凱夫拉纖維管道修復(fù)技術(shù)應(yīng)用李國(guó)民，陳小林，崔雙民，顏臘紅中國(guó)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(bǔ)強(qiáng)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(xiàng)及成功應(yīng)用的實(shí)際案例等，對(duì)該補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)分析，指出該技術(shù)具有使用簡(jiǎn)單，可以永久修復(fù)管道內(nèi)外腐蝕缺陷、裂紋、機(jī)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(diǎn)。關(guān)鍵詞：復(fù)合材料;凱夫拉纖維;管道;修復(fù)AppHcotionolKevlcrrArcimidFibermPipelineR-epoirAppliactionofKevlarAramidFiberinPipeelipanireRLiGuomi，nChenXiaoli，nCuiShuangmi，nYanLahongPetroChinJaidongOilfieldCo，.Tangshan063209，ChinaAlAbstract:Thispaperintroduceasnewkindofpipelinerepairtechniqueutsihengcompositemate，riai.le.Kevlararamifidber.Itsummarizesandanalyzesthispipelinereinforcemenantdrepairtechniqueinaspectsofproductdescription，materialperformanc，econstructionprocedu，andrmaettersforattentionandsuccessfulapplicationcases，indicatestheadvantagesofthematerialsuchaseasyapplicatio,npermanentrepairofinternalandexternalcorrosiondecftes,cracksandmechanicaldamageansdimplementintgherepairwithoutaffectingnormapipellineoperation.andKeywords:compositemate;rialKevlararamidfi;berpipeline;repair越來(lái)越受到石化行業(yè)的重視，通過(guò)管道完整性檢測(cè)評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)管道本體缺陷后，應(yīng)采取合適的修復(fù)方法進(jìn)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(guó)外一般被稱為3R技術(shù)（Repair、拉纖維補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)具有無(wú)需焊接、安全方便RehabilitationnReplac，e修補(bǔ)、修復(fù)及更換管段技術(shù)）。等特點(diǎn)，特別適用于不停輸維修的危險(xiǎn)區(qū)域。修補(bǔ)多指管道日常的維護(hù)、維修以及泄漏事故發(fā)生時(shí)的搶險(xiǎn)和臨時(shí)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(guó)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(bǔ)強(qiáng)修復(fù)材料主要由凱夫拉纖維（見(jiàn)圖1）和配套環(huán)氧樹(shù)脂組成。凱夫拉纖維具有密度低、高強(qiáng)度和高模量，將作用在管道損傷部位上的應(yīng)力，通過(guò)涂敷在缺陷部位的高強(qiáng)度填料、管體上和纖維材料層強(qiáng)度高、韌性好、耐高溫、防腐蝕、良好的電絕緣性等間的強(qiáng)力膠，均勻地傳遞到修復(fù)層自身上的一種修復(fù)方特點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，易于彎折施工。[2]法。配套樹(shù)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(guó)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(duì)需要修復(fù)的管體表面及其兩端100mm范圍內(nèi)的防腐層進(jìn)行粗糙度處理，并達(dá)到Sa2.5級(jí)。應(yīng)盡量使用手持式粗糙度處理工具，以減少對(duì)管道本體的振動(dòng)，避免再次泄漏。2.2.4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(zhǔn)確稱量，圖1KEVLARR49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(shí)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(jiàn)圖2)部分要做出坡度，見(jiàn)圖3。缺陷評(píng)價(jià)修復(fù)方案制訂修復(fù)材料準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖缺陷修復(fù)缺陷定位基材表面處理清除防腐層現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)修復(fù)層防腐回填定期開(kāi)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(bǔ)強(qiáng)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(cè)2.2.1數(shù)據(jù)收集、方案設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)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(duì)產(chǎn)生氣泡的部位進(jìn)行再次填充，并用力按壓有氣泡處，直至再次固化后無(wú)氣泡產(chǎn)生。依據(jù)ISO24817國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在復(fù)合纖維補(bǔ)強(qiáng)前應(yīng)進(jìn)2.2.5調(diào)配、涂抹補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂行數(shù)據(jù)采集、方案設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。需采集的數(shù)據(jù):管道外徑、管道壁厚、鋼種等級(jí)、管道運(yùn)行壓力、管道設(shè)計(jì)壓力、運(yùn)行溫度、防腐層按標(biāo)簽上的配比要求準(zhǔn)確稱量樹(shù)脂，充分?jǐn)囶愋?、管道位置、缺陷位置、缺陷類型、缺陷長(zhǎng)度、缺拌后應(yīng)立即使用。當(dāng)環(huán)境溫度低于10?時(shí)可將樹(shù)脂桶陷寬度、缺陷深度、泄漏直徑、流體類型、管道運(yùn)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(chǎng)實(shí)際需要配制適量的樹(shù)脂，配制好(2)方案設(shè)計(jì):堵漏方案和凱夫拉纖維補(bǔ)強(qiáng)方案。的樹(shù)脂應(yīng)當(dāng)在0.5h內(nèi)用完，施工作業(yè)應(yīng)在樹(shù)脂未固化2.2.2處理漏點(diǎn)及清理防腐層前完成。配制好的樹(shù)脂應(yīng)用毛刷均勻用力涂抹于管道(1)確保泄漏點(diǎn)被完全封堵，使用肥皂液或檢測(cè)表面和打磨后的防腐層表面，不得漏涂。儀器進(jìn)行全面檢查，如仍有泄漏則不能進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)施工。2.2.6纏繞凱夫拉纖維(2)采用鋼帶、捆扎帶堵漏的表面應(yīng)當(dāng)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(jì)要求剝離泄漏中心(1)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)方案中的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行操作。將調(diào)配好的樹(shù)脂均勻涂抹于凱夫拉補(bǔ)強(qiáng)帶上。點(diǎn)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(jiàn)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(bǔ)強(qiáng)帶，直到補(bǔ)強(qiáng)帶表面有樹(shù)脂被擠出為止。纏繞每一層的第一圈和最后一圈時(shí)應(yīng)當(dāng)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(jìn)行纏繞。求的外接物、焊縫缺陷(錯(cuò)邊、未融合、噘嘴等)、腐當(dāng)前一條補(bǔ)強(qiáng)帶中斷需要續(xù)接時(shí)，后一條補(bǔ)蝕損傷、機(jī)械損傷、變形等，均應(yīng)按要求進(jìn)行處理或修第40卷第6期85施工安裝圖4涂抹樹(shù)脂纏繞凱夫拉纖維帶強(qiáng)帶應(yīng)當(dāng)覆蓋前一條補(bǔ)強(qiáng)帶的半圈。纏繞至彎頭部位時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)準(zhǔn)彎頭的圓心點(diǎn)圖6彎頭泄漏補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)施力，見(jiàn)圖5。補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)進(jìn)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(jìn)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(diǎn)：圖5彎頭纏繞凱夫拉纖維帶使用簡(jiǎn)單。不需要復(fù)雜的安裝工具及設(shè)備，與2.2.7樹(shù)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?？梢杂谰眯迯?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(jī)械損傷、焊縫缺陷、材質(zhì)缺陷，對(duì)于彎頭、三當(dāng)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(yàn)補(bǔ)強(qiáng)層的硬度，應(yīng)當(dāng)達(dá)到（3）技術(shù)先進(jìn)。修復(fù)前采用專業(yè)的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)邵氏硬度72以上。行分析，保證修復(fù)管道的可靠性。（4）凱夫拉纖維補(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)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(kāi)挖確認(rèn)是柳北轉(zhuǎn)油站三相分離器D377mm進(jìn)液匯管彎頭處發(fā)生滲漏，滲漏點(diǎn)處王玉梅，劉艷雙，張延萍，等.國(guó)外油氣管道修復(fù)技術(shù)[J].油氣兩年前曾因穿孔打過(guò)不銹鋼卡帶，初步判定是由于內(nèi)部?jī)?chǔ)腐蝕導(dǎo)致管道銹蝕加重，造成原管卡密封不嚴(yán)而出現(xiàn)滲運(yùn)，2005,24（12）:13-16.漏。管道實(shí)施了不停產(chǎn)修復(fù)，其修復(fù)效果見(jiàn)圖6。[2]Q/SY1592-2013,油氣管道管體修復(fù)技術(shù)規(guī)范[S].（2）螺旋焊縫補(bǔ)強(qiáng)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(jì)、安裝、測(cè)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(guò)研究分作者簡(jiǎn)：析，最終采用凱夫拉纖維補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行永久修復(fù)