凱夫拉纖維管道修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

凱夫拉纖維管道修復(fù)技術(shù)應(yīng)用李國民，陳小林，崔雙民，顏臘紅中國石油冀東油田公司，河北唐山063209doi:10.3969/j.issn.1001-2206.2014.06.023摘要:介紹了一種新型復(fù)合材料管道修復(fù)技術(shù)即凱夫拉纖維補強修復(fù)技術(shù)。文章從產(chǎn)品介紹、材料性能、施工步驟、注意事項及成功應(yīng)用的實際案例等，對該補強修復(fù)技術(shù)進行了總結(jié)分析，指出該技術(shù)具有使用簡單，可以永久修復(fù)管道內(nèi)外腐蝕缺陷、裂紋、機械損傷，可以在不影響管道正常輸送的情況下完成管道維搶修施工等優(yōu)點。關(guān)鍵詞:復(fù)合材料;凱夫拉纖維;管道;修復(fù)AppHcotionolKevlcrrarcimidFberinPipelineR-epoirAppliactionofKevlarAramidFiberinPipeelipanireRLiGuomi，nChenXiaoli，nCuiShuangmi，nYanLahongPetroChinJaidongOilfieldCo,.Tangshan063209,China41席1心口Abstract:Thispaperintroduceasnewkindofpipelinerepairtechniqueutsihengcompositemate,riai.le.Kevlararamifidber.Itsummarizesandanalyzesthispipelinereinforcemenantdrepairtechniqueinaspectsofproductdescription,materialperformanc,econstructionprocedu,rmaettersforattentionandsuccessfulapplicationcases,andindicatestheadvantagesofthematerialsuchaseasyapplicatio，npermanentrepairofinternalandexternalcorrosiondecftes，cracksandmechanicaldamageansdimplementintgherepairwithoutaffectingnormapipellineoperation.Keywords:compositemate;rialKevlararamidfi;berpipeline;repair越來越受到石化行業(yè)的重視，通過管道完整性檢測評價發(fā)現(xiàn)管道本體缺陷后，應(yīng)采取合適的修復(fù)方法進行修復(fù)，以確保管道效能處于良好受控狀態(tài)。本文主要介紹凱夫管道修復(fù)技術(shù)在國外一般被稱為3R技術(shù)（Repair、拉纖維補強修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)具有無需焊接、安全方便Rehabilitatio、nReplac,e修補、修復(fù)及更換管段技術(shù)）。等特點，特別適用于不停輸維修的危險區(qū)域。修補多指管道日常的維護、維修以及泄漏事故發(fā)生時的搶險和臨時性維修,而修復(fù)及更換管段則屬管道的永久[1]性修復(fù),國內(nèi)也稱為管道大修。復(fù)合材料修復(fù)是指借助于復(fù)合材料修復(fù)層自身的凱夫拉纖維補強修復(fù)材料主要由凱夫拉纖維（見圖1）和配套環(huán)氧樹脂組成。凱夫拉纖維具有密度低、高強度和高模量,將作用在管道損傷部位上的應(yīng)力,通過涂敷在缺陷部位的高強度填料、管體上和纖維材料層強度高、韌性好、耐高溫、防腐蝕、良好的電絕緣性等間的強力膠,均勻地傳遞到修復(fù)層自身上的一種修復(fù)方特點，不會產(chǎn)生電磁干擾，易于彎折施工。[2]法。配套樹脂根據(jù)需要可分為常溫/高溫、陸上應(yīng)用/油氣管道作為石油生產(chǎn)的重要設(shè)施，其完整性管理水下應(yīng)用、外腐蝕應(yīng)用/內(nèi)腐蝕應(yīng)用等類型。842014年12月李國民等:凱夫拉纖維管道修復(fù)技術(shù)應(yīng)用施工安裝復(fù)。粗糙的焊縫和尖銳凸起均應(yīng)打磨平滑，腐蝕坑內(nèi)殘留的舊涂層或腐蝕產(chǎn)物應(yīng)徹底清理。應(yīng)對需要修復(fù)的管體表面及其兩端100mm范圍內(nèi)的防腐層進行粗糙度處理，并達到Sa2.5級。應(yīng)盡量使用手持式粗糙度處理工具，以減少對管道本體的振動，避免再次泄漏。使用填充劑修復(fù)不規(guī)則表面將缺陷填充劑A和B按要求配比準確稱量，圖1KEVLA誖R49纖維兩者混合均勻后應(yīng)立即使用。帶(2)缺陷填充劑應(yīng)全部覆蓋不規(guī)則部位，保證填實有縫隙的部位，并使需修復(fù)部位規(guī)則平滑，邊緣凸出2.1管體修復(fù)作業(yè)流程(見圖2)部分要做出坡度，見圖3。缺陷評價修復(fù)方案制訂修復(fù)材料準備現(xiàn)場開挖缺陷修復(fù)缺陷定位基材表面處理清除防腐層現(xiàn)場檢測修復(fù)層防腐回填定期開挖檢查圖2管體缺陷修復(fù)作業(yè)流程2.2凱夫拉纖維補強修復(fù)技術(shù)施工步驟圖3缺陷正確填充方法示意待缺陷填充劑完全固化后，使用肥皂液檢測2.2.1數(shù)據(jù)收集、方案設(shè)計及現(xiàn)場驗證是否有氣泡產(chǎn)生，如有氣泡產(chǎn)生，則繼續(xù)使用缺陷填充劑對產(chǎn)生氣泡的部位進行再次填充，并用力按壓有氣泡處，直至再次固化后無氣泡產(chǎn)生。依據(jù)ISO24817國際標準，在復(fù)合纖維補強前應(yīng)進調(diào)配、涂抹補強樹脂行數(shù)據(jù)采集、方案設(shè)計和現(xiàn)場驗證。需采集的數(shù)據(jù):管道外徑、管道壁厚、鋼種等級、管道運行壓力、管道設(shè)計壓力、運行溫度、防腐層按標簽上的配比要求準確稱量樹脂，充分攪類型、管道位置、缺陷位置、缺陷類型、缺陷長度、缺拌后應(yīng)立即使用。當環(huán)境溫度低于10?時可將樹脂桶陷寬度、缺陷深度、泄漏直徑、流體類型、管道運行年浸泡在熱水中加熱，以便于均勻攪拌。限、擬使用年限及其他信息。根據(jù)現(xiàn)場實際需要配制適量的樹脂，配制好(2)方案設(shè)計:堵漏方案和凱夫拉纖維補強方案。的樹脂應(yīng)當在0.5h內(nèi)用完，施工作業(yè)應(yīng)在樹脂未固化2.2.2處理漏點及清理防腐層前完成。配制好的樹脂應(yīng)用毛刷均勻用力涂抹于管道(1)確保泄漏點被完全封堵，使用肥皂液或檢測表面和打磨后的防腐層表面，不得漏涂。儀器進行全面檢查，如仍有泄漏則不能進行補強施工。纏繞凱夫拉纖維(2)采用鋼帶、捆扎帶堵漏的表面應(yīng)當盡量規(guī)則，多余的鋼帶、膠墊要清理掉。(3)封堵完成后，按照設(shè)計要求剝離泄漏中心(1)應(yīng)根據(jù)設(shè)計方案中的各項設(shè)計參數(shù)進行操作。將調(diào)配好的樹脂均勻涂抹于凱夫拉補強帶上。點兩端規(guī)定距離內(nèi)的防腐層，應(yīng)使需修復(fù)的管體完纏繞方法見圖4。全裸露。2.2.3管道表面粗糙度處理(4)用力拉緊凱夫拉補強帶，直到補強帶表面有樹脂被擠出為止。(5)纏繞每一層的第一圈和最后一圈時應(yīng)當徑向(1)管道表面存在的任何缺陷包括焊渣、不合要纏繞一周，中間部分按照50%搭接寬度進行纏繞。求的外接物、焊縫缺陷(錯邊、未融合、噘嘴等)、腐(6)當前一條補強帶中斷需要續(xù)接時，后一條補蝕損傷、機械損傷、變形等，均應(yīng)按要求進行處理或修第40卷第6期85施工安裝圖4涂抹樹脂纏繞凱夫拉纖維帶強帶應(yīng)當覆蓋前一條補強帶的半圈。(7)纏繞至彎頭部位時，應(yīng)當對準彎頭的圓心點圖6彎頭泄漏補強修復(fù)施力，見圖5。補強技術(shù)進行永久修復(fù)。管道變形修復(fù)。某管道公司3PE管道發(fā)生變形，采用凱夫拉纖維帶進行修復(fù)，共修復(fù)32處。綜上所述，凱夫拉纖管道修復(fù)技術(shù)具有以下特點:圖5彎頭纏繞凱夫拉纖維帶使用簡單。不需要復(fù)雜的安裝工具及設(shè)備，與2.2.7樹脂固化后的硬度檢查管卡式產(chǎn)品相比更為輕便靈活。適用廣泛。可以永久修復(fù)管道內(nèi)外腐蝕缺陷、(1)創(chuàng)造干燥的作業(yè)及固化環(huán)境，遇下雨天氣應(yīng)裂紋、機械損傷、焊縫缺陷、材質(zhì)缺陷，對于彎頭、三當搭建雨棚。通、管道焊接部位的不平整表面，同樣可以修復(fù)。(2)待72h固化后檢驗補強層的硬度，應(yīng)當達到技術(shù)先進。修復(fù)前采用專業(yè)的計算機軟件進邵氏硬度72以上。行分析，保證修復(fù)管道的可靠性。凱夫拉纖維補強技術(shù)可以在不影響管道正常輸送的情況下，更加安全地完成管道維搶修施工。(1)管道泄漏補強修復(fù)。2013年2月冀東油田柳北轉(zhuǎn)油站管道穿孔滲漏，經(jīng)開挖確認是柳北轉(zhuǎn)油站三相分離器D377mm進液匯管彎頭處發(fā)生滲漏，滲漏點處王玉梅，劉艷雙，張延萍，等.國外油氣管道修復(fù)技術(shù)[J].油氣兩年前曾因穿孔打過不銹鋼卡帶，初步判定是由于內(nèi)部儲腐蝕導(dǎo)致管道銹蝕加重，造成原管卡密封不嚴而出現(xiàn)滲運，2005，24(12):13-16.漏。管道實施了不停產(chǎn)修復(fù)，其修復(fù)效果見圖6。[2]Q/SY1592-2013，油氣管道管體修復(fù)技術(shù)規(guī)范[S].螺旋焊縫補強修復(fù)。中石油某油田D[3]377mmISO/TS24817-2006，石油、石化和天然氣工業(yè)-用于管道工程的復(fù)合材料修理-質(zhì)量鑒定和設(shè)計、安裝、測試和檢查[s].X6.4mm輸油管道螺旋焊縫處發(fā)生外腐蝕，腐蝕面積為1425mmX220mm,腐蝕深度2.24mm,經(jīng)過研究分作者簡：析，最終采用凱夫拉纖維補強技術(shù)進行永久修復(fù)。介李國民(1