不开挖翻衬法管道内衬修复技术.doc

1 不开挖翻衬法管道内衬修复技术摘要:综述了国内外管道不开挖修复技术的发展历史与现状, 着重介绍了国内采用翻衬法管道内衬修复方法的原理、工序、技术特点及社会经济效益等, 最后指明了该方法的应用领域及推广前景。关键词:不开挖翻衬法管道修复不开挖修复 1 技术产生的背景世界范围内的石油开采已有上百年的历史,我国的石油行业也从 20 世纪 60 年代初起步并过渡到了旺盛时期。从那时起管道行业也开始了发展, 在我国仅石油石化业内的各类管道就达数十万公里,到目前使用时间超过 10 年的管道占 60 %左右, 加上油田油气水具有的腐蚀特性和多数管道在高温高压下运行的特点, 在役管道普遍进入了大修或更换期。传统的作法是采用外加防腐保护层和电化学法阴极保 2 护, 但管道外防腐层老化是一个自然属性, 因光氧、热氧、电化学、细菌、植物根系及人为损伤等因素, 都会导致防腐层本身或涂层与管道接触面的破坏; 另外, 管道经输送腐蚀介质后,腐蚀介质对管道内壁的侵蚀,导致管道腐蚀穿孔; 也有一些尚未达到设计寿命的管道, 由于施工质量低, 管材选用不当或设计不到位等诸多的人为因素,使管道提前报废。所有这些原因都将造成管道泄漏或失效, 不仅浪费了大量的资源, 污染了生态环境, 增大了生产成本又严重危害了管道周围的安全。近年来, 非金属管道在技术和质量上虽然有了长足的进步, 但还存在许多不确定因素, 即使要大面积采用或替换金属管道, 也将需要一笔巨大的投资和经历漫长的过程。在民用给排水方面, 20 世纪 90 年代以前埋设的金属管道, 大部分未做内防腐, 导致管道内壁结垢, 个别腐烂穿孔, 严重影响供水水质。全国各大中城市都在相继维修、改造和更换供排水管道, 如北京、天津、大连等。他们的一般作法是: 有条件开挖的地区, 可敷设新管废除旧管, 但投资较大;无条件开挖的地区,可采用管道不开挖修复技术。如何简化而又经济地维修地下管线,一直是管道工程界努力追求的目标。应运而生的不开挖翻衬法管道修复技 3 术是目前世界上公认的最为简便和经济的方法, 它简化了管道维修的各种限制和麻烦,为业主节省了宝贵的时间和费用,同时强化了原管道的功能。由于它不需要全面开挖,免除了噪音、尘土、污水等污染, 以及交通受阻, 破坏环境等的困扰,完全符合现代环保意识的要求。 2 国内外技术发展现状旧管道不开挖修复是指在用管道所处环境无法采用开挖更新、修理或开挖管段很不经济的情况,经综合经济分析而又不应废弃,或为了提高输送量、充分利用管材的腐蚀余量、延长使用寿命而采取的一种在线维修方式。经半个多世纪的开发实践,大体上已形成了三大类十多种工艺技术,即插入套管法( 包括原形套管和折叠式套管) 、涂层法、软管翻衬法等。(1) 插入套管法。主要是将事先预制好的塑料原形管或折叠式套管, 在现场焊接, 牵引就位, 固定在旧管线上的一种方法。(2) 内涂层法。经过长期的实践改进和原材料工业的长足进步, 已形成了如水泥砂浆衬里、树脂涂层方法等系列 4 工艺技术。但也存在有待改进的工序,如表面处理技术、内补口技术和质量检测技术等。(3 )软管翻衬法。在 20 世纪 80 年代初,英、美、日等国兴起新技术产业, 而且以较快的速度形成系列化。随着高分子化学工业的发展, 该方法采用了复合增强聚酯纤维和热固型树脂, 利用水压或气压翻衬, 固化方式为热水或自然冷却;衬里厚度为 4~ 20 mm ,施工管径为 20~3 000 mm , 一次施工长度为 900 m ,最大施工压力为 MPa ,内衬层使用温度达 95℃;可适用于下水道、饮用水管道、油气输送管道以及化学工业的部分工艺管道等, 其继续使用寿命可达 30 年以上。软管翻衬是当前公认的适用范围广、施工简便、辅助设施少、社会效益好、应用较广泛的方法。具有我国独立知识产权和国际先进水平的翻衬法管道不开挖修复技术, 是在借鉴国外工艺的基础上, 结合我国埋地管道存在的管内多焊瘤、毛刺, 旧管接口沉降错位, 管壁厚度不均匀, 管道内结污垢严重等常见问题, 创造出的一整套适合国情的实用技术。这一技术的原理是利用现有的管道三通、阀门等地面开口, 在不开挖地面的基础上, 将具有防渗透耐蚀保护膜的复合纤维增强软管作为载体, 浸渍环氧聚合物后, 用水或气体作动力, 将软管紧贴在旧管内, 固化 5 后在旧管内形成整体性强的光滑的管中管, 达到对已遭腐蚀的管道进行修复, 延长了管道的使用寿命的目的。采用这种新技术, 不仅不用大面积开挖地面, 不会影响交通, 而且明显地提高了管道的承压、减阻、阻垢、耐蚀等性能, 强化了原管道的整体功能,修复后管道寿命可达 30 年以上,有着不可低估的社会和经济效益, 特别是对环境保护也起到了积极作用。 3 翻衬法管道内衬技术的指标及主要特点