本发明专利技术涉及一种管道修复用预浸料及制备与应用其的修复材料及修复方法，所述预浸料由如下重量份的成分制备而成：固体环氧树脂50～70份、液体环氧树脂30～50份、2-甲基咪唑0.3～1份、液态聚乙二醇1～10份、乳酸0.3～1份、端环氧丁腈橡胶5～20份、丙酮，丙酮用量为前面成分总重量的0.8～1.2倍。通过使用本发明专利技术研制的预浸料修复补强钢质管道结构，固化后形成的复合材料补强套袖可以有效分担管道承受的载荷，限制管道缺陷处在内压的作用下所产生的膨胀变形行为，恢复或提高原管道的正常承压能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种。
技术介绍
油气管道运输是五大运输产业之一，我国目前油气输送管道已突破7万公里。随着中国进入油气管道建设的高峰期，蔓延中国大地的油气管道的安全，成为越来越突出的问题。油气管道在服役期间，因腐蚀、自然灾害和人为破坏等原因往往形成各种管体缺陷，将造成在役管道爆裂、泄漏等事故发生，严重影响了管道的安全运行和输送作业能力，如何对检测到的管体缺陷进行有效地修复补强是确保管线安全运行和提高输送效益的关键技术措施。现有的管道修复技术包括焊接补疤、套袖、夹具、换管以及复合材料修复等。复合材料修复技术由于其施工安全方便、不停输、不需要焊接作业、具有可设计性和耐腐蚀性等优点，已被广泛用于钢质管道结构的补强修复。目前，各类复合材料修复产品体系主要有三部分组成(I)高强度的玻璃纤维或碳纤维增强材料；(2)固化速度快、性能高的基体胶粘剂材料；(3)传递载荷的高压缩强度管体缺陷填充材料。复合材料补强修复施工工艺有预成型法和湿缠绕法两种。但是，现场施工存在以下几方面问题1、胶粘剂配制比例问题。复合修复技术往往采用双组分胶粘剂，而现场施工人员往往在实际配胶操作中存在将双组分配比比例计算错误或未严格按照要求比例配比，造成固化的纤维复合材料性能下降，不能有效发挥补强修复的目的。2、胶粘剂搅拌不匀问题。胶粘剂在双组分充分均匀混合的情况下才能发挥复合材料基体作用，由于现场条件有限，双组分胶粘剂往往得不到充分均匀的搅拌。3、漏涂或涂刷胶粘剂不均问题。在缠绕预制体(干法施工)或纤维布(湿法施工)过程中，由于现场空间狭窄有限，管体3点至9点位置往往刷胶操作困难，往往出现漏涂和涂刷胶粘剂不均问题。以上施工中存在的问题将造成固化的复合材料拉伸强度和弹性模量不稳定，修复点在补强修复并同填一段时间后，出现修复材料与管体脱粘、分层、空鼓等修复缺陷，而在实际开挖检测中也得到了验证。预浸法是将玻璃纤维整束进行浸胶、烘干和短切的工艺方法。由于在制备过程中，纤维没有受到捏合、蓬松和撕松等过程的强力作用，因此纤维的原始强度不会有太大损失。同时，所有一切变量都在预浸生产工厂中得到了严格控制。现场安装简单，任何一个用户，经过简单培训，都能完成现场安装。复合修复材料抗拉强度和弹性模量稳定，安装过程不受环境影响。因此，针对现场施工操作和开挖验证 发现的问题，本专利技术采用预浸法制备修复补强用预浸料及其使用方法，以提高修复补强技术的有效性及修复工程质量，确保修复补强效果和防腐效果的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种管道修复用预浸料。本专利技术的另一目的在于提供一种所述管道修复用预浸料的制备方法。本专利技术的又一目的在于提供一种应用所述管道修复用预浸料的修复材料。本专利技术的再一目的在于提供一种应用所述管道修复用预浸料的修复方法。本专利技术的目的是针对油气输送管道修复补强现场施工操作问题所引起的脱粘、分层、空鼓等施工问题等，研制开发出一种专用的预浸法制备修复补强用预浸料，确保固化后复合材料具有稳定的抗拉强度和弹性模量，能够有效分担管道承受的载荷，提高修复补强技术的有效性及修复工程质量，确保修复补强效果和防腐效果的可靠性。为达上述目的，一方面，本专利技术提供了一种管道修复用浸料所述预浸料由如下重量份的成分制备而成固体环氧树脂50 70份、液体环氧树脂30 50份、2-甲基咪唑O. 3 I份、液态聚乙二醇I 10份、乳酸O. 3 I份、端环氧丁腈橡胶5 20份，丙酮用 量为前面成分总重量的O. 8 1. 2倍。优选地，丙酮用量与树脂的总用量基本相同。其中的固体环氧树脂和液体环氧树脂均为本领域常用成分，本领域技术人员均清楚知晓何种类型环氧树脂适用于本领域的浸料的制备，本领域技术人员在选择适合的固体环氧树脂和液体环氧树脂上无需付出更多的创造性劳动。其中的聚乙二醇也为本领域所常用，本领域技术人员均清楚知晓适用于本领域的聚乙二醇。本领域技术人员在本专利技术公开的基础上，依据其自身掌握的普通现有技术知识来选择本领域常用的聚乙二醇，即可实现本专利技术目的。上述的环氧树脂和聚乙二醇在本领域中均为广泛运用的市售产品，市售任何符合相应国家质量标准的上述产品均可应用于本专利技术并达到本专利技术的效果。本专利技术的管道修复用预浸料可以由本领域技术人员根据现有技术的方法，依照本专利技术的成分进行制备，然而根据本专利技术的具体实施方案，优选所述预浸料制备方法包括(I)固化剂制备将2-甲基咪唑搅拌溶解于液态聚乙二醇中，搅拌滴加乳酸，滴加完后搅拌反应，冷却至室温，静置过夜；优选所述滴加为控制温度不超过60°C ;优选所述搅拌反应为搅拌反应2小时；(2)预浸料制备搅拌下向丙酮溶液中加入端环氧丁腈橡胶，使溶解均匀，再加入固体环氧树脂使溶解，再加入液体环氧树脂，搅拌溶解，再加入步骤(I)制备的固化剂，搅拌均匀即成。管道修复用预浸料保质时间为室温不超过72小时，如贮存温度为-28°C，保质时间为2个月。另一方面，本专利技术还提供了一种所述管道修复用预浸料的制备方法所述方法包括如下步骤(I)固化剂制备将2-甲基咪唑搅拌溶解于液态聚乙二醇中，搅拌滴加乳酸，滴加完后搅拌反应，冷却至室温，静置过夜；优选所述滴加为控制温度不超过60°C ;优选所述搅拌反应为搅拌反应2小时；(2)预浸料制备搅拌下向丙酮溶液中加入端环氧丁腈橡胶，使溶解均匀，再加入固体环氧树脂使溶解，再加入液体环氧树脂，搅拌溶解，再加入步骤(I)制备的固化剂，即成。又一方面，本专利技术还提供了一种所述管道修复用预浸料的修复材料。所述修复材料包括浸溃或涂覆所述修复用预浸料的纤维布。根据本专利技术的具体实施方案，优选所述纤维布为碳纤维布，其中更优选为单向碳纤维布。根据本专利技术的具体实施方案，优选所述碳纤维布其抗拉强度为2500 5000MPa，拉伸弹性模量为100 350GPa，每平方米重量为200 400g，延伸率为1. O 2. 5%，幅宽为50-1500cm，长度为每卷100米。本专利技术的预浸料可以浸溃或涂覆在纤维布上，本专利技术优选为浸溃。譬如可以具体的为室温下将制备的预浸料倒入容器，将单向碳纤维布放入，溶液淹没碳纤维布，浸溃2 3分钟，取出碳纤维布干燥，既得。其中还可以优选在浸溃时盖上容器盖子。 所述的干燥可以优选为将浸溃完的碳纤维布平整放于隔离纸上，室温(室温23±2°C，相对湿度彡65% )晾干72小时。本专利技术制备的修复材料23±2°C下密封贮存保质期为15天，_28°C密封贮存保质期3个月。本预浸料制成的复合材料使用温度为_40°C +60°C。预浸料制备场地，必须严禁烟火，并配备灭火器材；低温贮存后使用预浸料必须是恢复至室温后(从冷藏柜中取出至少2小时)，才能开启密封袋。再一方面，本专利技术还提供了一种应用所述管道修复用预浸料的修复方法，该方法针对补强修复工程中所发现的实际问题，能够有效避免脱粘、分层、空鼓等施工缺陷，具有便施工、易操作、缺陷少和工程质量高的优点。所述修复方法为对管道的修复，包括如下步骤(I)、对缺陷处管道表面进行处理；(2)、采用缺陷填充材料对管道缺陷进行修补；(3)、采用浸溃或涂覆所述的预浸料的修复材料对管道缺陷处进行缠绕；(4)、对修复材料进行紧固固化；(5)、对修复材料进行外部防腐处理。其中步骤(I)所述的处理可以为现有技术中管道修复操作中任何的处理方法，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种管道修复用预浸料，其特征在于，所述预浸料由如下重量份的成分制备而成：固体环氧树脂50～70份、液体环氧树脂30～50份、2?甲基咪唑0.3～1份、液态聚乙二醇1～10份、乳酸0.3～1份、端环氧丁腈橡胶5～20份和丙酮，其中丙酮重量用量为前面成分总重量的0.8～1.2倍。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马卫锋，罗金恒，赵新伟，蔡克，陈志昕，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油天然气集团公司管材研究所，
类型：发明
国别省市：
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