不开挖翻衬法管道内衬修复技术

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。关键字：不开挖翻衬法管道修复不开挖修复1技术产产生的背景世界范围围内的石油开开采已有上百百年的历史，我我国的石油行行业也从20世纪60年代初起步步并过渡到了了旺盛时期。从从那时起管道道行业也开始始了发展，在在我国仅石油油石化业内的的各类管道就就达数十万公公里，到目前前使用时间超超过10年的管道占60％左右，加加上油田油气气水具有的腐腐蚀特性和多多数管道在高高温高压下运运行的特点，在在役管道普遍遍进入了大修修或更换期。传传统的作法是是采用外加防防腐保护层和和电化学法阴阴极保护，但但管道外防腐腐层老化是一一个自然属性性，因光氧、热热氧、电化学学、细菌、植植物根系及人人为损伤等因因素，都会导导致防腐层本本身或涂层与与管道接触面面的破坏；另另外，管道经经输送腐蚀介介质后，腐蚀蚀介质对管道道内壁的侵蚀蚀，导致管道道腐蚀穿孔；；也有一些尚尚未达到设计计寿命的管道道，由于施工工质量低，管管材选用不当当或设计不到到位等诸多的的人为因素，使使管道提前报报废。所有这这些原因都将将造成管道泄泄漏或失效，不不仅浪费了大大量的资源，污污染了生态环环境，增大了了生产成本又又严重危害了了管道周围的的安全。近年年来，非金属属管道在技术术和质量上虽虽然有了长足足的进步，但但还存在许多多不确定因素素，即使要大大面积采用或或替换金属管管道，也将需需要一笔巨大大的投资和经经历漫长的过过程。在民用给给排水方面，20世纪90年代以前埋埋设的金属管管道，大部分分未做内防腐腐，导致管道道内壁结垢，个个别腐烂穿孔孔，严重影响响供水水质。全全国各大中城城市都在相继继维修、改造造和更换供排排水管道，如如北京、天津津、大连等。他他们的一般作作法是：有条条件开挖的地地区，可敷设设新管废除旧旧管，但投资资较大；无条条件开挖的地地区，可采用用管道不开挖挖修复技术。如何简化化而又经济地地维修地下管管线，一直是是管道工程界界努力追求的的目标。应运运而生的不开挖翻衬衬法管道修复复技术是目前前世界上公认认的最为简便便和经济的方方法，它简化化了管道维修修的各种限制制和麻烦，为为业主节省了了宝贵的时间间和费用，同同时强化了原原管道的功能能。由于它不不需要全面开开挖，免除了了噪音、尘土土、污水等污污染，以及交交通受阻，破破坏环境等的的困扰，完全全符合现代环环保意识的要要求。2国内外技技术发展现状状旧管道道不开挖修复复是指在用管管道所处环境境无法采用开开挖更新、修修理或开挖管管段很不经济济的情况，经经综合经济分分析而又不应应废弃，或为为了提高输送送量、充分利利用管材的腐腐蚀余量、延延长使用寿命命而采取的一一种在线维修修方式。经半半个多世纪的的开发实践，大大体上已形成成了三大类十十多种工艺技技术，即插入入套管法(包括原形套套管和折叠式式套管)、涂层法、软软管翻衬法等等。（1）插入套管管法。主要是是将事先预制制好的塑料原原形管或折叠叠式套管，在在现场焊接，牵牵引就位，固固定在旧管线线上的一种方方法。（2）内涂层法法。经过长期期的实践改进进和原材料工工业的长足进进步，已形成成了如水泥砂砂浆衬里、树树脂涂层方法法等系列工艺艺技术。但也也存在有待改改进的工序，如如表面处理技技术、内补口口技术和质量量检测技术等等。（3）软管翻衬衬法。在20世纪80年代初，英英、美、日等等国兴起新技技术产业，而而且以较快的的速度形成系系列化。随着着高分子化学学工业的发展展，该方法采采用了复合增增强聚酯纤维维和热固型树树脂，利用水水压或气压翻翻衬，固化方方式为热水或或自然冷却；；衬里厚度为为4～20mm，施工管径径为20～30000mm，一次施工工长度为900m，最大施工工压力为1.72MPa，内衬层使使用温度达95℃；可适用于于下水道、饮饮用水管道、油油气输送管道道以及化学工工业的部分工工艺管道等，其其继续使用寿寿命可达30年以上。软软管翻衬是当当前公认的适适用范围广、施施工简便、辅辅助设施少、社社会效益好、应应用较广泛的的方法。具具有我国独立立知识产权和和国际先进水水平的翻衬法法管道不开挖挖修复技术，是是在借鉴国外外工艺的基础础上，结合我我国埋地管道道存在的管内内多焊瘤、毛毛刺，旧管接接口沉降错位位，管壁厚度度不均匀，管管道内结污垢垢严重等常见见问题，创造造出的一整套套适合国情的的实用技术。这这一技术的原原理是利用现现有的管道三三通、阀门等等地面开口，在在不开挖地面面的基础上，将将具有防渗透透耐蚀保护膜膜的复合纤维维增强软管作作为载体，浸浸渍环氧聚合合物后，用水水或气体作动动力，将软管管紧贴在旧管管内，固化后后在旧管内形形成整体性强强的光滑的管管中管，达到到对已遭腐蚀蚀的管道进行行修复，延长长了管道的使使用寿命的目目的。采用这这种新技术，不不仅不用大面面积开挖地面面，不会影响响交通，而且且明显地提高高了管道的承承压、减阻、阻阻垢、耐蚀等等性能，强化化了原管道的的整体功能，修修复后管道寿寿命可达30年以上，有有着不可低估估的社会和经经济效益，特特别是对环境境保护也起到到了积极作用用。3翻衬法管管道内衬技术术的指标及主主要特点3.1翻衬法管管道修复技术术主要工序(见图1)图1翻衬法修修复技术工序序示意清清管：采用机机械工艺和水水性清洗液，清清除管内原油油、结蜡结垢垢和除锈，达达到管内壁60%见到金属为为止。CCTV检查：采用CCTV管内摄录器器检查清管和和内衬层质量量。固固化：采用加加热或常温固固化措施，使使软管成为表表面光滑而又又坚硬的紧密密贴在管内壁壁的管中管。软软管制作、基基料配制及合合成：采用具具有知识产权权的机电一体体化翻衬机组组实现高分子子材料配比和和软管输送速速度自动化，保保证软管厚度度均匀且各项项机械性能和和技术指标达达到设计要求求。端端口处理：采采用套袖式连连管，保证端端口的可靠性性又不致于对对内衬材料造造成伤害。试试压连管：待待完全固化后后分段按管道道施工规范进进行试压，业业主验收合格格后连管和投投产。3.2技术指标可可修复管径50～12000mm；投资为新新建钢质管的的60%以下；压力0.6～10.5MPa；粗糙度≤5μm；介质为油油气水或酸碱碱等腐蚀介质质；内衬厚度度2～10mm；工作温度度可达95℃；线膨胀系系数(1.5～1.7)××10-5mmm/(mm··K)；使用用寿命30～50年；作业坑坑面积2m×11.5m；可提高输输送压力3%～5%；一次翻衬衬长度10000m左右；可提提高输量10%；可选用无无毒内衬材料料满足食品级级卫生要求；；抗拉强度≥65MPPa；抗弯强度≥90MPPa；抗压强度≥110MMPa；耐热性105～130℃；击穿电压3.5kkV/mm；抗冲击18磅大锤抡击3次，内衬层层管体无损。3.3主要特点不不开挖翻衬法法管道内衬修修复技术的主主要特点有：：(1)定点开挖且且开挖量小，无无污染，对周周边环境影响响小；(2)施工设备简简单，周期短短(塔里木轮南南油田6km高压注水管管线翻衬维修修工程只用了了20天)；（3）施工不受受季节影响；；（4）适用各类类材质和形状状的管线；（5）可提高管管线的整体性性能。如铸铁铁管道或混凝凝土管线承插插接口的严密密性得到增强强，原已遭腐腐蚀的管道得得到了补强，延延长了使用寿寿命，增强了了承压、减阻阻、阻垢、耐耐蚀的能力等等。4翻衬法管管道内衬技术术的优点及社社会经济效益益同同其它管中管管内衬技术(插入套管法法和涂层内衬衬法)相比(见表1)，翻衬法管管道内衬技术术的优势有：：作业坑小，造造价低，施工工周期短，对对周边影响小小，无污染；；对管道变形形和清管要求求不高；内衬衬层薄；在管管道错口处、弯弯头处也可施施工；线膨胀胀系数接近钢钢质管道；可可提高输量和和输送压力、减减缓结垢等。按按美国NACE的相关质量量检验标准，在在施工过程中中对内衬材料料造成的划痕痕深度不能超超过10％，而翻衬衬法施工工艺艺的内衬管在在没有固化前前，翻衬进管管内，衬管与与钢管之间没没有相对滑移移现象，所以以不存在划伤伤问题；加上上选用以环氧氧基聚合物为为骨架材料、施施工膜采用耐耐油性能良好好的聚酯型聚聚氨酯膜等材材料和简便的的施工工艺，使使翻衬法管道道内衬技术均均能满足油田田和石化领域域的要求。表1翻衬法管管道修复技术术与其他修复复方法比较项目翻衬法修复复技术传统换管技技术塑料管穿插插技术施工费费用小于60％100％(含拆迁费)70％左右施工时时间小于50％100％70％左右施工范范围定点开挖作作业坑全线开挖定点开挖大大作业坑施工设设备施工器具较较少重型机具较较多有大型机具施工材材料可在施工当当日进入现场场占用现场时时间长占用现场时时间短使用寿寿命30年以上平均20年30年以上对周边边环境影响小大较大适用管管径DN50以上，但DN300以上经经济性更好各类管径DN5000以下一次施施工长度长较长较短适用管管材钢筋混凝土土管，铸铁管管，螺旋旋焊接管和各各类管材各类管材各类管材工程意意外无易损坏其它它交叉管道或附近电电缆无环境污污染无尘土、噪音音、破坏植被被等无环境污污染少涉及多方面较少由由此可见，对对于主要道路路、河流及对对周边环境影影响较大的改改造路段，翻翻衬法管线不不开挖修复技技术最为简便便。5工程造价影影响翻衬维修修方法工程造造价的因素有有：管径和一一次承建长度度--综合费用增增减系数计算算；管道的工工况和现状--决定厚度、结结构和材质设设计；施工季季节--降温、升温温的投入；水水、电源和排排放条件--动力及排放放取费；合作作形式及施工工管理素质--分工及操作作风险程度；；断管数及所所处环境--布点及相关关工作量；是是否有旁通管管--开孔补孔工工作量；要求求清管程度--选用不同清清垢技术；是是否需要提供供CCTV摄影资料。6技术创新新点(1)创新点：①内衬软管与与外管贴合紧紧密；②内衬管适应应性强，施工工方便，强度度高；③机电一体化化全套施工、加加工设备。(2)专利技术(三项)：①翻衬法复合合软管成形装装置；②修复地下管管道的复合软软管；③组装式翻衬衬法管道修复复装置。7问题探讨(1)管道不开挖挖修复技术在在我国已经有有了一个良好好的开端，得得到了管道工工程界和业主主的认可，目目前纷纷仿效效的工程单位位也日渐增多多，需要规范范化，建立相相关的工程质质量标准，使使该项技术能能得到有序的的发展。(2)不开挖修复复技术与众多多实用技术一一样，其工艺艺原理虽简单单，但完成每每个环节必须须具有较深的的专业知识。要要认真做好各各道工序，应应强化专业化化分工，分专专业开发，提提高机电一体体化水平，排排除人为因素素对工程质量量的影响。不不开挖内衬法法修复技术中中对软管结构构设计、基料料配方调整、复复合和翻衬的的机电一体化化装备等工艺艺实施条件，都都具有较大的的高科技含量量。(3)加大宣传力力度，充分做做好技术可行行性论证，让让用户进一步步了解该技术术的先进性和和经济性并从从中受益，尤尤其是通过配配方的调整，强强化专业化装装备的开发，以以及提高管理理水平，就可可大大降低工工程成本，使使该项技术更更具有普及性性。(4）对油田油油气水输送管管道，管道维维修一般都需需要满足以下下要求：内衬衬材料必须在在高温(60～80℃)、腐蚀输送送介质条件下下不溶胀、不不溶蚀、不脱脱落；管径截截面积变化不不大(≤1.3％)；热变形不不大(线膨胀系数数应接近钢材材)；能适应大大口径螺旋焊焊缝管内多毛毛刺和焊瘤的的情况；施工工过程不能对对内衬材料有有划伤；应尽尽量减少业主主因停产造成成的损失等。（5)管道不开挖挖修复技术和和任何技术一一样，也存在在个别局限性性：因非金属属内衬材料不不可能耐130℃以上的高温温，因此更高高温度的输送送介质和蒸汽汽清管、高频频解堵、电火火焊等作业在在修复后的管管道上将受到到限制；另外外，如果长输输管线只有局局部维修，在在管道内部将将形成小台阶，采采用通球清管管作业时也将将受局限。当当然，用户在在没有以上使使用环境和条条件下，尽可可以放心使用用。8小结我我国的旧管道道所采用的不不开挖修复技技术，目前已已进入了工程程化、系列化化、规模化的的开创和进一一步开拓阶段段。其中翻衬衬法管道内衬衬修复技术是是目前国际上施工较为为方便和经济济的方法，也也是国内管道道修复工程中中应用较多的的修复技术。该该方法最小管管径为50mm，最大管径径为1200mm；经5年的工程实实践，该工艺艺技术可以适适用于多旁通通管、多弯头头，管内径尺尺寸变化大和和管床塌陷管管段错位等复复杂的管段；；该方法所需需的作业坑很很小，通常能能容纳1～2人