凯夫拉纤维管道修复技术应用

凯夫拉纤维管道修复技术应用李国民，陈小林，崔双民，颜腊红中国石油冀东油田公司，河北唐山063209doi:10.3969/j.issn.1001-2206.2014.06.023摘要:介绍了一种新型复合材料管道修复技术即凯夫拉纤维补强修复技术。文章从产品介绍、材料性能、施工步骤、注意事项及成功应用的实际案例等，对该补强修复技术进行了总结分析，指出该技术具有使用简单，可以永久修复管道内外腐蚀缺陷、裂纹、机械损伤，可以在不影响管道正常输送的情况下完成管道维抢修施工等优点。关键词:复合材料;凯夫拉纤维;管道;修复AppHcotionolKevlcrrarcimidFberinPipelineR-epoirAppliactionofKevlarAramidFiberinPipeelipanireRLiGuomi，nChenXiaoli，nCuiShuangmi，nYanLahongPetroChinJaidongOilfieldCo,.Tangshan063209,China41席1心口Abstract:Thispaperintroduceasnewkindofpipelinerepairtechniqueutsihengcompositemate,riai.le.Kevlararamifidber.Itsummarizesandanalyzesthispipelinereinforcemenantdrepairtechniqueinaspectsofproductdescription,materialperformanc,econstructionprocedu,rmaettersforattentionandsuccessfulapplicationcases,andindicatestheadvantagesofthematerialsuchaseasyapplicatio，npermanentrepairofinternalandexternalcorrosiondecftes，cracksandmechanicaldamageansdimplementintgherepairwithoutaffectingnormapipellineoperation.Keywords:compositemate;rialKevlararamidfi;berpipeline;repair越来越受到石化行业的重视，通过管道完整性检测评价发现管道本体缺陷后，应采取合适的修复方法进行修复，以确保管道效能处于良好受控状态。本文主要介绍凯夫管道修复技术在国外一般被称为3R技术（Repair、拉纤维补强修复技术，该技术具有无需焊接、安全方便Rehabilitatio、nReplac,e修补、修复及更换管段技术）。等特点，特别适用于不停输维修的危险区域。修补多指管道日常的维护、维修以及泄漏事故发生时的抢险和临时性维修,而修复及更换管段则属管道的永久[1]性修复,国内也称为管道大修。复合材料修复是指借助于复合材料修复层自身的凯夫拉纤维补强修复材料主要由凯夫拉纤维（见图1）和配套环氧树脂组成。凯夫拉纤维具有密度低、高强度和高模量,将作用在管道损伤部位上的应力,通过涂敷在缺陷部位的高强度填料、管体上和纤维材料层强度高、韧性好、耐高温、防腐蚀、良好的电绝缘性等间的强力胶,均匀地传递到修复层自身上的一种修复方特点，不会产生电磁干扰，易于弯折施工。[2]法。配套树脂根据需要可分为常温/高温、陆上应用/油气管道作为石油生产的重要设施，其完整性管理水下应用、外腐蚀应用/内腐蚀应用等类型。842014年12月李国民等:凯夫拉纤维管道修复技术应用施工安装复。粗糙的焊缝和尖锐凸起均应打磨平滑，腐蚀坑内残留的旧涂层或腐蚀产物应彻底清理。应对需要修复的管体表面及其两端100mm范围内的防腐层进行粗糙度处理，并达到Sa2.5级。应尽量使用手持式粗糙度处理工具，以减少对管道本体的振动，避免再次泄漏。使用填充剂修复不规则表面将缺陷填充剂A和B按要求配比准确称量，图1KEVLA誖R49纤维两者混合均匀后应立即使用。带(2)缺陷填充剂应全部覆盖不规则部位，保证填实有缝隙的部位，并使需修复部位规则平滑，边缘凸出2.1管体修复作业流程(见图2)部分要做出坡度，见图3。缺陷评价修复方案制订修复材料准备现场开挖缺陷修复缺陷定位基材表面处理清除防腐层现场检测修复层防腐回填定期开挖检查图2管体缺陷修复作业流程2.2凯夫拉纤维补强修复技术施工步骤图3缺陷正确填充方法示意待缺陷填充剂完全固化后，使用肥皂液检测2.2.1数据收集、方案设计及现场验证是否有气泡产生，如有气泡产生，则继续使用缺陷填充剂对产生气泡的部位进行再次填充，并用力按压有气泡处，直至再次固化后无气泡产生。依据ISO24817国际标准，在复合纤维补强前应进调配、涂抹补强树脂行数据采集、方案设计和现场验证。需采集的数据:管道外径、管道壁厚、钢种等级、管道运行压力、管道设计压力、运行温度、防腐层按标签上的配比要求准确称量树脂，充分搅类型、管道位置、缺陷位置、缺陷类型、缺陷长度、缺拌后应立即使用。当环境温度低于10?时可将树脂桶陷宽度、缺陷深度、泄漏直径、流体类型、管道运行年浸泡在热水中加热，以便于均匀搅拌。限、拟使用年限及其他信息。根据现场实际需要配制适量的树脂，配制好(2)方案设计:堵漏方案和凯夫拉纤维补强方案。的树脂应当在0.5h内用完，施工作业应在树脂未固化2.2.2处理漏点及清理防腐层前完成。配制好的树脂应用毛刷均匀用力涂抹于管道(1)确保泄漏点被完全封堵，使用肥皂液或检测表面和打磨后的防腐层表面，不得漏涂。仪器进行全面检查，如仍有泄漏则不能进行补强施工。缠绕凯夫拉纤维(2)采用钢带、捆扎带堵漏的表面应当尽量规则，多余的钢带、胶垫要清理掉。(3)封堵完成后，按照设计要求剥离泄漏中心(1)应根据设计方案中的各项设计参数进行操作。将调配好的树脂均匀涂抹于凯夫拉补强带上。点两端规定距离内的防腐层，应使需修复的管体完缠绕方法见图4。全裸露。2.2.3管道表面粗糙度处理(4)用力拉紧凯夫拉补强带，直到补强带表面有树脂被挤出为止。(5)缠绕每一层的第一圈和最后一圈时应当径向(1)管道表面存在的任何缺陷包括焊渣、不合要缠绕一周，中间部分按照50%搭接宽度进行缠绕。求的外接物、焊缝缺陷(错边、未融合、噘嘴等)、腐(6)当前一条补强带中断需要续接时，后一条补蚀损伤、机械损伤、变形等，均应按要求进行处理或修第40卷第6期85施工安装图4涂抹树脂缠绕凯夫拉纤维带强带应当覆盖前一条补强带的半圈。(7)缠绕至弯头部位时，应当对准弯头的圆心点图6弯头泄漏补强修复施力，见图5。补强技术进行永久修复。管道变形修复。某管道公司3PE管道发生变形，采用凯夫拉纤维带进行修复，共修复32处。综上所述，凯夫拉纤管道修复技术具有以下特点:图5弯头缠绕凯夫拉纤维带使用简单。不需要复杂的安装工具及设备，与2.2.7树脂固化后的硬度检查管卡式产品相比更为轻便灵活。适用广泛。可以永久修复管道内外腐蚀缺陷、(1)创造干燥的作业及固化环境，遇下雨天气应裂纹、机械损伤、焊缝缺陷、材质缺陷，对于弯头、三当搭建雨棚。通、管道焊接部位的不平整表面，同样可以修复。(2)待72h固化后检验补强层的硬度，应当达到技术先进。修复前采用专业的计算机软件进邵氏硬度72以上。行分析，保证修复管道的可靠性。凯夫拉纤维补强技术可以在不影响管道正常输送的情况下，更加安全地完成管道维抢修施工。(1)管道泄漏补强修复。2013年2月冀东油田柳北转油站管道穿孔渗漏，经开挖确认是柳北转油站三相分离器D377mm进液汇管弯头处发生渗漏，渗漏点处王玉梅，刘艳双，张延萍，等.国外油气管道修复技术[J].油气两年前曾因穿孔打过不锈钢卡带，初步判定是由于内部储腐蚀导致管道锈蚀加重，造成原管卡密封不严而出现渗运，2005，24(12):13-16.漏。管道实施了不停产修复，其修复效果见图6。[2]Q/SY1592-2013，油气管道管体修复技术规范[S].螺旋焊缝补强修复。中石油某油田D[3]377mmISO/TS24817-2006，石油、石化和天然气工业-用于管道工程的复合材料修理-质量鉴定和设计、安装、测试和检查[s].X6.4mm输油管道螺旋焊缝处发生外腐蚀，腐蚀面积为1425mmX220mm,腐蚀深度2.24mm,经过研究分作者简：析，最终采用凯夫拉纤维补强技术进行永久修复。介李国民(1