2

99

99

2. JGN802改性環氧樹脂碳纖維膠

2.1 簡介:JGN802係列碳纖維膠係甲乙雙組分改性環氧類膠粘劑,是粘貼碳纖維片材的專用膠,廣泛應用於結構加固。

2.2 產品特點:

l  底膠具有粘度低、滲透力強,能很好滲入混凝土表麵孔隙,與混凝土結合力強。

l  修補膠具有粘度適中,觸變性好,不流淌,便於塗刮、強度高。

 

 

 

l  浸漬膠具有良好的浸潤性和滲透性,與碳纖維片材形成符合材料具有極強的力學性能和優良的耐久性能。該膠還具有較好的觸變性能和良好的懸掛度,使得垂直麵施工時流淌性較小。

l  固化後的膠層物理機械性能和強韌性能優異。

l  抗老化、耐介質(酸、堿、水)性能好。

l  能在室溫固化、不含揮發性溶劑、無毒環保粘結強度高。

l  配膠比例較寬,不同環境溫度可適量調整使用方便、便於現場操作。

2.3 應用範圍:

l  用於加固構件表麵底層塗抹。

l  用於加固構件表麵缺陷的修補、找平。

l  用於加固構件表麵碳纖維、玻璃纖維及其它纖維類片材的浸漬粘貼。

2.4 性能指標:

性能項目

性能要求

膠體性能

抗拉強度(MPa

38

受拉彈性模量(MPa

2.4×103

伸長率(%)

1.5

抗彎強度(MPa

50

且不得呈破裂狀破壞

抗壓強度(MPa

70

粘結能力

鋼對鋼拉伸抗剪強度標準值(MPa

14

鋼對鋼粘結抗拉強度(MPa

40

鋼對鋼T衝擊剝離長度(mm

20

鋼對C45混凝土的正拉粘結強度(MPa

2.5,且為混凝土內聚破壞

不揮發物含量(固體含量)(%)

99

3. sino碳纖維複合材料

檢驗項目

鑒定合格指標

單向織物

條形版

高強Ⅰ級

高強Ⅱ級

高強Ⅲ級

高強Ⅰ級

高強Ⅱ級

抗拉強度,MPa

標準值

3400

3000

-

2400

2000

平均值

-

-

3000

-

-

受拉彈性模量,MPa

2.3×105

2.0×105

2.0×105

1.6×105

1.4×105

伸長率,%

1.6

1.5

1.3

1.6

1.4

彎曲強度,MPa

700

600

500

-

-

纖維複合蝦料與基材

正拉粘結強度,MPa

與混凝土和砌體基材:2.5,且為基材內聚破壞

對鋼基材:3.5,且不得為粘附破壞

單位麵積質量,

g/m2

人工黏貼

300

-

真空灌注

450

-

纖維體積含量,%

-

65

55

修複完成後,缺陷部位管道承擔的部分應力就會傳遞到複合修複層,複合材料修複技術利用增強纖維和基體樹脂在管道外形成複合材料補強層,分擔管道承受的載荷,限製管道缺陷處由內壓引起的徑向膨脹和環向拉伸應力,從而達到對缺陷補強的目的,恢複管道的正常承壓能力。本技術同樣適用於混凝土基材、木材、工程塑料等薄壁構件的修複防腐補強。

    纖維複合材料管道修複防腐補強的施工流程:

    施工前準備→基層表麵清理補強區域劃線缺陷修補打磨平整底膠塗刷單向纖維布包覆補強層端麵填平包覆固化→驗收

    纖維複合片材的管道類修複案例

    廣西某機場某地下排水管道出現裂縫,現對裂縫修補後,采用SINO碳纖維複合材料進行管壁內部的結構補強。

 

 

    本工程之所以選擇中德新亞SIN0碳纖維布,是由於中德新亞SINO碳纖維布具有質量輕,強度高,結合具有獨立專利技術知識產權的固化速度快、性能高的JGN802改性環氧樹脂碳纖維膠,施工完成之後能與原結構形成一個整體,起到良好的結構補強效果,有效控製管道內部的裂縫進一步發展,安全可靠,用戶放心!

    纖維複合材料管道修複防腐補強的發展趨勢:

    眾所周知,纖維複合材料管道修複防腐補強鋼質管道結構是二十世紀九十年代發展起來的一種結構修複補強技術,該項技術在國際上深受重視,已廣泛用於化工廠、民用建築、橋梁等特種結構,並彌補了傳統修複技術的不足,成為鋼質管道結構修複補強的發展趨勢。隨著複合材料補強技術的不斷應用,這一技術已逐漸趨於成熟,其應用領域必將進一步擴大!

 
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