管道修复补强用复合材料现场检测及评价指标体系.pdf
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1、5 6 石 油l 程 建 设 管道修复补强用复合材料现场检测 及评价指标体 系 马卫锋 ,唐 凡2 ,梁 兵 3 ,罗金恒 ,蔡 克 ,赵新伟 (1 中国石油集团石油管工程技术研究院,陕西西安7 1 0 0 6 5 ;2 中国石油长庆油田分公司超低渗透油藏 研究中心,陕西西安 7 1 0 0 1 8 ;3 中国石油西南油气田分公司重庆气矿,重庆4 0 0 0 2 1 ) 摘要:管道复合材料修复补 强技术缺 少统一的现场应用效果检验 方法及评价指标体 系,文章借鉴 复合材料、管道外防腐层等检测方法,提 出了一套 简单 易行的管道修复补强用复合材料检验方法及 评 价 体 系 ,其评 价结 果可 以
2、作 为管道 管理 者优 选现 有修 复补 强材料及 产 品的依据 。 关键 词 :油 气管道 ;修 复补 强技 术 ;检 测评 价 ;纤维复 合材料 d o i : l 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 1 - 2 2 0 6 2 0 1 3 0 6 0 1 6 0 引 言 油气 输送 管道 在服役 过程 中 由于受 到输送 介 质及管道外土壤等环境因素的影响 不可避免会发 生腐蚀 :另外 第三方破坏引起的机械损伤等也会 导致在役管道产生许多缺陷这些缺陷的存在及其 发展严 重威 胁管 道 的安 全运行 美 国运输 部专 门在 其安全条例 中明确规定 当管道运行压力超过其指 定
3、最 小屈 服 强度 的 4 0 时 必 须对 管 道 缺 陷及各 类损 伤采 用合适 的方 法进行 修复 纤维复合材料修复补强技术是 2 0世纪 9 0年代 发展 起来 的一 种结 构补强 技术 该技 术具有 施工 安 全方便 、不停输、不需要焊接作业、良好的可设计 性 和耐腐蚀性等 因而在 国际上深受重视 已广 泛 应 用 于 钢 质管 道 的结 构修 复补 强f z 。 目前 复 合修复补强技术使用的材料 主要包括玻璃纤维或 碳 纤 维 复 合 材 料 套 件 、层 间胶 粘 剂 及 缺 陷填 充 材 料 = = 三 种 补 强 修 复 施 工 工 艺 有 预成 型法 和 湿缠 绕 法 。
4、 但 是 由于 国 内外 各 公 司 针 对各 自产 品 的 特 点 采用 不 同的现 场施工 工艺规 范及 要求 ,这导 致 现 场补强 修 复效果 和质量 差别较 大 。另外 复合 材 料与钢管材料在膨胀系数 、弹性模量和强度等方面 存在差异在受到管道运行压力、温度变化及外部 环境变化的影响时,修复点在现场修复和回填后经 过 一段 时间 会 出现 修 复材 料 与 管体 脱粘 、分 层 、 空鼓 、开 裂和鼓 泡等 现象 这些 现象 的 现 给在 役 管道 的安 全运行 和完 整性管 理带 来 了新 的难 题 由 于 目前 国内尚未开展 复合材料修复补强技术 的检 测 、评 价方法 研究
5、因此 建立 一种简单 易行 的管 道 修复补强用纤维复合材料现场应用效果的检验及评 价指标体系 以便管道管理者对不同产品性能和管 道缺陷修复点进行较为准确的检测与评价 1复合修 复材料 检测 评价体 系 的建立 管道修 复补 强系统 检测及 评价 指标 体系 的建 立 主要借鉴 A S ME P C C 2 2 0 0 6 压力设备 和管道的 维修 ,管道外 防腐层技术标准,建筑行业 、复合 材料检验等领域的方法和指标 并考虑 了现场检测 的准确性 和可 操作性 建 立 的检 测方 法及评 价指 标 体 系涉及 补强 修复设 计参 数 、复合材 料本 身及施 工 质 量三 部分 内容 见 表
6、1 检测 方 式分 为 实验 室 内 检 测 和现场检 测两 种 其 中 ,厚度 、宽度 、空 鼓检 测为 非破 坏性 检 测 方法 ,胶 粘 剂 层 、复 合 材料 层 、 冲击性能 、粘结力( 定性和定量)和管道表面检测 均 为破 坏 局部 破 坏 性 检测 对 破 坏后 的修 复 部 位 视严重程度采取修补或重新补强修复的方法 2现场检 测评 价 检测 人员应 该在 现场 检测之 前尽 可能 多地搜 集 相关资料及信息以便对修复点的修复效果进行更 加准确 的评价 搜集 的数据应包括 :管道运行压 力 、运 行温度 、开挖 点环境 、管道直径 、管道壁厚 、 第 3 9卷第 6期 马卫锋等
7、 :管道修复补幔删复合材料现场检测及评价指标 体系 5 7 表 1 复合修复补强 系统检测评价指标体 系 评价指标 评 价主体 一级指标 二级指标 厚度( 现场 ) 复合修 复设计参数 宽度( 现场 ) 胶粘剂层 检验 ( 现场 ) 修复层 检验( 现场 ) 冲击性 能 ( 现场 ) 管道修复 复合材料本身性能 拉伸强度( 室 内) 补 强 用 复合材料 弹性模量f 室 内 抗弯曲性能( 室 内) 吸水性f 室 内) 空鼓( 现场 ) 修 复补强施工质量 粘结力( 现场 ) 管体 表面质量f 现场 ) 管道材质 、补强修复时间、补强材料类型、开挖点 具体里程及位置描述、施工单位、监理单位等。
8、现 场检 测 以安全 为前 提 尽可 能避 免对 管道 防 腐层 和补强层造成破坏 应对开挖点进行严格选 择 。根据管道缺 陷检测数据 尽量避开腐蚀 坑较 深 、焊 缝 缺陷较 大 、缺 陷点集 中的管段 区域 ,以免 现场实 施检 测 时 因扰 动缺 陷 而引发 危 险 2 1 外观 状 态检 测 外观状态检测前 ,检测人员应清洗外 防腐层表 面泥土 、杂质等 ,并记录外防腐层完整情况 再小 心剥开外防腐层 并保证修复层表面整洁 现场复合修复层状态检查为 目视检查 对在役 管 道修 复补 强层 的状 况进 行全 面检查 的同时 重点 检查修复层是否存在失效痕迹 表面颜色是否均匀 一致 ,是否
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- 管道 修复 补强用 复合材料 现场 检测 评价 指标体系
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