在現代社會,管道系統普遍應用于供水、排水、石油、自然氣等諸多區域,是確定城市正常運轉和工業生產的重要基礎設施。然而,隨著使用年限的增加以及受到各種復雜環境因素的影響,管道容易出現腐蝕、破損、滲漏等問題,不僅影響管道的正常運行,還可能引發穩定事故和環境污染。因此,管道修理技術顯得重要。復合軟管內襯修理工藝作為一種的非開挖修理技術,近年來在管道工程中得了越來越普遍的應用。
復合軟管內襯修理工藝的原理是在既有金屬或混凝土管道內部植入自承壓型復合軟管,從而形成“管中套管”的復合體系。當介質輸送時,內襯層與母管緊密貼合,共同承擔輸送任務。這種復合結構充足發揮了復合軟管和原有管道的各自優點,提升了管道的性能。
復合軟管通常采用創新性的三層復合結構。外層為TPU改性材料構建的抗磨防護層,能夠抵御外界的摩擦和磨損,保護內層結構不受損害;中間層采用高強纖維增強結構層,賦予復合軟管較不錯的強度和良好的韌性,使其能夠承受相應的壓力和拉伸力;內層配置特別改性TPU介質導流層,介質能夠在管道內順暢流動,同時具有不錯的不怕化學腐蝕性。這種三層復合結構使得新型復合材料體系兼具、不錯韌性及多重不怕受特性,在水承壓性能方面表現突出。
復合軟管內襯修理工藝具有眾多明顯優點,使其在管道修理區域脫穎而出。
非開挖施工是該工藝的一大突出亮點。守舊的管道修理方法往往需要大面積開挖地面,這不僅會對周圍環境造成大破壞,影響交通和居民生活,而且施工周期長、成本高。而復合軟管內襯修理工藝僅需在管道起止點設置操作井,大幅減少了土方工程量。以城市供水管道修理為例,在繁華的市區,如果采用守舊開挖方式修理管道,可能需要封閉道路,導致交通擁堵,影響周邊商業活動和居民出行。而復合軟管內襯修理工藝可以在不破壞路面的情況下進行施工,大限度地降低了對周圍環境和居民生活的影響,明顯縮短了工期。
該工藝具有普遍的管徑適用范圍,覆蓋DN100-DN1000,并且支持定制化管段生產,特別適用于長距離管道修理工程。無論是小口徑的居民小區供水管道,還是大口徑的城市輸水主干管,亦或是長距離的輸油、輸氣管道,都能采用復合軟管內襯修理工藝進行修理。這使得該工藝能夠達到不同類型管道工程的需求,具有不錯的通用性。
成本效益明顯也是復合軟管內襯修理工藝的重要優點。相較守舊開挖換管方式,它可降低40%以上的綜合成本。這主要體現在多個方面,如減少了土方開挖、回填以及路面恢復等費用,降低了施工過程中的人力、物力投入,同時避免了因長時間施工對周邊商業和交通造成的間接經濟損失。而且,修理后的管道使用壽命延長,減少了未來再次修理或替換管道的成本。
復合軟管內襯修理工藝的實施有著嚴謹且的工藝流程。
起先是工作井開挖定位。根據管道修理的具體位置,準確確定操作井的開挖位置,操作井的大小和深層要達到施工設備和人員操作的需求。在開挖過程中,要注意對周邊環境的保護,采取需要的支護措施,防止塌方等穩定事故的發生。
利用智能檢測機器人進行管況診斷是關鍵步驟。檢測機器人可以深入管道內部,對管道的腐蝕程度、破損位置、結垢情況等進行全部、細致的檢測,并通過高清攝像頭將管道內部的情況實時傳輸到地面控制中心。技術人員根據檢測數據,制定詳細的修理方案,確定復合軟管的規格、型號以及修理的主要部位。
管道清洗預處理不可少。在修理前,需采用高壓水槍、清管器等工具對管道進行全部清洗,去掉管道內部的污垢、沉積物、鐵銹等雜質,使管道內壁達到相應的清潔度。這不少有利于復合軟管的順利植入,還能確定復合軟管與原管道內壁緊密貼合,提升修理效果。例如,對于輸送石油的管道,管道內可能存在大量的油污和蠟質沉積物,通過特別的清洗設備和清洗劑,能夠將這些雜質清理。
接下來是復合軟管牽引植入。將經過預處理的復合軟管通過用的牽引設備,從操作井緩慢牽引至管道內部。在牽引過程中,要控制好牽引速度和力度,復合軟管不被損壞,并且能夠按照預定的路徑準確地鋪設在管道內。
液壓脹管定型工藝使復合軟管與原管道內壁緊密貼合。通過向復合軟管內注入高壓液體,使復合軟管膨脹,從而與原管道內壁充足接觸并貼合,形成的復合結構。在脹管過程中,要嚴格控制壓力和脹管時間,確定貼合效果符合要求。
雙密封接頭裝配用于連接復合軟管的各個管段以及復合軟管與原管道的接口。采用用的密封接頭,連接處具有良好的密封性和強度,防止介質泄漏。接頭的安裝要嚴格按照操作規程進行,確定安裝質量。
系統壓力完整性檢測對修理后的管道進行全部的壓力測試。通過向管道內逐漸升壓,檢查管道的密封性、承壓能力等指標,確定修理后的管道能夠達到實際使用要求。只有通過壓力測試的管道,才能進行下一步的路面恢復工程。
路面恢復工程將操作井進行回填,并對開挖的路面進行修理,使其恢復到施工前的狀態。在路面恢復過程中,要注意按照道路施工的相關標準進行施工,路面的平整度和承載能力。
復合軟管內襯修理工藝在實際管道工程中已得了大量成功應用。
在江蘇油田,2023年12月28日,在新源公司淮安高家堰生產基地,崗位員工對采輸鹵管道進行清掃施工作業,這是油田初次應用復合軟管內襯修理技術進行長距離管道施工作業,本次維修管段長25.25公里,修理長度為該油田之。該管線自2005年投產至今,已運行18年,管道敷設環境較復雜。通過采用復合軟管內襯修理技術,去掉了穩定環保隱患,延長了管道的壽命。
在上海城市供水老舊管網愈新改造工程中,某自來水公司委托相關公司對該供水地區dn600球墨鑄鐵管、dn800混凝土管進行非開挖內襯修理,總長度超1000米。其中一條dn600球墨鑄鐵管存在連續3處45°角“z”字型管段,施工難度大。但施工團隊經過5天的努力,成功一次性內襯修理這段300多米長的管道。對于位于城區主干道路面下臨近醫院及學校的dn800混凝土管,由于交通壓力大且工期緊迫,采用纖維增強復合管內襯法進行修理,僅設置3m×5m的工作坑,一次成型,工期僅5天,正確解決了業主的痛點和難點,受到了業主各部門統帥的高度認同。