专利名称：用于在线管道修复的复合结构衬里及其压力挤涂工艺的制作方法
技术领域：
本发明为在线管道修复用的复合结构衬里及其挤涂工艺方法。
各类金属管道随着管龄的增长，都面临着日益严重的内腐蚀问题。对于腐蚀穿孔严重的管道，如果采用更新的方法则耗资巨大。因此，国内外越来越重视在线旧管道原位加强修复技术的开发。近几年提出了如穿插塑料管、翻衬塑料布、喷涂涂料等原位修复在线旧管道的方法，但都存在一定的缺陷，如穿插塑料管法的投资大(约新建管线的70％)，翻衬塑料布法的质量不稳定，喷涂涂料法的施工难度大且成本高。
本发明的目的是要开发一种用于在线管道修复的复合结构衬里及压力挤涂工艺，可在管道内壁上形成具有较高强度的连续完整的复合涂层结构，与钢管本体构成一个整体，可大幅度地提高旧管道的承压能力和耐腐蚀性能，使管道寿命得到有效延长，而生产成本低廉，仅为新换管线的40％。
本发明的目的是这样实现的，用于在线管道修复的复合结构衬里为一种三层异类的涂层体系，由加固层、过渡层和防腐层构成，加固层的厚度为2-6mm、过渡层的厚度为0.25-1.0mm和防腐层的厚度为0.1-0.5mm。加固层采用聚合物水泥砂浆材料，它是由普通硅酸盐水泥、细砂、高分子聚合物、减水剂和水经混合搅拌制成，各组分的重量配比为水灰比(0.3-0.4)∶1、灰砂比1∶1、聚合物4％-10％、减水剂0.5％-1.0％，水泥砂浆的沉入度控制在80-120mm。过渡层采用环氧树脂胶泥材料；防腐层采用环氧玻璃鳞片涂料。复合结构衬里采用压力挤涂工艺实现。压力挤涂是采用两个涂敷器把涂料夹在中间，保持一个合理的压差(0.05-0.2MPa)，以一定速度(0.5-2.0m/s)把涂敷器从待修复管道一端推向另一端。在涂敷器运行过程中，涂料环绕着涂敷器连续不断地被挤压在管道内壁上，形成连续涂层。逐层挤涂，就会形成设计厚度的复合涂层结构，可以大幅度地提高旧管道的承压能力和耐腐蚀能力。
图1是依据本发明所提出的用于在线管道修复的复合结构衬里的剖面示意图。
图2是依据本发明所提出的用于在线管道修复的复合结构衬里的压力挤涂工艺系统配置示意图。
下面结合附图和实施例来详细描述本发明所述复合结构衬里材料的具体构成及其压力挤涂工艺方法。
如图1所示，本发明所述复合结构衬里由三层涂敷层组成，其紧贴管道内壁1的是加固层2，厚度2-6mm，采用聚合物水泥砂浆材料，由普通硅酸盐水泥、细砂、高分子聚合物、减水剂、调凝剂和水经混合搅拌制成，各组分的重量配比为水∶水泥=(0.3-0.4)∶1；水泥∶砂=1∶1；聚合物为4％-10％；减水剂为0.5％-1.0％；调凝剂视具体需要而定，水泥砂浆的沉入度控制在80-120mm。在加固层2的基础上涂敷一层过渡层3，其厚度为0.25-1.0mm，采用环氧树脂胶泥材料，是一种市售产品，本实施例采用固含量为90％、粘度为170-180CP的环氧树脂胶泥材料。防腐层4涂在过渡层3之上，它采用环氧玻璃鳞片涂料(市售)。
采用压力挤涂工艺方法在管道内壁涂敷复合结构衬里，采用的设备包括搅拌机5、混合漏斗6、柱塞加料泵7、前涂敷器8、后涂敷器9、空压机10、发球装置与收球装置11等，系统配置如图2所示。挤涂过程按混料、加料、涂敷、质量检查的工序进行。采用机械搅拌法将按比例配制的加固层原料投入搅拌机5中搅拌均匀，经混合漏斗6和柱塞泵7将混好的加固层涂料注入发球装置内的前后两个涂敷器之间。由空压机10产生一定压力的空气，来推动后涂敷器9向前推进，这样，后面的涂敷器9就推动涂料段和前涂敷器8在管道内前进。在涂敷器运行过程中，涂料环绕着涂敷器连续不断地被挤压在管道内壁上，形成连续涂层。由于前涂敷器8的阻尼作用和空压机10产生的气压对前后两涂敷器之间的涂料产生挤压，涂料便不断地粘附于管壁上形成涂层。涂完加固层后，再涂过渡层3和防腐层4。涂层质量检测采用管内窥视法和样品管观察法。
本发明所述的复合结构衬里及其压力挤涂工艺特别适合于严重腐蚀的在线管道修复或其它管线内防腐，具有下述优点1．复合结构衬里强度高，耐腐蚀性好，能与钢管紧密结合为一体，可显著提高旧管道的承压能力和使用寿命。
2．压力挤涂工艺适合在线管道原位防腐和修复施工，无需开挖。一次可处理管道长达5km。形成的涂层均匀连续，质量可靠。机具简单，投资低，操作简便，适合野外作业。
3．聚合物水泥砂浆对管壁表面处理要求不十分严格，在管道不干燥、除锈达不到Sa级的条件下也能与管道牢固粘结，并与钢管的线膨胀系数相近，不会因管道的热涨冷缩而破坏涂层。
4．工程造价低，修复管线成本仅为新建管线费用的40％。修复后的管道耐腐蚀性好，寿命长，预期为钢管寿命的2-3倍。
权利要求
1．一种用于在线管道修复的复合结构衬里，其特征在于它是由聚合物水泥砂浆加固层、环氧胶泥过渡层、环氧玻璃鳞片防腐层构成的三层异类涂层体系，采用压力挤涂工艺实现。
2．根据权利要求1所述的复合结构衬里，其特征在于聚合物水泥砂浆加固层是由普通硅酸盐水泥、细砂、高分子聚合物、减水剂、调凝剂和水经混合搅拌而成，各组分的重量配比为灰砂比1∶1、水灰比(0.3-0.4)∶1、聚合物4％-10％、减水剂0.5％-1.0％。
3．一种用于在线管道修复的复合结构衬里的压力挤涂工艺，其特征在于采用前后两个涂敷器将待涂涂料夹在中间，用压缩空气推动后涂敷器向前运动，前涂敷器的阻尼作用对两涂敷器间的涂料产生挤压，涂料便不断涂敷在管壁上形成涂层，三层异类涂层采用分层涂敷。
4．根据权利要求3所述的压力挤涂工艺，其特征在于采用压力泵送方法将待涂涂料添加到前后两个涂敷器之间。
全文摘要
本发明提供了一种用于在线旧管道修复的复合结构衬里及压力挤涂工艺方法。复合结构衬里由聚合物水泥砂浆加固层(厚2—6毫米)、环氧树脂胶泥过渡层(厚0.25—1.0毫米)和环氧玻璃鳞片防腐层(厚0.1—0.5毫米)构成。聚合物水泥砂浆是由普通硅酸盐水泥、细砂、高分子聚合物、减水剂、调凝剂和水经混合搅拌而成,各组分的重量配比为:灰砂比1∶1、水灰比(0.3—0.4)∶1、聚合物4%—10%、减水剂0.5%—1.0%、调凝剂视需要而定。该复合结构衬里具有强度高、与管壁粘结牢固、耐腐蚀性好、原料价廉易得等优点,可显著提高腐蚀严重的管道的承压能力和使用寿命,而工程造价仅为换新管线的40%,应用前景广阔,经济效益显著。压力挤涂法指采用前后两个涂敷器把待涂涂料夹在中间,用压缩空气推压后涂敷器向前运动,前涂敷器的阻尼作用对两涂敷器之间的涂料产生挤压,涂料便不断地粘附于管壁上形成均匀涂层。该工艺形成的涂层均匀连续,质量可靠,所需机具简单,设备投资少,操作方便,非常适合野外作业和长距离管道原位防腐或修复施工。
文档编号F16L55/162GK1221864SQ9811176
公开日1999年7月7日 申请日期1998年12月28日 优先权日1998年12月28日
发明者邹德永, 周长山, 林冠宇, 丁岗 申请人:东营柯林清洗技术发展有限公司, 邹德永