一种采用正负压内衬技术修复燃气管道的方法与流程

1.本发明涉及燃气管道修复技术领域，具体涉及一种采用正负压内衬技术修复燃气管道的方法。


背景技术：

2.燃气管道运行多年，在役管线内壁在不同程度上受到来自h2s及其它酸性气体腐蚀，影响管道使用寿命。常见的修复方法为内壁喷涂修复，通过喷涂特殊的涂层材料，可以修复燃气管道内壁的破损或腐蚀部分。修复涂层通常具有耐高温、耐腐蚀等特性，能够提供有效的保护，并恢复管道的流体传输能力。但内壁喷涂修复需要对管道内壁进行充分的清洁和准备工作，确保喷涂涂层能够牢固附着在管道表面上。这包括去除锈蚀、油脂、水分等杂质，并进行表面处理，以提高喷涂的附着力。这些准备工作需要耗费时间和资源。内壁喷涂修复方法对于严重损坏或腐蚀的管道可能无法有效修复。如果管道存在大面积腐蚀、破损或凹陷等问题，内壁喷涂修复可能无法提供足够的保护，此时可能需要采取其他更复杂的修复方法。虽然内壁喷涂修复可以提供一定程度的保护，但随着时间的推移，修复涂层可能会磨损或受到其他环境因素的影响，需要定期检查和维护。维护涉及到管道的停运和再次施工，可能会给运营造成一定的干扰和成本。


技术实现要素：

3.基于背景技术存在的问题，本发明提供了一种采用正负压内衬弹性聚氨酯高压软管技术对在役管线内壁进行修复，修复后的管道可以大大缓解管道的结垢，降低钢管内壁腐蚀造成泄漏的风险，平均寿命可延长20年以上。
4.本发明通过以下技术方案实施：
5.一种采用正负压内衬技术修复燃气管道的方法，包括以下步骤：
6.s1.截断钢管及局部开挖；
7.s2.钢管内壁除锈；
8.s3.内衬修复；
9.s4.截断部位二次连接。
10.进一步地，步骤s1中截断钢管及局部开挖具体操作为：利用寻线定位技术，寻找修复钢管开挖口，根据寻线结果确定一次内衬钢管的长度，弯头部位需要截断。
11.进一步地，步骤s2中钢管内壁除锈可视情况进行操作；
12.小规格(168以下规格)钢管采用旋转钢丝刷+空气内吹扫完成；
13.旋转钢丝刷是通过探杆(内联电源线)依靠风送将捆绑软线传送至管线的截断部位，采用捆绑软线将电源线及拖拉线固定再拖拉至管线的截断部位，完成拖拉及电源连接的各项准备工作；内壁除锈通过轴承连带钢丝刷(钢丝刷外径略大于钢管内径，轴心处焊接连接环，便于连接拖拉绳)旋转在拖拉过程中完成，此过程至少需要进行正反两次拖拉。
14.大规格(219以上规格)钢管采用喷砂+空气内吹扫完成；
15.喷砂(石英砂)首先依靠风送将捆绑软线传送至管线的截断部位，通过捆绑软线将气管与内置跑车(为防止跑车运行过程中发生翻转现象，通常采用三个跑车为一组，按管径轴向平均分配，通过一个支架固定在与管壁接触的不同三个部位)固定(气管喷嘴固定在内置的一个跑车上)，在跑车拖拉过程中完成钢管内壁除锈。
16.进一步地，步骤s2中除锈后要通过空气内吹扫技术将沉积管内杂物吹净，除锈效果可依据强光手电在开挖口两侧向内探照进行检查。
17.进一步地，步骤s3中内衬修复具体包括以下步骤：
18.s301.高压软管铺设；
19.s302.高压软管与钢管粘连；
20.s303.粘接面固化。
21.进一步地，步骤s301中高压软管铺设具体操作为：在高压软管表面均匀涂覆复合胶粘剂，胶层厚度为0.1-0.5mm，通过牵引技术，将外表面涂胶的高压软管穿越钢管内壁(高压软管管径略小于钢管内径，高压软管具有一定的弹性)，此过程关键是保证软管涂胶均匀，胶层厚度满足要求，穿越过程中保持高压软管不打结，高压软管两端相对保持抻紧，保持软管不与钢管内壁接触，平滑进行。
22.进一步地，其特征在于，复合胶粘剂采用改性马来酸酐接枝聚乙烯为主材料的聚乙烯胶粘剂，按重量份计，包括以下组分：马来酸酐接枝聚乙烯20-30份、聚乙炔粘弹体10-15份、聚酯粘弹体3-8份、丁二醇1-3份、钛酸四丁酯1-2份、丁基橡胶5-10份、抗氧化剂1-2份、过氧化物1-2份。
23.进一步地，复合胶粘剂与钢机体粘接抗剪切强度≥3.5mpa；200℃下氧化诱导期≥30min；粘度12000-15000cps。
24.进一步地，高压软管的原料按重量份计包含以下组分：改性聚氨酯60-70份、聚脲5-10份、聚丙烯3-8份、聚乙炔粘弹体3-8份、多异氰酸酯3-5份、抗氧化剂1-3份。
25.进一步地，高压软管采用双螺杆挤出机吹膜一次成型制备；
26.高压软管的壁厚5-10mm，抗拉强度≥12mpa，断裂标称应变≥1000％，弹性模量＜0.5gpa，220℃下氧化诱导期≥30min。
27.进一步地，步骤s302中高压软管与钢管粘接具体包括以下步骤：
28.s302-1.通过正压技术将铺设好的高压软管撑起，通过高压软管的弹性，将高压软管紧紧粘接在钢管表面，待粘接牢固后采用负压技术，以此检验高压软管和钢管粘接效果；
29.s302-2.再次采用正压技术二次加固高压软管与钢管的黏连。
30.进一步地，步骤s302-1中，正压技术为，将管头封堵后加压，压力值为1.6mpa；负压技术为封堵管端，钢管内采用真空吸附技术抽气，压力值为1.0mpa，负压技术即真空吸附技术，起负破坏作用，经正压处理后高压软管与钢管粘接不牢固部分通过负压技术处理高压软管会脱落，方便后续正压技术二次加固处理。
31.进一步地，步骤s302-2中，正压技术为，将管头封堵后加压，压力值为2.0mpa；正压技术二次加固处理，实际上就是对局部高压软管脱落(负压技术检验粘接牢固程度)的情况的一种修补。
32.在实际操作当中，负压处理后高压软管与钢管之间不一定会存在局部脱落的情况，但不管是否存在高压软管局部脱落情况，都需要进行正压技术二次加固处理，正压技术
二次加固处理不仅是对负压技术造成的局部脱落的修补，也是对高压软管与钢管粘接作用的增强。
33.进一步地，步骤s303中粘接面固化即修复后的钢管需要固化1周时间方可投入使用。
34.进一步地，步骤s4截断部位二次连接具体步骤为：管对接时保证钢管两端连接部位均有陶瓷材料为内衬，陶瓷管段外表面粘附粘弹体膏(粘弹体膏柔软可自由变形，与金属、非金属粘接力极强)材料，确保连接部位的密闭性且钢管焊接时内衬陶瓷不被破坏，保证管道内壁防腐的连续性。连接部位外部采用与母体外防腐相同工艺进行补口施工。
35.本发明的有益效果：
36.1.本发明采用正负压内衬弹性聚氨酯高压软管技术对在役管线内壁进行修复，修复时作业面小，对环境扰动不大，且高压软管内衬属于原位固化法，施工不影响高压软管本身的强度；修复后的管道可以大大缓解管道的结垢，降低钢管内壁腐蚀造成泄漏的风险，平均寿命可延长20年以上，大大降低工程成本。
37.2.本发明修复燃气管道的方法中采用的复合胶粘剂和高压软管与钢管膨胀系数接近，热胀冷缩不脱层。
38.3.本发明修复燃气管道的方法中正压内衬可以修复钢管内壁腐蚀部分，提供管道的保护和加固；在正压内衬完成后，采用负压技术以此检验高压软管和钢管粘接效果，然后再通过正压技术二次加固，对负压技术造成的局部脱落进行修补以及增强高压软管与钢管粘接作用。
具体实施方式
39.下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详述，但本发明的保护范围并不仅限于以下实施例。
40.实施例1
41.复合胶粘剂的制备
42.按重量份计，包括以下组分：马来酸酐接枝聚乙烯25份、聚乙炔粘弹体15份、聚酯粘弹体5份、丁二醇2份、钛酸四丁酯2份、丁基橡胶8份、抗氧化剂1份、过氧化物1份。
43.其中，抗氧化剂为二苯胺硫化酚；过氧化物为过氧化二异丙苯。
44.根据gb/t7124检测复合胶粘剂与钢机体粘接抗剪切强度为4.2mpa；采用差热分析法测试符合胶粘剂200℃下氧化诱导期为45min；用粘度计法测试复合胶粘剂的粘度为13500cps。
45.实施例2
46.高压软管的制备
47.按重量份计，包含以下组分：改性聚氨酯65份、聚脲8份、聚丙烯5份、聚乙炔粘弹体5份、多异氰酸酯4份、抗氧化剂2份。
48.其中，改性聚氨酯按重量份计，包括聚丙二醇50份、异氟尔酮二异氰酸酯38份、羟基丙烯酸树脂12份、对甲苯磺酸1份；具体制备方法为：将聚丙二醇、异氟尔酮二异氰酸酯、羟基丙烯酸树脂和对甲苯磺酸，搅拌混合均匀，在90℃下，回流2h，得到改性聚氨酯。
49.抗氧化剂为二苯胺硫化酚；多异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯。
50.将高压软管的材料通过混炼制成颗粒状高压软管专用料，然后通过双螺杆挤出机吹膜一次成型，挤出温度为220℃。
51.制备得到的高压软管的壁厚5mm。
52.根据gb/t1040.1-2006中的检测方法，测得高压软管的抗拉强度为15mpa，断裂标称应变为1000％，采用静态法测试高压软管的弹性模量为0.3gpa，采用差热分析法测试符合胶粘剂200℃下氧化诱导期为45min。
53.实施例3
54.燃气管道的修复
55.对小规格(168以下规格)的在役管线内壁进行修复，包括以下步骤：
56.s1.截断钢管及局部开挖：利用寻线定位技术，寻找修复钢管开挖口，根据寻线结果确定一次内衬钢管的长度，弯头部位需要截断。
57.s2.钢管内壁除锈：采用旋转钢丝刷+空气内吹扫完成，具体为旋转钢丝刷是通过探杆(内联电源线)依靠风送将捆绑软线传送至管线的截断部位，采用捆绑软线将电源线及拖拉线固定再拖拉至管线的截断部位，完成拖拉及电源连接的各项准备工作；内壁除锈通过轴承连带钢丝刷(钢丝刷外径略大于钢管内径，轴心处焊接连接环，便于连接拖拉绳)旋转在拖拉过程中完成，此过程至少需要进行正反两次拖拉。除锈后要通过空气内吹扫技术将沉积管内杂物吹净。除锈效果依据强光手电在开挖口两侧向内探照进行检查。
58.s3.内衬修复包括以下步骤：
59.s301.高压软管铺设：在高压软管表面均匀涂覆复合胶粘剂，胶层厚度为0.1-0.5mm，通过牵引技术，将外表面涂胶的高压软管穿越钢管内壁(高压软管管径略小于钢管内径，高压软管具有一定的弹性)，此过程关键是保证软管涂胶均匀，胶层厚度满足要求，穿越过程中保持高压软管不打结，高压软管两端相对保持抻紧，保持软管不与钢管内壁接触，平滑进行。
60.s302.高压软管与钢管粘连包括以下步骤：
61.s302-1.通过正压技术将铺设好的高压软管撑起，通过高压软管的弹性，将高压软管紧紧粘接在钢管表面，待粘接牢固后采用负压技术，以此检验高压软管和钢管粘接效果；其中，正压技术为，将管头封堵后加压，压力值为1.6mpa；负压技术为封堵管端，钢管内采用真空吸附技术抽气，压力值为1.0mpa；负压技术即真空吸附技术，起负破坏作用，经正压处理后高压软管与钢管粘接不牢固部分通过负压技术处理高压软管会脱落，方便后续正压技术二次加固处理。
62.s302-2.再次采用正压技术二次加固高压软管与钢管的黏连。其中，正压技术为，将管头封堵后加压，压力值为2.0mpa；正压技术二次加固处理，实际上就是对局部高压软管脱落(负压技术检验粘接牢固程度)的情况的一种修补。
63.s303.粘接面固化：修复后的钢管需要固化1周时间方可投入使用。
64.s4.截断部位二次连接：管对接时保证钢管两端连接部位均有陶瓷材料为内衬，陶瓷管段外表面粘附粘弹体膏(粘弹体膏柔软可自由变形，与金属、非金属粘接力极强)材料，确保连接部位的密闭性且钢管焊接时内衬陶瓷不被破坏，保证管道内壁防腐的连续性。连接部位外部采用与母体外防腐相同工艺进行补口施工。
65.试验例
66.对修复后的燃气管道进行性能测试
67.按gb/t23257测试外高压软管和燃气钢管在20℃、60℃的剥离强度分别为280n/cm和180n/cm，达到gb/t23257中规定标准。
68.气流气蚀检测：选取30cm修复后的燃气管直管进行试验，接入单独预混燃气管路内，保持实验环境温度为25℃，调节流量使得燃气管直管中流速为1m/s，压力为0.3mpa，甲烷、空气和硫化氢体积比1∶4∶0.05混合的预混燃气，保持预混燃气流动，在混合燃气流动时间为720h、960h、1500h时，对试样管的质量损失进行检测，检测结果分别为0.0％、0.2％、0.5％，说明本发明修复后的燃气管道具有良好的耐腐蚀性，有助于延长原燃气管道的使用寿命。
69.最后应说明的是：以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，并不用以限制本发明创造，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种采用正负压内衬技术修复燃气管道的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.截断钢管及局部开挖；s2.钢管内壁除锈；s3.内衬修复；s4.截断部位二次连接。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中内衬修复具体包括以下步骤：s301.高压软管铺设；s302.高压软管与钢管粘连；s303.粘接面固化。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤s301中高压软管铺设具体操作为：在高压软管表面均匀涂覆复合胶粘剂，胶层厚度为0.1-0.5mm，通过牵引技术，将外表面涂胶的高压软管穿越钢管内壁，穿越过程中保持高压软管不打结，高压软管两端相对保持抻紧，保持软管不与钢管内壁接触，平滑进行。4.根据权利要求3中所述的方法，其特征在于，复合胶粘剂采用改性马来酸酐接枝聚乙烯为主材料的聚乙烯胶粘剂，按重量份计，包括以下组分：马来酸酐接枝聚乙烯20-30份、聚乙炔粘弹体10-15份、聚酯粘弹体3-8份、丁二醇1-3份、钛酸四丁酯1-2份、丁基橡胶5-10份、抗氧化剂1-2份、过氧化物1-2份。5.根据权利要求4中所述的方法，其特征在于，复合胶粘剂与钢机体粘接抗剪切强度≥3.5mpa；200℃下氧化诱导期≥30min；粘度12000-15000cps。6.根据权利要求3中所述的方法，其特征在于，高压软管的原料按重量份计包含以下组分：改性聚氨酯60-70份、聚脲5-10份、聚丙烯3-8份、聚乙炔粘弹体3-8份、多异氰酸酯3-5份、抗氧化剂1-3份。7.根据权利要求6中所述的方法，其特征在于，高压软管采用双螺杆挤出机吹膜一次成型制备；高压软管的壁厚5-10mm，抗拉强度≥12mpa，断裂标称应变≥1000％，弹性模量＜0.5gpa，220℃下氧化诱导期≥30min。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤s302中高压软管与钢管粘接具体包括以下步骤：s302-1.通过正压技术将铺设好的高压软管撑起，通过高压软管的弹性，将高压软管紧紧粘接在钢管表面，待粘接牢固后采用负压技术，以此检验高压软管和钢管粘接效果；s302-2.再次采用正压技术二次加固高压软管与钢管的黏连。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤s302-1中，正压技术为，将管头封堵后加压，压力值为1.6mpa；负压技术为封堵管端，钢管内采用真空吸附技术抽气，压力值为1.0mpa；步骤s302-2中，正压技术为，将管头封堵后加压，压力值为2.0mpa；负压技术为封堵管端，钢管内采用真空吸附技术抽气，压力值为1.0mpa。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s4中截断部位二次连接具体操作为：采用管径略小于钢管内径的耐高热的陶瓷馆作为连接部位的内衬材料，管对接时保证钢管两端连接部位均有陶瓷材料为内衬，陶瓷管段外表面粘附粘弹体膏材料，确保连接部位的
密闭性且钢管焊接时内衬陶瓷不被破坏，保证管道内壁防腐的连续性；连接部位外部采用与母体外防腐相同工艺进行补口施工。

技术总结
本发明公开了一种采用正负压内衬技术修复燃气管道的方法，包括以下步骤：S1.截断钢管及局部开挖；S2.钢管内壁除锈；S3.内衬修复；S4.截断部位二次连接。其中，步骤S3中内衬修复采用正负压内衬弹性聚氨酯高压软管技术对在役管线内壁进行修复，修复后的管道可以大大缓解管道的结垢，降低钢管内壁腐蚀造成泄漏的风险，平均寿命可延长20年以上。平均寿命可延长20年以上。


技术研发人员：金士惠 姜振业 刘宏伟
受保护的技术使用者：北京蓬京管道有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/10/15