[发明专利]承压设备壁面的补丁注填料修复补强方法

说明书

发明领域

本发明涉及承压设备壁面的修复补强方法及其应用，具体地，本 发明涉及对各种管道、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，而且适合于裂纹型缺陷， 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。

发明内容

为克服现有技术中的缺陷，本发明提供了一种改进的承压设备壁 面修复补强方法。本发明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。

本发明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。

在本发明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，固化后本发明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，固化后本发明所用的填料具有大于1GPa 的抗压弹性模量，更优选具有大于2GPa的抗压弹性模量。

在本发明的优选实施方案中，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。

本发明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。

本发明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。

本发明的另一个方面提供了本发明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。

附图说明

图1为本发明实施例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为本发明实施例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为本发明实施例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

为了更好地理解本发明的其它方面和优点，以下将结合附图对本 发明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。