用于不銹鋼管道修復的內襯管及修復工藝的制作方法及注意事項

博主:adminadmin 2022-11-12 11:12:01 條評論
摘要:本發明涉及不銹鋼管道技術領域,具體涉及一種用于不銹鋼管道修復的內襯管及修復工藝。背景技術:近些年,隨著國家開發西部的工作的開展,國內管道建設也迎來了高峰期,從2001年西氣東輸工程的開始,國內管道的安裝建設就開始向國際水平...

  用于不銹鋼管道修復的內襯管及修復工藝的制作方法及注意事項

  本發明涉及不銹鋼管道技術領域,具體涉及一種用于不銹鋼管道修復的內襯管及修復工藝。

  背景技術:

  近些年,隨著國家開發西部的工作的開展,國內管道建設也迎來了高峰期,從2001年西氣東輸工程的開始,國內管道的安裝建設就開始向國際水平靠攏,具有大口徑、高強度、高壓力的方向發展。

  不銹鋼鋼管是一種中空的長條圓形鋼材,主要廣泛用于石油、化工、醫療、食品、輕工、機械儀表等工業輸送管道以及機械結構部件等。另外,在折彎、抗扭強度相同時,重量較輕,所以也廣泛用于制造機械零件和工程結構。

  在城市或工業管道系統中,一些老舊管線由于接近設計年限、地質沉降、地面建筑、地表植物等原因,已經出現了老化和滲漏,如果采用整體開挖更換修復,將會遇到很多不可預知的困難,如管線上的地面建筑、封閉道路影響交通、其他交叉管線的沖突、工期長成本高等,現在國際領先的方法就是各種非開挖修復技術,具有施工周期短、臨時占地面積小、安全可靠、不阻礙交通及周圍環境等顯著特點。

  管道的非開挖翻襯技術是指在不開挖地表的條件下,采用紡織纖維材料制成內襯材料,對其外表面涂覆防滲膜,對其內表面浸漬粘結樹脂;然后采用翻轉法利用氣壓或水壓使內襯材料以“管中管”的形式襯于管道內壁并粘結其上,在一定壓力下,樹脂常溫或加熱條件下固化后,形成內壁光滑的管狀紡織復合材料,從而完成對受損管道的保護與修復。

  復合材料修復技術相較于傳統方法,具有獨特的、不可替代的優勢:1)修復期間不影響管道的運輸,可持續生產;2)節約成本可達40-50%;3)修復后不影響管道的運輸能力;3)易于安裝,操作簡單,不需要專門設備;5)安裝快捷,一般不超過2h;6)適應環境能力強。

  當下,為了適應不同環境下的管道應用,管道內襯必不可少,一般不銹鋼管都會設置內襯,如何保證內襯層與管道本體間的優良結合以及修復后管道的力學性能要求是該技術的關鍵問題。

  技術實現要素:

  針對上述存在的問題,本發明提出了一種用于不銹鋼管道修復的內襯管及修復工藝,通過合理的層間設計和原料選取,制得的內襯管物化性質顯著提高,性能穩定,層間過渡連接性強,與管道間的結合效果好,修復管道性能合格率達100%,且有效使用壽命相較于原管道提高了2.6倍以上,值得推廣應用。

  為了實現上述的目的,本發明采用以下的技術方案:

  一種用于不銹鋼管道修復的內襯管,該內襯管包括由內致外依次設置的內無紡布層、復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層、外無紡布層,各層間設有粘結層連接,其中,

  復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層厚度之和占比為內襯管厚度的40-60%,兩者間厚度比為1:0.4-0.6;

  內無紡布層采用滌綸/丙綸長絲土工布,600-700克重;滌綸、丙綸按1:1混紡;

  外無紡布層采用聚酯紡粘短絲土工布,800-850克重;

  單層粘結層厚度為0.1-0.2mm。

  作為本發明的進一步優化,內無紡布層內還設有內防護膜層,內防護膜層采用環氧樹脂密封膠,內防護膜層厚度為0.2-0.3mm。環氧密封膠由市場采購常規產品即可,本發明選用深圳市誠信康膠粘劑有限公司或東莞市聚力膠粘制品有限公司產品。

  作為本發明的進一步優化,復合纖維氈層采用玻璃纖維/碳纖維復合材料;蜂窩型樹脂層采用聚氨酯改性環氧丙烯酸酯,粘結層采用環氧丙烯酸酯樹脂/abs改性復合材料。

  作為本發明的進一步優化,復合纖維氈層包括單向碳纖維布、單向玻璃纖維布、單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布(碳纖維與玻璃纖維質量含量比為1:0.7,由于碳纖維、玻璃纖維兩者物性不同,收縮膨脹差異較大,為保證層間的優異結合,該質量比為最優選,有效保證了兩種材料結合的順利過渡承接,剛性、柔韌性均有效提高),三種類型布料通過浸漬膠鋪層疊設連接;

  具體的,單向碳纖維布設有兩層,分別設于上、下兩個外側層,單向玻璃纖維布與單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布交替設于上、下兩個單向碳纖維布之間,且單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布與單向碳纖維布之間相觸,單向玻璃纖維布與單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布鋪設層數之和為3層或5層。

  作為本發明的進一步優化,蜂窩型樹脂層制備方法為,取適量雙酚f環氧丙烯酸酯預聚物與聚氨酯預聚體,攪拌條件下向其中加入填充劑,60℃超聲處理15min(25-28khz),然后再向其中加入稀釋劑、引發劑、催化劑和促進劑,70-90℃加熱反應1-3h,以熱膠凝狀態導入相應的蜂窩型模腔內,固化成型,成型后的蜂窩型樹脂層孔隙率為55-62%。

  作為本發明的進一步優化,蜂窩型樹脂層中填充劑為納米級滑石粉,稀釋劑為質量比1:0.5的mma、gma組合物,引發劑為質量比1:0-1的過氧化二苯甲酰、安息香甲醚,催化劑為四甲基氯化銨,促進劑為環烷酸鈷;蜂窩型樹脂層中各原料質量百分含量為雙酚f環氧丙烯酸酯預聚物16-22%、聚氨酯預聚體15-25%、填充劑2-7%、引發劑0.5-2%、催化劑0.5-1%、促進劑0.5-2%、稀釋劑余量。

  作為本發明的進一步優化,粘結層制備方法為,取適量環氧丙烯酸酯樹脂和abs樹脂,向其中添加適量填充劑、偶聯劑、活性稀釋劑、引發劑、促進劑,混合均勻后,固化,破碎呈顆粒狀,顆粒粒徑為0.5-3mm。使用時,將顆粒狀材料熱熔噴射涂覆。

  作為本發明的進一步優化,填充劑為中空玻璃微球,偶聯劑為kh-550,活性稀釋劑為1,6-己二醇二丙烯酸酯,引發劑為含55wt%過氧化二苯甲酰的鄰苯二甲酸二辛酯混合物,促進劑為環烷酸鈷;粘結層中各原料質量百分含量為環氧丙烯酸酯樹脂20-27%、abs樹脂8-15%、填充劑2.5-4%、偶聯劑2-5%、引發劑0.5-2%、促進劑0.5-2%、稀釋劑余量。

  一種基于柔性內襯管的不銹鋼管道修復工藝,該柔性內襯管采用權利要求3-7任一項所述的用于不銹鋼管道修復的內襯管。

  一種基于柔性內襯管的不銹鋼管道修復工藝,修復工藝步驟如下:

  1)取內無紡布層、復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層、外無紡布層、粘結層原料,將內無紡布層、復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層、外無紡布層依次疊設,且層間放置粘結層原料,熱壓成型得片材;

  2)將片材一面涂覆防護膜層,干燥后,將片材卷設縫邊呈管狀,即為內襯管坯管,內襯管坯管縫合區域寬度為管體內徑的10-20%,且防護膜層處于管體內壁側;

  3)對待修復的不銹管管道定位開挖,切割拆除部分原管道,并進行清洗和表面處理,保證管道切口、內外壁平滑無雜質;

  4)將內襯管坯管插入原管道內,兩端密封,利用水壓或氣壓脹管,然后將內襯管坯管與原管道兩端封口,層間抽真空,并向其中注入熱凝膠的粘結層材料,注滿后固化即可,然后對成型后的含內襯管道進行性能檢測。

  由于采用上述的技術方案,本發明的有益效果是:

  本發明內襯管通過合理的層間設計和原料選取,制得的內襯管物化性質顯著提高,性能穩定,層間過渡連接性強,與管道間的結合效果好,修復管道性能合格率達100%,且有效使用壽命相較于原管道提高了2.6倍以上,值得推廣應用。

  本發明內襯管采用復合纖維氈層和蜂窩型樹脂層作為強化功能層,具有優異的力學性能,以蜂窩型樹脂層作為內部壓力的傳導層,其受力分散性強,回彈塑性高,且具有良好的消能吸能作用,有效減輕了對外側纖維材料的沖擊,同時與粘結層具有部分同源材料,熱熔復合過程中除了表層的滲入結合,同時還有空隙間的填充連接,結合效果好,滲入結合度高,與纖維材料間形成一體的連接,層間過渡性好。復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層相互補足,在強度和韌性效果上相輔相成。

  復合纖維氈層以玻纖、碳纖為原料合理紡織并鋪層,兩種材料間的兼容效果好,減低了材料間的相互影響,而且多層纖維材料交替設置有利于力學性能的穩定保持,降低單一纖維材料的受力斷裂風險,具有層間緩沖適應性。

  本發明涉及的樹脂材料間均具有良好的相容性,在制備過程中具有優異的結合性,有效保證了層間的粘結穩定,附著力等級為1-2級,多數可達1級狀態。無紡布和纖維氈中的纖維材料在內襯管整體中起到良好的呈遞架橋作用,配合相容性高的粘結膠料,成型工藝順暢,結構內部組織均衡。另外,粘結膠料中均輔助添加有填充劑,除了本身的補強效果外,還具有良好的攜載性和內嵌容積,與含活性基團原料加熱復合,進一步提高了組織間的結合效果,有利于纖維材料的附著連接和化學鍵合,綜合性能顯著提高。

  附圖說明

  圖1為本發明內襯管結構示意圖;

  圖中:1內防護膜層、2內無紡布層、3粘結層、4復合纖維氈層、5蜂窩型樹脂層、6外無紡布層。

  具體實施方式

  為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合本發明實施例,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。基于本發明的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。

  實施例1:

  一種用于不銹鋼管道修復的內襯管,該內襯管包括由內致外依次設置的內無紡布層、復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層、外無紡布層,各層間設有粘結層連接,其中,

  復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層厚度之和占比為內襯管厚度的40-60%,兩者間厚度比為1:0.4-0.6;復合纖維氈層采用玻璃纖維/碳纖維復合材料,蜂窩型樹脂層采用聚氨酯改性環氧丙烯酸酯;

  內無紡布層采用滌綸/丙綸長絲土工布,600-700克重;滌綸、丙綸按1:1混紡;

  外無紡布層采用聚酯紡粘短絲土工布,800-850克重;

  單層粘結層厚度為0.1-0.2mm,粘結層采用環氧丙烯酸酯樹脂/abs改性復合材料;

  內無紡布層內還設有內防護膜層(如圖),內防護膜層采用環氧樹脂密封膠,內防護膜層厚度為0.2-0.3mm。

  實施例2:

  基于實施例1的內襯管結構,原料選配制備如下:

  ①復合纖維氈層包括單向碳纖維布、單向玻璃纖維布、單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布(碳纖維與玻璃纖維質量含量比為1:0.7),三種類型布料通過浸漬膠鋪層疊設連接;

  具體的,單向碳纖維布設有兩層,分別設于上、下兩個外側層,單向玻璃纖維布與單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布交替設于上、下兩個單向碳纖維布之間,且單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布與單向碳纖維布之間相觸,單向玻璃纖維布與單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布鋪設層數之和為3層或5層。

  將單向碳纖維布、單向玻璃纖維布、單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布分別以a、b、c表示,復合纖維氈層間的鋪層狀態為acbca或acbcbca。

  ②蜂窩型樹脂層制備方法為,取適量雙酚f環氧丙烯酸酯預聚物與聚氨酯預聚體,攪拌條件下向其中加入填充劑,60℃超聲處理15min(25-28khz),然后再向其中加入稀釋劑、引發劑、催化劑和促進劑,70-90℃加熱反應1-3h,以熱膠凝狀態導入相應的蜂窩型模腔內,固化成型,成型后的蜂窩型樹脂層孔隙率為55-62%。

  蜂窩型樹脂層中填充劑為納米級滑石粉,稀釋劑為質量比1:0.5的mma、gma組合物,引發劑為質量比1:0-1的過氧化二苯甲酰、安息香甲醚,催化劑為四甲基氯化銨,促進劑為環烷酸鈷;蜂窩型樹脂層中各原料質量百分含量為雙酚f環氧丙烯酸酯預聚物16-22%、聚氨酯預聚體15-25%、填充劑2-7%、引發劑0.5-2%、催化劑0.5-1%、促進劑0.5-2%、稀釋劑余量。

  ③粘結層制備方法為,取適量環氧丙烯酸酯樹脂和abs樹脂,向其中添加適量填充劑、偶聯劑、活性稀釋劑、引發劑、促進劑,混合均勻后,固化,破碎呈顆粒狀,顆粒粒徑為0.5-3mm。使用時,將顆粒狀材料熱熔噴射涂覆。

  粘結層中填充劑為中空玻璃微球,偶聯劑為kh-550,活性稀釋劑為1,6-己二醇二丙烯酸酯,引發劑為含55wt%過氧化二苯甲酰的鄰苯二甲酸二辛酯混合物,促進劑為環烷酸鈷;粘結層中各原料質量百分含量為環氧丙烯酸酯樹脂20-27%、abs樹脂8-15%、填充劑2.5-4%、偶聯劑2-5%、引發劑0.5-2%、促進劑0.5-2%、稀釋劑余量。

  實施例3:

  基于實施例1的內襯管結構,提出一種不銹鋼修復工藝,該工藝采用上述內襯管進行操作。

  一種基于柔性內襯管的不銹鋼管道修復工藝,修復工藝步驟如下:

  1)取內無紡布層、復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層、外無紡布層、粘結層原料,將內無紡布層、復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層、外無紡布層依次疊設,且層間放置粘結層原料,熱壓成型得片材;

  2)將片材一面涂覆防護膜層,干燥后,將片材卷設縫邊呈管狀,即為內襯管坯管,內襯管坯管縫合區域寬度為管體內徑的10-20%(以下實施例縫合寬度均為15%),且防護膜層處于管體內壁側;

  3)對待修復的不銹管管道定位開挖,切割拆除部分原管道,并進行清洗和表面處理,保證管道切口、內外壁平滑無雜質;

  4)將內襯管坯管插入原管道內,兩端密封,利用水壓或氣壓脹管,然后將內襯管坯管與原管道兩端封口,層間抽真空,并向其中注入熱凝膠的粘結層材料,注滿后固化即可,然后對成型后的含內襯管道進行性能檢測。

  實施例4:

  基于實施例3的修復施工工藝,對內襯管的各項參數選取設計進一步細化操作:

  ①復合纖維氈層包括單向碳纖維布、單向玻璃纖維布、單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布(碳纖維與玻璃纖維質量含量比為1:0.7),三種類型布料通過浸漬膠鋪層疊設連接;復合纖維氈層間的鋪層狀態為acbca;

  ②蜂窩型樹脂層制備方法為,取適量雙酚f環氧丙烯酸酯預聚物與聚氨酯預聚體,攪拌條件下向其中加入填充劑,60℃超聲處理15min(25.5khz),然后再向其中加入稀釋劑(質量比1:0.5的mma、gma組合物)、引發劑(質量比1:1的過氧化二苯甲酰、安息香甲醚)、催化劑(四甲基氯化銨)和促進劑(環烷酸鈷),90℃加熱反應2h,以熱膠凝狀態導入相應的蜂窩型模腔內,固化成型,成型后的蜂窩型樹脂層孔隙率為58.4%。

  蜂窩型樹脂層中各原料質量百分含量為雙酚f環氧丙烯酸酯預聚物20%、聚氨酯預聚體20%、填充劑5%、引發劑1%、催化劑0.5%、促進劑1.5%、稀釋劑余量。

  ③粘結層制備方法為,取適量環氧丙烯酸酯樹脂和abs樹脂,向其中添加適量填充劑(中空玻璃微球)、偶聯劑(kh-550)、活性稀釋劑(1,6-己二醇二丙烯酸酯)、引發劑(含55wt%過氧化二苯甲酰的鄰苯二甲酸二辛酯混合物)、促進劑(環烷酸鈷),混合均勻后,固化,破碎呈顆粒狀,顆粒粒徑為0.5-3mm。使用時,將顆粒狀材料熱熔噴射涂覆。

  粘結層中各原料質量百分含量為環氧丙烯酸酯樹脂25%、abs樹脂10%、填充劑3%、偶聯劑4%、引發劑1%、促進劑2%、稀釋劑余量。

  本實施例制得的內襯管具有優異的拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度,拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度分別為同規格不銹鋼內襯的1.33倍、2.14倍、1.22倍,伸長率提高5倍以上,同時同規格比重降低了50%以上,輕質高強;另外,對水、酸(10%h2so4)、堿(20%naoh)、原油均具有優良的耐受作用,內襯管灌入上述液體1500h后,物化性能基本保持不變。與同規格的塑料內襯管相比,拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度均至少提高了7倍以上。

  實施例5:

  基于實施例3的修復施工工藝,對內襯管的各項參數選取設計進一步細化操作:

  ①復合纖維氈層包括單向碳纖維布、單向玻璃纖維布、單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布(碳纖維與玻璃纖維質量含量比為1:0.7),三種類型布料通過浸漬膠鋪層疊設連接;復合纖維氈層間的鋪層狀態為acbca;

  ②蜂窩型樹脂層制備方法為,取適量雙酚f環氧丙烯酸酯預聚物與聚氨酯預聚體,攪拌條件下向其中加入填充劑,60℃超聲處理15min(27khz),然后再向其中加入稀釋劑(質量比1:0.5的mma、gma組合物)、引發劑(質量比1:1的過氧化二苯甲酰、安息香甲醚)、催化劑(四甲基氯化銨)和促進劑(環烷酸鈷),90℃加熱反應2h,以熱膠凝狀態導入相應的蜂窩型模腔內,固化成型,成型后的蜂窩型樹脂層孔隙率為59.2%。

  蜂窩型樹脂層中各原料質量百分含量為雙酚f環氧丙烯酸酯預聚物18%、聚氨酯預聚體25%、填充劑3%、引發劑0.5%、催化劑0.4%、促進劑2%、稀釋劑余量。

  ③粘結層制備方法為,取適量環氧丙烯酸酯樹脂和abs樹脂,向其中添加適量填充劑(中空玻璃微球)、偶聯劑(kh-550)、活性稀釋劑(1,6-己二醇二丙烯酸酯)、引發劑(含55wt%過氧化二苯甲酰的鄰苯二甲酸二辛酯混合物)、促進劑(環烷酸鈷),混合均勻后,固化,破碎呈顆粒狀,顆粒粒徑為0.5-3mm。使用時,將顆粒狀材料熱熔噴射涂覆。

  粘結層中各原料質量百分含量為環氧丙烯酸酯樹脂27%、abs樹脂13%、填充劑4%、偶聯劑4%、引發劑2%、促進劑2%、稀釋劑余量。

  本實施例制得的內襯管具有優異的拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度,拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度分別為同規格不銹鋼內襯的1.26倍、2.42倍、1.28倍,伸長率提高5倍以上,同時同規格比重降低了50%以上,輕質高強;另外,對水、酸(10%h2so4)、堿(20%naoh)、原油均具有優良的耐受作用,內襯管灌入上述液體1500h后,物化性能基本保持不變。與同規格的塑料內襯管相比,拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度均至少提高了7倍以上。

  實施例6:

  基于實施例3的修復施工工藝,對內襯管的各項參數選取設計進一步細化操作:

  ①復合纖維氈層包括單向碳纖維布、單向玻璃纖維布、單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布(碳纖維與玻璃纖維質量含量比為1:0.7),三種類型布料通過浸漬膠鋪層疊設連接;復合纖維氈層間的鋪層狀態為acbcbca;

  ②蜂窩型樹脂層制備方法為,取適量雙酚f環氧丙烯酸酯預聚物與聚氨酯預聚體,攪拌條件下向其中加入填充劑,60℃超聲處理15min(27khz),然后再向其中加入稀釋劑(質量比1:0.5的mma、gma組合物)、引發劑(質量比1:1的過氧化二苯甲酰、安息香甲醚)、催化劑(四甲基氯化銨)和促進劑(環烷酸鈷),90℃加熱反應2.5h,以熱膠凝狀態導入相應的蜂窩型模腔內,固化成型,成型后的蜂窩型樹脂層孔隙率為60.3%。

  蜂窩型樹脂層中各原料質量百分含量為雙酚f環氧丙烯酸酯預聚物20%、聚氨酯預聚體25%、填充劑7%、引發劑1.5%、催化劑1%、促進劑2%、稀釋劑余量。

  ③粘結層制備方法為,取適量環氧丙烯酸酯樹脂和abs樹脂,向其中添加適量填充劑(中空玻璃微球)、偶聯劑(kh-550)、活性稀釋劑(1,6-己二醇二丙烯酸酯)、引發劑(含55wt%過氧化二苯甲酰的鄰苯二甲酸二辛酯混合物)、促進劑(環烷酸鈷),混合均勻后,固化,破碎呈顆粒狀,顆粒粒徑為0.5-3mm。使用時,將顆粒狀材料熱熔噴射涂覆。

  粘結層中各原料質量百分含量為環氧丙烯酸酯樹脂20%、abs樹脂8%、填充劑3%、偶聯劑3%、引發劑1.5%、促進劑1.5%、稀釋劑余量。

  本實施例制得的內襯管具有優異的拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度,拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度分別為同規格不銹鋼內襯的1.55倍、2.68倍、1.36倍,伸長率提高5倍以上,同時同規格比重降低了50%以上,輕質高強;另外,對水、酸(10%h2so4)、堿(20%naoh)、原油均具有優良的耐受作用,內襯管灌入上述液體1200h后,物化性能基本保持不變。與同規格的塑料內襯管相比,拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度均至少提高了10倍以上。

  實施例7:

  基于實施例3的修復施工工藝,對內襯管的各項參數選取設計進一步細化操作:

  ①復合纖維氈層包括單向碳纖維布、單向玻璃纖維布、單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布(碳纖維與玻璃纖維質量含量比為1:0.7),三種類型布料通過浸漬膠鋪層疊設連接;復合纖維氈層間的鋪層狀態為acbcbca;

  ②蜂窩型樹脂層制備方法為,取適量雙酚f環氧丙烯酸酯預聚物與聚氨酯預聚體,攪拌條件下向其中加入填充劑,60℃超聲處理15min(25.5khz),然后再向其中加入稀釋劑(質量比1:0.5的mma、gma組合物)、引發劑(過氧化二苯甲酰)、催化劑(四甲基氯化銨)和促進劑(環烷酸鈷),90℃加熱反應2h,以熱膠凝狀態導入相應的蜂窩型模腔內,固化成型,成型后的蜂窩型樹脂層孔隙率為60.3%。

  蜂窩型樹脂層中各原料質量百分含量為雙酚f環氧丙烯酸酯預聚物21%、聚氨酯預聚體20%、填充劑4%、引發劑1%、催化劑0.5%、促進劑1%、稀釋劑余量。

  ③粘結層制備方法為,取適量環氧丙烯酸酯樹脂和abs樹脂,向其中添加適量填充劑(中空玻璃微球)、偶聯劑(kh-550)、活性稀釋劑(1,6-己二醇二丙烯酸酯)、引發劑(含55wt%過氧化二苯甲酰的鄰苯二甲酸二辛酯混合物)、促進劑(環烷酸鈷),混合均勻后,固化,破碎呈顆粒狀,顆粒粒徑為0.5-3mm。使用時,將顆粒狀材料熱熔噴射涂覆。

  粘結層中各原料質量百分含量為環氧丙烯酸酯樹脂25%、abs樹脂10%、填充劑3%、偶聯劑3%、引發劑1%、促進劑2%、稀釋劑余量。

  本實施例制得的內襯管具有優異的拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度,拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度分別為同規格不銹鋼內襯的1.71倍、2.66倍、1.29倍,伸長率提高5倍以上,同時同規格比重降低了50%以上,輕質高強;另外,對水、酸(10%h2so4)、堿(20%naoh)、原油均具有優良的耐受作用,內襯管灌入上述液體1200h后,物化性能基本保持不變。與同規格的塑料內襯管相比,拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度均至少提高了10倍以上。

  對照組1:

  以實施例4為參照,內襯管結構調整為內防護膜層、內無紡布層、復合纖維氈層、外無紡布層(無蜂窩型樹脂層),同樣由粘結層材料連接,制得的內襯管性能相較于實施例4內襯管產品,拉伸強度降低了46%,彎曲強度降低了57%,沖擊強度降低了44%。

  對照組2:

  以實施例4為參照,內襯管結構調整為內防護膜層、內無紡布層、蜂窩型樹脂層、外無紡布層(無復合纖維氈層),同樣由粘結層材料連接,值得的內襯管性能相較于實施例4內襯管產品,拉伸強度降低了263%,彎曲強度降低了168%,沖擊強度降低了203%。

  以上實施例僅用以說明本發明的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。

  技術特征:

  1.一種用于不銹鋼管道修復的內襯管,其特征在于:該內襯管包括由內致外依次設置的內無紡布層、復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層、外無紡布層,各層間設有粘結層連接,其中,

  復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層厚度之和占比為內襯管厚度的40-60%,兩者間厚度比為1:0.4-0.6;

  內無紡布層采用滌綸/丙綸長絲土工布,600-700克重;

  外無紡布層采用聚酯紡粘短絲土工布,800-850克重;

  單層粘結層厚度為0.1-0.2mm。

  2.根據權利要求1所述的用于不銹鋼管道修復的內襯管,其特征在于:所述內無紡布層內還設有內防護膜層,內防護膜層采用環氧樹脂密封膠,內防護膜層厚度為0.2-0.3mm。

  3.根據權利要求2所述的用于不銹鋼管道修復的內襯管,其特征在于:所述復合纖維氈層采用玻璃纖維/碳纖維復合材料;蜂窩型樹脂層采用聚氨酯改性環氧丙烯酸酯,粘結層采用環氧丙烯酸酯樹脂/abs改性復合材料。

  4.根據權利要求3所述的用于不銹鋼管道修復的內襯管,其特征在于:所述復合纖維氈層包括單向碳纖維布、單向玻璃纖維布、單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布,三種類型布料通過浸漬膠鋪層疊設連接;具體的,單向碳纖維布設有兩層,分別設于上、下兩個外側層,單向玻璃纖維布與單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布交替設于上、下兩個單向碳纖維布之間,且單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布與單向碳纖維布之間相觸,單向玻璃纖維布與單向碳纖維/單向玻璃纖維混紡布鋪設層數之和為3層或5層。

  5.根據權利要求3所述的用于不銹鋼管道修復的內襯管,其特征在于:所述蜂窩型樹脂層制備方法為,取適量雙酚f環氧丙烯酸酯預聚物與聚氨酯預聚體,攪拌條件下向其中加入填充劑,60℃超聲處理15min,然后再向其中加入稀釋劑、引發劑、催化劑和促進劑,70-90℃加熱反應1-3h,以熱膠凝狀態導入相應的蜂窩型模腔內,固化成型,成型后的蜂窩型樹脂層孔隙率為55-62%。

  6.根據權利要求5所述的用于不銹鋼管道修復的內襯管,其特征在于:所述填充劑為納米級滑石粉,稀釋劑為質量比1:0.5的mma、gma組合物,引發劑為質量比1:0-1的過氧化二苯甲酰、安息香甲醚,催化劑為四甲基氯化銨,促進劑為環烷酸鈷。

  7.根據權利要求3所述的用于不銹鋼管道修復的內襯管,其特征在于:所述粘結層制備方法為,取適量環氧丙烯酸酯樹脂和abs樹脂,向其中添加適量填充劑、偶聯劑、活性稀釋劑、引發劑、促進劑,混合均勻后,固化,破碎呈顆粒狀,顆粒粒徑為0.5-3mm。

  8.根據權利要求7所述的用于不銹鋼管道修復的內襯管,其特征在于:所述填充劑為中空玻璃微球,偶聯劑為kh-550,活性稀釋劑為1,6-己二醇二丙烯酸酯,引發劑為含55wt%過氧化二苯甲酰的鄰苯二甲酸二辛酯混合物,促進劑為環烷酸鈷。

  9.一種基于柔性內襯管的不銹鋼管道修復工藝,其特征在于:該柔性內襯管采用權利要求3-8任一項所述的用于不銹鋼管道修復的內襯管。

  10.根據權利要求9所述的不銹鋼管道修復工藝,其特征在于,修復工藝步驟如下:

  1)取內無紡布層、復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層、外無紡布層、粘結層原料,將內無紡布層、復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層、外無紡布層依次疊設,且層間放置粘結層原料,熱壓成型得片材;

  2)將片材一面涂覆防護膜層,干燥后,將片材卷設縫邊呈管狀,即為內襯管坯管,內襯管坯管縫合區域寬度為管體內徑的10-20%,且防護膜層處于管體內壁側;

  3)對待修復的不銹管管道定位開挖,切割拆除部分原管道,并進行清洗和表面處理,保證管道切口、內外壁平滑無雜質;

  4)將內襯管坯管插入原管道內,兩端密封,利用水壓或氣壓脹管,然后將內襯管坯管與原管道兩端封口,層間抽真空,并向其中注入熱凝膠的粘結層材料,注滿后固化即可,然后對成型后的含內襯管道進行性能檢測。

  技術總結

  本發明提出了一種用于不銹鋼管道修復的內襯管及修復工藝,該內襯管包括由內致外依次設置的內無紡布層、復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層、外無紡布層,各層間設有粘結層連接,其中,復合纖維氈層、蜂窩型樹脂層厚度之和占比為內襯管厚度的70?85%,兩者間厚度比為1:0.4?0.6;內無紡布層采用滌綸/丙綸長絲土工布,600?700克重;外無紡布層采用聚酯紡粘短絲土工布,800?850克重;粘結層厚度為0.1?0.3mm;本發明通過合理的層間設計和原料選取,制得的內襯管物化性質顯著提高,性能穩定,層間過渡連接性強,與管道間的結合效果好,修復管道性能合格率達100%,且有效使用壽命相較于原管道提高了2.6倍以上,值得推廣應用。

  技術研發人員:孟憲虎;姜慶鳳

  受保護的技術使用者:江蘇眾信綠色管業科技有限公司

  技術研發日:2019.12.19

  技術公布日:2020.04.17