消防管道检测维修补强

利用纤维复合材料进行钢质管道修复补强的技术是上世纪90年代以后发展起来的技术。这种修复补强技术的主要思路是利用纤维材料在纤维方向的高强度特性，利用粘结树脂在服役管道外边包覆一个复合材料修复管道层，来恢复含缺陷管道的服役强度。其优点是不用再服役管道上进行焊接，避免了焊穿和发生氢脆、冷脆的风险性。这类方法进行修复补强的费用在焊接修复方法和夹具修复方法之间，其综合性能价格比在三种类型之间是的。在国外，复合材料补强技术已成为各个管道公司普遍接受的补强技术。

由于上个世纪90年代，碳纤维复合材料的价格昂贵，这类修复补强技术最早是用玻璃纤维复合材料进行修补的。进入21世纪以来，碳纤维的价格已经有了较大幅度的下降，已经达到了民用工业可以接受的价格范围。但其性能无论从强度、弹性模量、延伸率、耐环境退化能力等诸多方面，都有着玻璃纤维无法比拟的优势。目前的玻璃纤维复合材料补强技术由于玻璃纤维的强度低，多制成一定厚度的半成品，在施工现场进行干法缠绕施工。而碳纤维复合材料补强技术由于碳纤维的强度非常高，在现场进行湿法缠绕施工。碳纤维复合材料补强技术和玻璃纤维复合材料补强技术主要有下述几点优缺点对比。

(1) 碳纤维复合材料与钢管具有非常优良的变形协调能力。碳纤维的弹性模量213GPa和钢的弹性模量207GPa十分接近，这样非常有利于碳纤维复合材料与钢的协同变形，有利于载荷在钢和碳纤维复合材料之间的均匀分布，从而有利于达到补强效果。玻璃纤维复合材料的弹性模量比钢的弹性模量小约一个数量级，从结构强度的角度考虑，如果用玻璃纤维复合材料，只有当钢管发生很大的塑性变形以后才能将力值传递到补强材料。所以从变形协调能力来说，使用碳纤维综合补强技术远远优于玻璃纤维补强技术。

(2) 碳纤维具有足够的变形量，大于1.4%。按照管道设计规范，对于一类地区，操作压力应当是屈服压力Ps的O.72倍。屈服压力对应的规定条件是0.5%或者O.2%的变形量，则操作压力所对应的变形量根据规定条件不同为0.36%和0.14%，这是碳纤维复合材料可承受变形量的1/4到1/10。也就是说，一般情况下，管体变形远小于碳纤维复合材料的变形量，使用碳纤维复合材料进行补强是从管体变形的角度来说也是足够保险的。​

(3) 弹性模量高，可以进行环焊缝和螺旋焊缝的补强，玻璃纤维由于弹性模量低，不能用于此类缺陷修补。

(4) 由于湿法缠绕碳纤维布的柔韧性好，对于具有较高焊缝余高和错边严重的螺旋焊缝和环焊缝，用碳纤维复合材料补强技术非常易于施工。通常所用的玻璃纤维产品由于厚度大和硬度大，在这种状态很难操作。

(5) 由于整体补强层很薄，比玻璃纤维产品材料低一个数量级，补后两端防腐与玻璃纤维产品相比。要容易的多。 (6) 强度随着时间增加基本保持不变，而玻璃纤维产品的强度则随着时间增长而降低。​

(7) 碳纤维复合材料可以轴向和环向组合铺设，各个铺层之间交错组合铺设。这样既可以有效承受环向应力，也可以有效承受轴向应力。这种组合铺设的方式，可以使补强层形成一个整体，特别适用于沿轴向大面积腐蚀的长缺陷的补强。玻璃纤维补强技术由于补强卷材材料和干法铺设方法的限制，不可能形成一个整体，对于长腐蚀缺陷的补强则无能为力。

(8) 碳纤维补强技术还适用于环焊缝和螺旋焊缝裂纹缺陷的补强，而玻璃纤维不行。（9）芳纶纤维复合材料修复相对碳纤维修复，有其自身的优势，芳纶纤维具有高强的韧性，不导电等。

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