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介绍碳纤维加固应用优势及要点

发布日期:2021-07-05 18:09浏览次数:147

一、碳纤维加固管道简介碳纤维复合片材修复钢质管道结构是二十世纪九十年代发展起来的一种结构修复补强技术该项技术在国际上深受重视已广泛用于化工厂、民用建筑、桥梁等特种结构,成为钢质管道结构修复补强的发展趋势。随着复合材料补强技术的不断应用这一技术已逐渐趋于成熟并逐渐开始大范围使用。

二、碳纤维加固管道应用优势与传统的修复技术相比较复合材料补强修复技术具有以下独特的优点:

1.不需要任何设备,现场施工非常简单;2.免焊不动火,降低了管道维修的危险性,可避免焊接所带来的风险基本上不影响生产,不停输补强,避免停车造成的巨额损失;3.耐腐蚀性能、耐蠕变;4.性能优异适用于各种管道形状.不受几何形状的限制;5.不影响管道智能检测适用于各种缺陷类型;6.腐蚀缺陷、机械损伤、管材材质缺陷等;7.灵活剪裁、组合铺设总成本低,具有良好的经济效益;

三、施工准备

1、现场勘察根据施工现场及现场周围环境,事前做充分的现场调查、确定加固管道埋放位置。

2、材料准备根据设计要求或其它需要准备资材、机械。依碳纤维布的用量确定树脂量,碳纤维布与配套环氧树脂胶应为同一厂家生产且满足适配性要求,依施工时期的温度确定树脂规格,准备所需材料、使用量。

3、工具准备3.1底面处理表面研磨用具(电动角磨机),除去灰尘等用具(棉丝、吹风机。

3.2涂刷用工具涂装用具(滚刷、毛刷),计量容器,混合容器,混合设备(电动搅拌机),清洗溶剂。

3.3粘贴碳纤维布剪刀,介质量具,树脂浸渍工具(橡皮刀、脱泡罗拉)3.4全过程保护工具(口罩、眼睛、橡皮手套)


四、施工方法及要点

1、修复方案制定碳纤维加固适用于管体缺陷程度在80%壁厚以下的金属腐蚀、裂纹、碳弧烧伤、夹渣或分层、不会继续发展的内腐蚀缺陷、凹坑以及螺旋焊缝管体缺陷的修复,不适用于泄漏型、环焊缝、程度超过80%壁厚的缺陷以及会继续发展内腐蚀缺陷修复。

复合材料与缺陷处管道的剩余壁厚之和的承压能力至少应等于原壁厚管道的承压能力。如缺陷之间轴向间距小于25mm,则视为同一缺陷;缺陷环向间距小于6倍壁厚时,视为同一缺陷。

2、材料准备根据缺陷信息确定碳纤维布、专用找平胶、浸渍胶用量。按照碳纤维布每粘贴1平米,用胶量0.7Kg预估浸渍胶用量。

3、现场开挖缺陷的轴向方向两侧至少多开挖800mm,管道两侧至少开挖650mm,开挖,作业坑及放坡要求参照SY/T5918规定执行。

4、管体表面处理清除旧防腐层长度至少超出待修复缺陷两侧各500mm。清除后的表面应无明显的旧涂层残留,清除过程中避免损伤管体金属。清除下来的旧防腐层不得现场弃置,应收集并按照环保要求统一处理。

表面处理长度要至少超出修复两端各100mm。待修复管体表面除锈等级应达到GB 8923要求的Sa2.5级,喷砂用磨料和压缩空气应洁净,无油、无水。

5、工前检查检查缺陷长度,保证修复层宽度至少超出缺陷轴向长度两侧各超出400mm。缺陷分布范围广时,可进行连续缠绕修复,搭接宽度不小于200mm。现场测试待修复管体表面温度并查询管段运行记录,确定待修复管体运行温度在5℃-35℃方可施工。

严禁在雨、雪、雾、风沙等天气下作业。当管体温度低于露点以上3℃或高于60℃,以及环境相对湿度大于90%时,在未采取可靠措施的情况下,不得进行修复作业。

6、管体找平根据缺陷类型,配制适量找平胶。配制过程中按产品说明中规定比例将树脂、固化剂以及填料称量准确后放入容器内,用搅拌器搅拌2min~3min,确保树脂与填料充分混合后方可使用。

用找平胶将管道表面凹陷部位(蜂窝、麻面、小孔等)修补至平整、凸出部位(焊缝、金属凸起)修补至平滑过渡,确保碳纤维布缠绕时与管道表面紧密接触,无任何空隙、死角。完成修补后晾置20min~40min,直至找平胶表干。

7、胶液配制及涂刷将树脂与固化剂按规定比例称量准确后放入容器内,用搅拌器搅拌2min~3min,确保充分入容器内,用搅拌器搅拌2min~3min,确保充分混合后方可使用。单次配置总量应控制在4kg以内,搅拌后胶液应在适用期内使用完毕。配置完成留20g参比胶,放置在工作环境中,用以监测胶液的凝胶状况。施工期间注意搅拌胶液散热,防止暴聚。施工中如发现胶液中有结块并伴有放热现象,立即停止使用。

在待修复管道表面上涂刷一层胶液或专用底漆,厚度不低于300um,此项施工应在表面喷砂处理后2h内完成。待胶液(专用底漆)固化后,电火花检漏,检测电压不低于4kv,检测无漏点后缠绕纤维布。每缠绕一周,在纤维表面涂刷一层胶液,确保碳纤维布完全被胶液浸润后方可继续缠绕。

控制树脂用量与纤维质量比在规定范围之内,避免施工后管道下端多余树脂流挂,影响后续防腐层涂装。

8、纤维缠绕距离缺陷轴向距离 开始缠绕碳纤维布,缠绕以缺陷部位为中心,确保纤维与管道轴向垂直。

施工过程中,碳纤维布层间不应留有气泡,可用消泡罗拉沿纤维方向上反复滚压,对焊缝的拱起部位要向相反的方向滚压,以去除气泡,并使胶液充分渗透碳纤维布,保证修复层表面光滑无褶皱,无胶液流挂。施工完成后,检查纤维布与胶液浸润情况,如发现有未浸润纤维应立即返工。施工中纤维布如需周向搭接,搭接长度不应小于200mm。完成缠绕后,使用刷子或刮板,将剩余胶液涂敷在管道修复层两侧,防止水汽从两侧进入修复层内部。

施工过程中,注意温度、湿度变化,严格控制在修复技术适用的环境条件下施工。修复管道弯头时,除遵循上述施工程序外,应采用适当宽度纤维布以避免褶皱,纤维布应从弯头一端内侧开始环向缠绕一圈后,螺旋向弯头中间缠绕;缠绕过程中,弯头内侧纤维布轴向搭接长度为幅宽75%~80%,外侧纤维布至少轴向搭接50%;确保碳纤维布缠绕始终垂直于管道;到达弯头另一端后,反向重复上述施工方法,直至施工完成。

必要时可采用丙酮、乙醇清洗消泡罗拉、刮板等施工工具,再次使用前确保工具洁净干燥。

9、树脂固化在树脂固化期间,管道如果出现树脂流挂现象,可用刮板将多余树脂挂除。修复层固化期间应使用遮挡物防止风沙或雨水污染修复层表面。

10、现场检测修复层固化后,修复层实际粘结面积不应少于设计面积,位置偏差不应大于10mm。检查修复层外观,如发现纤维褶皱高度超过2.5mm、纤维未浸润或树脂颜色不均,应除去修复层重新施工。


五、安全要求施工时必须戴好安全帽,正确使用并系好安全带,穿具有安全性的防滑胶底鞋。

凡患高血压、心脏病、贫血证及其他不适于高处作业的人员,不得从事登高搭、拆,酒后人员禁止登高作业。

电动工具决不允许带“病”作业,发现有漏电等故障必须由电工处理。手持式电动工具要设漏电保护器,有可靠的接地保护。

六、环保措施做好施工现场围挡,避免粉尘飘出楼外及减少燥音的传播;施工现场工人配备防尘口罩及防护眼镜;注意收集废弃环氧胶,由专人将其集中带出场外处理,不得随意丢弃在施工现场。如有其他疑问请电话咨询我们。

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