承压设备壁面的补丁注填料修复补强方法技术

本发明专利技术涉及一种对承压设备壁面进行修复补强的方法，具体地，本发明专利技术涉及管道、管件和压力容器壁面的打补丁注填料修复补强方法及其应用。本发明专利技术的修复补强方法包括在承压设备壁面的需要修复补强的部位焊接补丁，并在补丁与壁面之间填充填料，从而完成此部位的修复补强。本发明专利技术方法适合于各种输送管道、压力容器及其附属设施的临时抢修或长期修复补强，可延长承压设备的使用寿命，提高安全运行压力。

【技术实现步骤摘要】
专利
本专利技术涉及承压设备壁面的修复补强方法及其应用，具体地，本 专利技术涉及对各种管道、管件、压力容器及其附属设施的打补丁注填料 修复补强方法及其应用。技术背景油气管道运输是国民经济中的五大运输产业之一，仅目前我国油气长输管道就达4.5万余公里。这些管道在长期服役过程中，由于受 到地层压力、土壤腐蚀、电偶腐蚀、外力损伤等作用，造成管道爆裂、 泄漏等事故发生，影响管道的正常输送作业。管道的维修补强技术是保证管道完整性和延长管道使用寿命的重 要手段。迄今国内外用于管道维修补强的方法大致可以归结为焊接类 型、夹具类型和复合材料类型三大类，并可以细分为堆焊、打补丁、 打套袖、夹具、夹具注环氧、玻璃纤维复合材料和碳纤维复合材料等 小类。尽管这些方法各有优点，但总的来说，碳纤维复合材料补强技 术是综合性能最优，最有应用前景的维修补强技术，它有如下优点1、 不需降压，没有焊穿、氢脆和冷脆危险性；2、强度不随时间衰减，可 保持50年以上；3、弹性模量与管体一致，管体一旦承压，便可达到 补强效果；4、不仅适合于体积型腐蚀缺陷，而且适合于裂紋型缺陷， 对焊缝余高和错边要求不严；5、工艺相对简单。但碳纤维复合材料补强技术的成本相对较高，所以管道相关部门 一般用局部施焊补漏(打补丁)的方法来进行简单补强。管道上打补丁进行补强，方法简单，容易操作。但补丁与腐蚀坑 或机械损伤处之间存在空隙，管道所承受的压力往往难以由原有管道 传递到补丁上，达不到补丁补强的预期效果，因此管道运行仍存在较 大风险。
技术实现思路
为克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供了 一种改进的承压设备壁 面修复补强方法。本专利技术方法适合于各种输送管道、压力容器及其附 属设施的临时抢修或长期修复补强，特别是大型长输管道及其附属设 备的修复补强，可延长其使用寿命，提高安全运行压力。本专利技术的 一个方面提供了承压设备壁面的修复补强方法，其包括如下步骤(1) 在该设备壁面的需要修复补强的部位焊接补丁 ；(2) 在该补丁与设备壁面之间填充填料。在本专利技术的一优选实施方案中，所述补丁上预设有至少一个通孔， 更优选2-10个孔，特别优选2-5个孔。其中步骤(2)通过经由至少一个 所述通孔向所述补丁与设备壁面之间灌注浆液形似的可固化填料来实 现。在进一步优选的实施方案中，步骤(2)中使用头部设有单向截止阀 的灌注嘴来进行填料浆液的灌注，更优选使用高压止水针头来进行所 述灌注。在一优选实施方案中，固化后本专利技术所用的填料具有大于10MPa 的抗压强度，更优选具有大于40MPa的抗压强度。在另一优选实施方案中，固化后本专利技术所用的填料具有大于lGPa 的抗压弹性模量，更优选具有大于2GPa的抗压弹性模量。在本专利技术的优选实施方案中，所用填料为可固化聚合物，包括但 不限于液体橡胶，液体硅橡胶，纤维素衍生物，乙烯聚合物和共聚物， 饱和或不饱和聚酯，聚丙烯酸酯，聚醚，聚砜，氨基塑料，环氧树脂， 酚醛树脂，聚芳烃，呋喃类及其改性物，更优选为环氧树脂。本专利技术方法适用于各种承压设备的壁面的修复和补强，包括但不 限于各种管道、管件和压力容器等等。本专利技术方法可在设备不停止运行(如管道不停输)的情况下进行补 强作业，施工过程中不需要大型的机械吊装设备，除保留传统焊疤方 法简单的特点外，还可以在焊疤的基础上，填充补疤与管体之间的缺 陷，满足管体补强的力学强度需求。本专利技术的另 一 个方面提供了本专利技术的修复补强方法在设备壁面，尤其是各种管道、管件及压力容器壁面的修复补强中的应用。 附困说明附图说明图1为本专利技术实施例1中管道补强前的示意图。图2为图1所示管道补强后的示意图。图3为本专利技术实施例1管道补强过程中填料浆液走向的示意图， 其中箭头方向为填料浆液的流动方向。图4为图3中所示管道横截面的示意图。图5为本专利技术实施例3中压力容器修复补强前的示意图。图6为图5所示压力容器修复补强后的示意图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术的其它方面和优点，以下将结合附图对本 专利技术的优选实施方案进行详细说明，应当理解这些说明仅为示例性的 而非限制性的。如上所述，本专利技术一方面涉及设备壁面的修复补强方法，其包括 如下步骤(1) 在该设备壁面的需要修复补强的部位焊接补丁 ；(2) 在该补丁与设备壁面之间填充填料。本专利技术方法适用于各种设备的壁面特别是金属壁面的修复和补 强，尤其适用于各种承压设备壁面的修复和补强。本专利技术所用的术语 "承压设备，，通常指压力容器、压力管道、承压附件、压力锅等以流 体压力为基本载荷的设备的总称。在本专利技术的某些实施方案中，所述设备壁面的需修复补强的部位 存在缺陷，包括但不限于体积型缺陷、平面型缺陷、弥散损伤型缺陷 和几何型缺陷，优选为体积型缺陷。所述平面型缺陷可包括裂紋型缺 陷，弥散损伤型缺陷可包括氢鼓泡和/或微裂紋，几何型缺陷可包括噘 嘴和/或错边。所述缺陷的具体例子包括环焊缝和螺旋焊缝缺陷、腐蚀 点坑和机械损伤等等。在本专利技术的具体实施方案中，首先根据需修复补强部位的缺陷的 形状和大小制作补丁，然后在步骤(l)中将该补丁焊接在所需补强的设备壁面的相应部4立。本专利技术采用的补丁通常由金属材料制成，优选与需要修复补强的 设备壁面的材质相同。打补丁的方式有两种， 一种是把补丁尽量紧贴在需要修复补强的 设备壁面上，另一种是在补丁与需要修复补强的设备壁面之间留下一 定的空隙。在本专利技术的优选实施方案中，补丁与设备壁面之间的空隙小于10毫米，更优选小于5毫米，特别优选小于2毫米。在本专利技术的优选实施方案中，所述补丁上预设有至少一个通孔， 以便于经由该通孔向补丁与设备壁面之间填充填料。所述通孔的数目， 在补丁上的位置分布并没有特殊要求，只要其便于填料的填充，并且 不会明显降低补丁本身及补丁与设备壁面之间的结合强度即可。而符 合上述要求的通孔数目和位置的设置是本领域技术人员所熟知的。更 优选地，所述补丁上预设有2-10个孔，特别优选2-5个孔。本专利技术所用的术语"通孔"指从所述补丁的一侧穿透整个补丁延 伸至另一侧的孔。在本专利技术的某些优选实施方案中，步骤(2)通过经由所述补丁上预 留的通孔向补丁与设备壁面之间的空隙空间中灌注浆液形式的可固化 填料来实现。该填料浆液随后固化，从而补丁与需要修复补强的设备 壁面通过固化的填料形成一个整体，完成了此管道的修复补强。在本专利技术的某些优选实施方案中，所述补丁上预设有至少两个通 孔，其中至少一个通孔作为灌注孔用于灌注填料浆液，且至少一个通 孔作为排气孔用于排出补丁与设备壁面之间残留的气体。为了便于灌 注和排气，所述排气孔的位置可以设置在与灌注孔大致相对的位置， 也可以是缺陷的中心位置。优选地，灌注时使灌注孔处于底部，使排 气孔处于顶部。当然， 一个通孔是作为灌注孔还是排气孔并不是绝对 的，根据实际需要可以进行调整，例如其可在灌注的前半段用作灌注 孔，而在后半段用作排气孔。在本专利技术的优选实施方案中，可根据实际需要对灌注孔和排气孔 的数目和位置进行设置以更好地实现所需的填充目标。灌注时可能需 要考虑的因素包括但不限于灌注的填料浆液量及填料浆液的固化时间 (即灌注速度必须确保在填料固化之前能够完成所需量的填料灌注)，还有灌注质量等等。为便于灌注操作，在灌注时优选在灌注孔和排气孔上分别安装灌 注嘴和排气嘴。所述灌本文档来自技高网...

【技术保护点】
对承压设备壁面进行修复补强的方法，包括以下步骤：　　　　（１）在所述设备壁面的需要修复补强的部位焊接补丁；　　　　（２）在所述补丁与设备壁面之间填充填料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王金友，王修云，郑岩，刘国，
申请(专利权)人：北京安科管道工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]