一种碳纤维增强非开挖修复软管及电磁感应加热固化方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维增强非开挖修复软管及电磁感应加热固化方法、针对城市地下管道进行非开挖修复，电磁感应加热固化方法包括待修复管道损坏状况探测和记录、针对不同的缺陷制定不同的修复方案、边预热边加热固化、根据设定温度进行自适应温度调节等步骤。本方法很好的解决了城市管道问题的非开挖修复，整个修复过程对道路交通、环境影响小，且对管道整体结构进行了加固，延长了管道使用寿命。延长了管道使用寿命。延长了管道使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维增强非开挖修复软管及电磁感应加热固化方法


[0001]本专利技术属于点此感应加热
，尤其涉及一种感应加热固化技术。

技术介绍

[0002]地下管网随着使用年限的增加，会出现老化、渗漏、变形等问题，针对上述问题，通常采用的处理方法是对损坏部位进行开挖更换新管道。修复过程中对人力物力的消耗以及对交通环境影和居民生活影响较大。
[0003]为了降低传统管道修复方法的损耗，改进修复工艺，有学者在非开挖的条件下，采用紫外光固化的玻璃纤维材料去修复受损的管道。然而，此种修复软管存在力学性能差、软管壁厚大的缺点，造成修复后管道损失较大，极大的影响过流能力；此外，在对高压或者高强度要求的管道进行修复时，为保证修复后管道的力学性能和过流能力，玻璃纤维已经不能满足要求，而且紫外光固化对于不透光的碳纤维材料有着天然的劣势。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术不足，提供一种碳纤维增强非开挖修复软管及电磁感应加热固化方法。此方法不仅绿色环保、可靠性高而且修复后的管道具备结构强度高、壁厚薄、管损小。
[0005]本专利技术为实现上述目的，提供一种碳纤维增强非开挖修复软管及电磁感应加热固化方法，包含以下过程：
[0006]对管道修复之前进行预处理工作，所述预处理过程首先对管道进行清洗疏堵和排水，然后利用检测系统进行管道CCTV检测，将管道内的锈层、结垢腐蚀、穿孔、裂纹等状况进行探测和摄像，同时记录管道内的状况，从而将地下隐蔽管线变为在电脑上可见的内部录像，从而针对不同的缺陷指定不同的修复方案。
[0007]待原管道预处理完毕后，将内衬软管牵拉入所述的原管道。对所述的内衬软管进行一侧扎头1安装；将感应加热线圈和感应加热电源放入所述内衬软管中；对所述的内衬软管的另一侧进行扎头2安装；把充气软管接入所述的扎头2对内衬软管进行充气，使其紧贴原管道内壁。
[0008]将所述的感应加热线圈和感应加热电源移动到扎头1位置开始加热固化，通过一定的速度回拉；固化过程中的实时温度、加热时间、固化效果、回拉速度、管道压力通过对应的传感器集成到可视化的集中控制器显示；完成后固化后，收回所述感应加热线圈和控制器。利用切削工具切除固化完成的碳纤维复合材料管道的端口缩径部分，使其与原管道齐平。
[0009]优选的，所述的内衬软管由3层结构组成；从内到外依次是内膜、强度高，耐腐蚀的碳纤维增强复合材料层以及保护层如图5所示。
[0010]优选的，内膜直接吹塑成筒膜，非片膜熔接成筒膜；材质为聚酰亚胺，厚度为0.15mm，能够在200℃温度下以较好的性能长期使用。
[0011]优选的，碳纤维增强复合材料层，采用多层结构，其中第一层采用90
°
交叉编制的碳纤维线的粗纱网，编织方向对应于管道的横向和纵向，所述的横向和纵向分别是沿管道方向和垂直于管道方向；第二层大部分纤维方向与管道的所述纵向一直，以在固化后为衬里提供高周向刚度，而另一部分纤维在树脂固化之前，在所述带的横向上定向，以在软管的横向上提供所需的拉伸强度。针对高压的管道可以采用此种方式每两层作为一组进行加厚铺层。
[0012]优选的，感应加热线圈，采用利兹线以螺线绕制方式紧密绕制，绕制形状为圆柱形，绕制半径比待修复管道半径小3～5cm，绕制长度100mm。
[0013]优选的，自调节加热固化方法，采用模糊语在设定值的基础上，根据实时的监测温度对控制加热的参数进行在线自整定，能够以较小的温度误差适应不同的工作环境。
[0014]优选的，自调节加热固化方法，其特征在于，可以采用6～20个感应加热线圈和感应加热电源串联在滑环上用于旋转加热。
[0015]优选的，一种碳纤维增强非开挖修复软管及电磁感应加热固化方法，不仅能够修复圆形截面的管道，更重要的是能够针对轻度不规则性截面的管道进行完美修复。
[0016]本专利技术提出的方案至少具有以下优点或有益效果：
[0017]1.碳纤维复合材料内衬软管铺层结构和铺层厚度，其中第一层采用90
°
交叉编制的扁碳纤维线的粗纱网，编织方向对应于管道的横向和纵向，所述的横向和纵向分别是沿管道方向和垂直于管道方向；第二层大部分纤维方向与管道的所述纵向一直，以在固化后为衬里提供高周向刚度，而另一部分纤维在树脂固化之前，在所述带的横向上定向，以在软管的横向上提供所需的拉伸强度。碳纤维复合材料质量轻、强度高、从而可以降低软管厚度，并降低修复作业的难度。降低修复后管道的壁厚，从而比玻璃纤维管道提高了排水流量。针对高压的管道可以采用此种方式每两层作为一组进行加厚铺层，厚度采用公式精准计算，避免了盲目增加或减小铺层层数，增加了修复完成后管道的安全性和使用寿命。
[0018]2.通过感应加热对内衬软管进行加热，能够利用线圈对内软管进行均匀加热，从而避免加热不均匀造成内衬软管固化之后力学性较差，进一步的影响修复后的管道气密性、机械性能的缺点。
[0019]3.感应加热时采用线圈组串联在滑环上的方式，用来旋转加热使管体受热均匀，在严格复合固化曲线的基础上，提升了效率和固化后力学性能。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中:
[0021]图1为本专利技术实施例提供的一种碳纤维增强非开挖修复软管及电磁感应加热固化方法的流程图；
[0022]图2为本专利技术实施例提供的感应加热线圈加热装置示意图；
[0023]图中：1
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车身，2
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车轮，3
‑
伺服电机，4
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定子导线，5
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转子导线，6、11
‑
电磁线圈，7、 12
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伸缩连杆，8
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电机转轴，9
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固定装置，10
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滑环，13
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连接轴；
[0024]图3为本专利技术实施例提供的扎头1和2的示意图；
[0025]图4为本专利技术实施例提供的铺层结构示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例提供的软管结构示意图；
[0027]图中：301、扎头1；302、扎头2；401、内膜；402、碳纤维复合材料材料；403、保护层；503、待修复软管。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述﹐显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术提出了一种碳纤维增强非开挖修复软管及电磁感应加热固化方法，具体请参阅图1，包含以下过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维增强非开挖修复软管及电磁感应加热固化方法，其特征在于，在碳纤维增强非开挖修复软管施工工艺和自调节加热固化方法上实现的，将工艺参数转换成可供感应方法识别的参数；所述的碳纤维增强非开挖修复软管施工工艺和子调节加热固化方法包含以下过程：对管道修复之前进行预处理工作，所述预处理过程首先对管道进行清洗疏堵和排水，然后利用检测系统进行管道CCTV检测，将管道内的锈层、结垢腐蚀、穿孔、裂纹等状况进行探测和摄像，同时记录管道内的状况，从而将地下隐蔽管线变为在电脑上可见的内部录像，方便作出修复方案；待原管道预处理完毕后，将内衬软管牵拉入所述的原管道；对所述的内衬软管进行一侧扎头1安装；将感应加热线圈和感应加热电源放入所述内衬软管中；对所述的内衬软管的另一侧进行扎头2安装；把充气软管接入所述的扎头2对内衬软管进行充气，使其紧贴原管道内壁；将所述的感应加热线圈和感应加热电源移动到扎头1位置开始加热固化，通过一定的速度回拉；固化过程中的实时温度、加热时间、固化效果、回拉速度、管道压力通过对应的传感器集成到可视化的集中控制器显示；完成后固化后，收回所述感应加热线圈和控制器；利用切削工具切除固化完成的碳纤维复合材料管道的端口缩径部分，使其与原管道齐平。2.根据权利要求1所述的内衬软管，其特征在于，由3层结构组成；从内到外依次是内膜、强度高，耐腐蚀的碳纤维增强复合材料层以及保护层。3.根据权利要求2所述的内膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：许家忠，王锐，杨雪松，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：