加固现有金属结构的方法,加固管道的方法,以及在管道上增加支管的方法

专利名称：加固现有金属结构的方法,加固管道的方法,以及在管道上增加支管的方法
技术领域：
本发明涉及一种加固和/或复原和/或修复现有金属结构，特别是较大的现有结构的现有金属板的方法。更具体地讲，所述方法涉及加固和/或复原在使用中由于腐蚀和/或磨损业已变薄的、因此必须进行更换或加固的金属板。本发明还涉及加固管道，以及在现有管道上增加支管。
用作滚装船的金属板每年的腐蚀和磨损率为0.1-0.3毫米，通常每年的腐蚀和磨损率为0.15毫米。根据诸如Lloyd’s Register的分类协会的规定和条例，当板材的原始厚度减少30％时就必须进行更换，因为此时的机械特性会显著降低。在标题为“Thickness Measurementand Close-up Survey of Ships in Accordance with Lloyd’sRegister Rules and Regulations for the Classification ofShips-Revision2，January1997”的Lloyd’s Register技术文件中，规定了典型船只隔板和结构元件的板材更换要求和以原始板材厚度的函数形式表达的相应的减少的板材厚度。弹性断面模量和转动惯量的减少会导致张力和变形大于一临界值。船只其他部分的板材，在它的减少的厚度达到上述分类协会所规定的值时也要进行更换。
现有技术需要取出甲板并且更换，以便延长现有船只的寿命。现有技术的方法需要投入大量的工作，并且还可能涉及到更换原有加固装置；拆卸管道和缆线；从甲板下面取出防火材料等；搭脚手架和大量的焊接工作。上述工作通常费用极高，用时很长，并且甚至会在焊缝中导致容易疲劳的缺陷，因为这些焊缝难于在原位形成。
本发明的目的是提供一种不需要拆除加固元件和其他元件就能从结构上加固或复原加强金属板的方法。
用于输送诸如天然气或石油的管道也存在着与用于轮船甲板的金属板相同的问题，即它们也会受到腐蚀，并因此降低结构强度和完整性。现有技术是通过直接在现有管道上焊接钢制外壳修复管道的，存在着烧穿管道并导致爆炸的危险。这种加固管道的方法被认为是危险的，并且需要高质量的野外焊接。尽管昂贵，不过这种修复方法对修复不能中断使用而取出的使用中的管道的某些部分来说，是最经济的。建造平行的替换管道在经济上被认为是不可行的。
本发明的一个目的是提供一种不需要直接在现有管道上焊接就能加固或修复业已因为腐蚀而损坏的管道的方法。
本发明提供了一种加固现有金属结构的方法，包括以下步骤以空间上隔离的关系在所述金属板上连接一个加固金属层，以便在所述金属板和所述加固金属层的内表面之间形成至少一个空腔；将由未固化的塑料材料组成的中间层注入所述至少一个空腔；和使所述塑料材料固化，以便该塑料材料附着在所述金属板和所述加固金属层的内表面上。
下面所披露的方法优选能够在不拆卸和只需要很少的准备工作的前提下对达到其使用寿命期限的现有结构的金属板进行加固。这样可以减少在修复期间该结构的停机时间。所得到的加固结构与更换老板材的新的金属板相比只是略微重一些。这种方法不需要干船坞就能对船体外壳进行修复。所述加固能提供固有的缓冲和隔音作用。所述塑料材料可以是自我固化的因此可以简单地让它固化，或者是加热固化的因此可以经过加热使它固化。
下面所披露的方法优选能够对现有的主管道进行加固和/或修复，或进行改进(增加支管)，而没有必要直接在现有主管道上焊接。这样降低了烧穿、气体泄露和爆炸的危险，从而大大提高了从事维修人员的安全性。这种修复方法的一个直接后果是，简化了焊接程序，并且降低了该程序的危险和成本。
除了将金属板或修理或复原或修复到原有强度之外，本发明当然能够应用于任何现有结构，无论是旧的或新的结构，以便视需要对所述结构进行改良、保护或加强。
现有的在使用中的管道上增加支管的方法，通常被认为是困难的和危险的工艺，并且需要特殊焊接方法来连接支管。通常首先将支管直接焊接在主管道上，然后支管内的主管道被钻孔通过特殊管道和连接在所述支管上的阀固定装置。
本发明的一个目的是提供一种以比现有技术更简单和可靠的方式将支管连接在现有管道上的方法。理论上，还能提高主管道和支管之间的结合强度，结合的完整性和进行连接的安全性。
本发明还提供了一种在现有主管道上增加支管的方法，包括以下步骤以空间上隔离的关系在所述主管道周围提供第一个金属层，以便在所述金属层的内表面和所述主管道的外表面之间形成一个密封的空腔；提供一个支管，以便所述支管基本上垂直于所述主管道的纵轴，并且与所述主管道的外表面连通，并且与所述第一空腔密封隔离；以空间上隔离的关系在所述支管周围提供第二个金属层，以便在所述第二个金属层的内表面和所述支管的外表面之间形成第二个空腔；将由未固化的塑料材料组成的中间层注入所述空腔；使所述塑料材料固化，以便该塑料材料附着在所述金属层、主管道和支管的表面上；和去掉所述现有主管道与所述支管的所述孔连通的部分，以便使所述支管的孔与所述主管道的孔连接。
下面所披露的方法能够在支管和管道之间形成坚固的连接，这种连接能够以安全的方式形成。
通过本发明方法得到的结构类似于在US5778813、英国专利申请GB-A-2337022和英国专利申请号9926333.7中所披露的结构。在上述专利文献中披露的材料和技术可用于本发明中，并且按照本发明方法制造的结构拥有所述专利文献中所披露的好处和优点。
下面将结合附图以举例形式对本发明进行说明

图1是业已用本发明的方法在金属板上面进行过加固的现有结构金属板的剖视图；图2是在使用本发明的方法加固期间，现有结构金属板的平面图；图3表示可以采用本发明的常见船只的横剖视图；图4是业已用本发明的方法加固过的现有结构金属板的横剖视图，并且现有结构的金属板包围着联接锅；图5是业已用本发明的方法在金属板内做过加固的现有结构金属板的横剖视图；图6是业已用本发明的方法在金属板内做过加固的现有结构的金属板的剖视图，以便提供复合型结构层；图7a，b和c是用本发明方法做过加固的现有结构金属板的剖视图，其中，由加固金属层包围所述金属板的支撑件(加固件)；图8是业已通过本发明的方法通过多外壳加固过的现有主管道的剖视图；图9a和b是可用于本发明方法中的具有各种密封件的空腔周向末端垫圈的剖视图；图10是用本发明方法做过加固的现有主管道和支管的透视图，所述支管可以是现有的或者是新连接上去的；图11是具有按照本发明方法连接的支管的现有主管道的剖视图；和图12是具有用本发明的另一种方法连接的支管的现有主管道的剖视图。
在附图中，类似的部件用类似的编号表示。
图1是用本发明方法加固的滚装船甲板的剖视图。由横梁12和球扁钢17支撑构成原始甲板的金属板10。将各种管道和缆线14以及绝缘材料15连接在金属板10的下面16处。
金属板10的原始厚度为A，例如，对于滚装船甲板来说，其厚度通常为10-20毫米。一般，腐蚀和磨损作用每年能使金属板10的厚度减少大约0.15毫米。在这种条件下，在使用大约20年之后，就需要更换或加固金属板10。
本发明的加固方法包括将加固金属层20连接在现有结构的金属板10上。金属层20被设计成在空间上与金属板10隔离，以便在金属板10和加固金属层20之间形成一个空腔40。然后将由未固化的塑料材料组成的中间核心层注射到或浇注到空腔40中。当所述塑料材料固化时(它可能是自我固化的塑料材料，它的固化不需要其他作用，或者是需要加热固化的塑料材料)，就连接在金属板10的内表面18和加固金属层20的内表面22上，具有足够的强度转移金属板10和加固层20之间的剪切负荷，以便形成能够承受明显大于自身重量的负荷的复合型结构部件。一般，所有焊接是在注入塑料材料之前完成的。
在图1所示实施方案中，将垫片30设置在金属板10和加固金属层20之间。垫片30可以具有任何截面和形状，当通过相邻的表面末端34与金属板10的内表面18连接时，通常高出金属板10相同的量。这一距离在不同的空腔之间有所不同，或者根据用途在同一个空腔内有所不同。然后将加固金属层20连接在垫片30的另一个末端32，从而形成空腔40。这样所述方法还可以在变形的或者甚至是在弯折钢板上实施。所述加固能为加固一侧提供光滑表面。对于滚装船来说，这一点是特别理想的，因为它提供了供车辆使用的光滑的停泊表面。
垫片30优选是由金属制成，这样，就可以将它焊接(使用连续的角焊35)在原始金属板10上，以及通过沿着天然板缝的对接焊36焊接在加固金属层20上。通常，垫片30可用于将金属板10和加固金属层20之间的空腔细分成多个较小的空腔，其大小能够允许在它里面浇注塑料材料。
在图3中示出了可以采用本发明的船只100的结构。该船只是双层外壳结构的，具有船内侧板101和船外侧板102，以及船内部底部103和船外部底部104。还示出了横向隔板105以及甲板106。底舱用107表示，船舷上缘用108表示，而辐板框架用109表示。本发明还可应用于船只的上述任何部分，当然，还可应用于其他船只的其他部分，包括单层外壳的船只。
本申请人目前已知的制备现有的金属板并确保垫片30和现有金属板10之间的良好结合的最佳方式是对金属板10的内表面18进行喷丸处理或喷砂处理。不过，也可以使用其他方法提供适合结合塑料材料所需的表面粗糙度和没有油漆和锈迹的表面。表面18优选没有污物、粉尘、油污和水。
中间层核心40在使用所述加固的环境中预期的最高温度下的弹性模量E，优选为至少250MPa，更优选275MPa。在船只建造应用中，该温度为100℃。
撕裂、压缩和抗拉强度以及延伸率应当最大化，以便使得加固的板材能够吸收异常负荷的能量，如冲击力。具体地讲，所述塑料材料的压缩和抗拉强度以2MPa为宜，优选20MPa。当然，压缩和抗拉强度可以明显大于上述最低限度。
所述塑料材料在最低工作温度下的延伸性应当大于所述金属板或金属层的延伸性。塑料材料在最低工作温度下的优选的延伸性为50％。所述塑料材料的热膨胀或收缩系数也必须足够接近金属板10和金属层20的系数，以便在预期的工作范围内以及在焊接期间的温度变化不会导致分层。以上两种材料的热膨胀或收缩系数相差的程度，部分取决于所述塑料的弹性。不过有人认为塑料材料的热膨胀或收缩系数可以是金属层的大约10倍。可以通过在塑料材料中添加填充料控制热膨胀系数。
在整个工作范围内，塑料材料与金属板和金属层内表面18，22之间的结合强度应当至少为0.5MPa，优选6MPa。这种结合强度优选是由塑料材料与金属的固有附着性产生的，不过，可以提供其他的粘接剂。
如果金属板10是船只外壳的一部分的话(如图3所示)，其他要求包括，通过界面的抗拉结合强度必须足以承受预期的负的静水压力，以及与金属连接的分层力。所述塑料材料必须对海水和淡水具有水解稳定性，并且，如果所述部件被用于运油船的话，还必须对石油具有化学抗性。
通常，所述塑料材料可以是弹性体，而加固金属层20可以是钢材、不锈钢、铝合金或任何其他与标准制造实践相关的常见金属。因此，所述弹性体必须包括一种多元醇(例如聚酯或聚醚)，以及异氰酸酯或二异氰酸酯，链延伸剂和填充料。根据需要提供填充料，以便降低所述中间层的热系数，降低其成本，并且控制弹性体的物理特性。还可以包括其他添加剂，例如用于改变机械特性或其他特征(例如粘性、水和抗油性)的添加剂，以及阻燃剂。
所需要的注射孔的大小及其位置，取决于用于注射塑料材料成分的现有设备和空腔的取向。通常每一个空腔具有一个注射孔。注射孔可位于加固层20上或位于金属板10上，并且应当位于能减少或消除飞溅的部位。所述注射口优选是能快速拆卸的口，可能具有一个单向阀，在浇注之后可以将其磨去。还可以用塞子密封所述口，并且在浇注之后将其磨平。
通气孔位于多个空腔的每一个中，以便能够排出空腔中的所有空气，并且确保不留下孔隙。所述通气孔可以是带有螺纹的，以便在填充之后可以插入塞子，或者包括在填充之后关闭的阀或其他机械装置。可以在塑料材料固化之后，将所述通气孔和任何塞子或阀磨平。
插入注射孔或通气孔中的塞子应当由具有与金属层20相当的电学特征的材料制成。如果金属层20是钢材，塞子可以是黄铜。根据需要，用于通气孔或注射孔的金属塞子可以被分配为温度控制的减压阀。
必须监测注射过程，以便确保均匀填充所述空腔，而又没有任何可能导致膨胀和不均匀的板材厚度的背压力，并且确保尺寸精确度(核心厚度)保持在规定范围内。
在生产之后以及在加固装置的使用寿命期间，可能有必要证实所述弹性体适当地连接在所述金属层上。这一任务可以通过声波、超声波或X射线技术或通过任何其他合适的校正技术完成。
这样，可以对现有结构的金属板10进行加固，而又不用取出和从下面18拆卸诸如支撑梁12、管道或缆线14以及防火材料的部件。
在将加固金属层20连接到垫片30上之前，可以将任何特定船只的具有扁平的平行末端表面的金属或弹性体支撑架50放置在或连接在垫片30之间的金属板10的内表面18上。由支撑架50支撑加固金属层20，并且确保尺寸的精确性(弹性体厚度和加固金属层平整度)。
图2表示可用于本发明的典型的垫片30和支撑架50。最常见的垫片30的截面形状是矩形的，以便能方便地将它们连接在一起，形成合适大小的用于注射弹性体的空腔。垫片30的扁平表面32提供了用于停放加固金属层20的理想停放表面并且用于形成对接焊或平板缝隙36。
加固金属层20的厚度B优选大于1毫米，不过，可以是能提供所需要的结构特征和有利于生产、操作和焊接的任何厚度，如6毫米。3毫米的厚度能够提供10年的额外的使用寿命，它本身能保持甲板在结构上与现有金属板10相当或更好。塑料材料的厚度C最好为10-25毫米，不过可以根据用途和结构要求更厚一些。例如，对于散装船的内底来说，平均核心厚度可以为100毫米。
尺寸B等于3毫米，C等于15毫米，平面尺寸为140米×19米的完整的甲板叠层(典型的滚装船甲板)在重量上大约相当于一辆卡车。这种甲板能够使滚装船的使用寿命至少延长10年。这种加固甲板的固定负荷大约2.5KN/平方米，而厚度为12.5毫米的原始甲板的固定负荷为2.2KN/平方米。
图4表示如何将所述方法应用于联接锅周围的甲板上。在这种情况下(以及在现有金属板10不是以直角或接近于直角的方式接触金属架，例如舱口盖的所有场合)，可以利用垫片30形成空腔40和加固结构外侧之间的侧壁。然后可以利用角焊35将垫片30连接在现有的金属板10和联接锅上，并且将加固层20连接在垫片30上。
图5表示加固层20相对现有板材的另一种定位。在所述方法中，加固层以空间上分离的关系连接在现有的加固板材上，与现有支撑架12(例如纵向工字钢和横梁)和加固件17位于同一侧。本实施方案可以对外壳和侧面结构进行加固，其中，靠近流体(海水，油等)的板材外表面得到加强。这种加固方法还可应用于其他内部加固的板材，可将它用于延长使用寿命或提高运载能力负荷以及提高抗冲击力。
在图6所示例子中，利用对接焊36将加固板材直接焊接在加固件17的靠近底部的末端19上。在这种设计中，由于空腔的深度较大，优选在空腔中放入泡末成型件60，以便降低加固装置的总体重量。尽管在图6中没有明确说明，板材10和20之间的空间或空腔还可以包括服务设施(管道、缆线)，正如在英国专利申请号9926333.7中所披露的。
图7a表示加固金属层20相对现有结构的另一种定位形式。在所示实施方案中，加固金属层20以空间上分离的关系连接在现有加固板材上，位于现有支撑结构17的同一侧。加固层20环绕球扁钢弯曲，以便球扁钢位于现有金属板10和加固金属层20之间。在图7a所示实施方案中，加固金属层20被焊接在垫片31上，该垫片31还被焊接在球扁钢17的一个表面上，该表面和球扁钢与金属板10连接的表面相反。垫片可以是连接的或间断的，以便未固化的塑料材料可以在球扁钢17周围自由流动，或形成包括一个或多个球扁钢的有限体积的空腔。图7b表示一种实施方案，其中，没有将垫片31用于将加固金属板材20连接在球扁钢17上。在图7b中所示的实施方案还表明，连接加固金属层20的平板接缝是沿着球扁钢17的凸缘长度在每一个球扁钢上形成的。图7c所示的实施方案示出金属层20以类似于图7a和7b中所示的加固金属层20与球扁钢17连接的方式连接在角加固件上，或者在少数情况下连接在横梁或纵向工字梁12上。在图7所示所有实施方案中，加固金属层20是弯曲的，以便金属层20在横梁12或球扁钢17附近距离金属板10的距离比在其他部位的距离远。金属层20能够以任何形状(例如弯曲、平的等)弯曲，并且可以包括多个板材，例如，在每一个球扁钢17之间各有一个或者可以是一个连续的片材。
图7所示实施方案的优点是，加固金属层20简化了其内表面，使它能够更容易地使用优质涂料，减少在加固平板焊接连接处的局部板材弯曲，降低连接焊缝疲劳开裂的可能性，并且提供额外的加固作用，以便稳定或加强有可能受到损害或其他破坏的现有加固件。
在所有实施方案中，中间层40可以根据需要在很多部位通过金属板10或加固金属层20注入，以便确保空腔被完全充满。
图7所示实施方案优选适用于这样的结构，其中，在金属板10的外表面有大量的障碍物，如甲板固定装置、管道、舱门盖等，这些障碍物会干扰金属层的安装，如图1所示。另外，本实施方案可应用于由于局部过载而使加固件受到损坏(弯折或弯曲)的结构。
在另一种实施方案中，切割现有的加固件，缩短其长度，并留下短柱，并且以在空间上与所述加固件短柱分离的形式将加固层连接在现有板材上。在这种设计中，中间层必须更厚一些，以便提供所需要的硬度。如果加固件业已变形或损坏或加固件和船壳板之间现有的焊接业已开裂的话，就可以使用本实施方案。
在所有实施方案中，在连接加固层之前，可以修复加固件上的焊接缝隙，并进行其他维护工作。
上面业已结合滚装船的甲板对本发明进行了说明。不过，本发明还可应用于其他用途，特别是会遇到高的平面的或横向的负荷的场合，例如突增负荷，或高的破裂强度、高的疲劳强度或高的抗裂纹扩展的场合。所述结构的例子包括隧道衬里，正交驾驶台甲板，货舱，散装船货舱底部，外壳，船只外部结构，近海结构，特别是直升机，体育场屋顶和反应堆安全壳。
在图8中示意性地说明了本发明其他用途的一种例子，它是截取现有主管道210的剖视图，该管道业已用本发明的方法加固或恢复或修复过。在这种具体实施方案中，周向末端或中间环形垫片230与主管道210的外表面密封接触，而加固层(管套)220以在空间上与管210分离的形式连接在环230上。这样，在加固层220和现有管210之间形成了能够填充中间层240的空腔。加固层220可以由多个部分组成，例如，两个具有半圆形截面的部分，这两个部分被焊接在环230的外表面(与和管210接触的内表面相反)，并且使用纵向焊接221彼此焊接在一起，如图10所示。当然，可以使用任意数量的部分来组成加固层220。
为了避免直接在现有主管道210上焊接(因为这种焊接会导致现有管道壁的烧穿或破裂)，仅仅在加固层部分220和环230之间或在加固层部分220之间形成全渗透槽焊接236。
所述周向末端或中间环状垫片230通常是与加固层部分220相同的材料，或者是适合焊接的材料。在本发明的一种实施方案中，将业已连接在其匹配表面上的两个半圆形加固层部分220和半圆形末端环状垫片230结合在一起，使其环绕现有管道210(例如夹紧固定)，并形成两个纵向焊缝221。这样，就在现有管道210周围形成了完整的加固层220，使垫片位于加固层220和现有管道210之间。周向焊接沿着焊缝221收缩，将加固层拉紧在现有管道周围，提供垫片230和现有管道210之间的紧密连接(密封)，以便形成空气密封环状空腔。
可以将具有1/4圆形截面或具有其他比例圆形截面的两个或两个以上加固层部分220用于形成一个完整的加固层220。加固层200没有必要匹配现有管道的形状。
在图9a中，示出了位于环230内表面上的一个O形环状垫圈235。
在图9b中，示出了位于环235内表面上的一个平板垫片237。设置在垫圈230内表面的O形环235或平板垫片237提供了与现有管道外侧的壁密封接触。另外，垫圈235，237可以用粘接剂取代，由粘接剂密封现有管道周围。
在这种方法中，由加固金属层220提供管道内流体的内部压力所需要的箍紧强度，而由中间层240提供对现有管道的防腐蚀层，它还起着有效密封的作用。
图10表示用本发明方法加固过的具有支管215的主管210在现有管道210外面提供环绕它的第一加固金属层220，并且在支管215周围提供第二加固金属层225。在图10所示实施方案中，第一加固金属层220和第二加固金属层225是由两个半圆形截面的部分构成的，这两部分沿焊接线221由完全渗透的槽焊接连接。在主管210和支管215的加固部分末端安装有末端环状垫片230，由它分别在加固金属层220和现有管道210之间，以及在加固金属层225和支管215之间形成空气密封性空腔。密封的细节类似于在图9a和9b中所披露的。将塑料材料(弹性体)注射到所述空腔内，以便提供复合型管道连接。
在图11和12中示出了在现有主管道210上增加支管215的方法的两种实施方案。在图11中，将第一加固金属层220放置在现有主管道210周围，并且沿纵向缝隙221焊接，如图10所示，第一加固金属层220由具有连接的半圆形末端环状垫片230的两个半圆形截面部分组成。将圆环状垫片250放置在所述第一加固层板的通孔(用于支管)周围，并且位于现有管道210和第一加固层220之间。所述圆环状垫片具有曲线形上表面和下表面，用于与第一加固层220和现有主管道210形成良好接触。沿周向方向的焊接收缩，将加固装置拉紧，增强了沿所有垫片的密封。
将支管215焊接在第一加固金属层220上，以便它的孔与所述通孔对齐，并且大体上垂直于现有管道或主管道210的轴线。将第二加固金属层225放置在支管215周围，并且沿缝隙焊接，并且通过完全渗透的槽焊连接在第一加固层220上，所述第二加固金属层225由两个在一个末端具有环状垫片230的半圆形截面的部分组成。将塑料材料240注入第一加固层220和现有主管道210以及第二加固金属层225和支管215之间的空气密封空腔中，让所述塑料材料固化，以便形成复合型管道连接。然后将阀门、接头和钻孔装置连接在所述支管的自由末端。然后用现有技术在原始主管道上钻孔，使所述主管道中的内含物能自由进入支管，即支管的孔与主管连通。
在图12中示出了按本发明方法增加支管的第二种实施方案。在本实施方案中，将支管215直接焊接(具有足够容量和大小的简单的角焊，以便提供用于注入塑料材料目的的密封)在现有管道210上，然后如上述实施方案所述，连接第一加固金属层220和第二加固金属层225。该方法的优点是不需要密封件250。直接在现有管道上焊接不被认为是不利的，因为这种焊接较小，并且对结构的作用不大。完成复合管道连接的其他步骤与上文所述相同。
第一加固金属层220和第二加固金属层225以及中间层240构成了具有出色强度和刚度的T-连接。选择加固层和中间层的厚度，以便提供所需要的结构特征。中间层240能有效保护现有管道不受腐蚀，并且提供防泄露的密封。所述复合管道连接是坚固而又柔韧的。它能够承受大的冲击负荷和由于地面下沉造成的相对位移。
权利要求
1.一种加固现有金属结构的方法，包括以下步骤以空间上隔离的关系在所述金属结构上提供一个加固金属层，以便在所述金属结构和所述加固金属层的内表面之间形成至少一个空腔；将由未固化的塑料材料组成的中间层注入所述至少一个空腔；和使所述塑料材料固化，以便它附着在所述金属结构和所述加固金属层的内表面上。
2.如权利要求1的方法，其中，所述提供加固金属层的步骤包括以下步骤将垫片一端粘接在所述金属结构内表面的一端；和将所述加强金属层的内表面粘接到垫片的另一端。
3.如权利要求2的方法，其中，所述垫片是金属化的，而所述粘接步骤包括焊接。
4.如权利要求2或3的方法，其中，所述垫片是平板垫片，由塑料制成的垫片，联接锅垫圈或支撑条。
5.如上述权利要求中任意一项的方法，其中，支撑件被安装在所述至少一个空腔中，与所述金属结构内表面和所述加固金属层内表面接触。
6.如上述权利要求中任意一项的方法，其中，在所述提供步骤之前，对所述金属结构的内表面进行喷丸或喷砂处理，并且被清洁。
7.如上述权利要求中任意一项的方法，其中，所述加固金属层的厚度小于20毫米。
8.如上述权利要求中任意一项的方法，其中，所述中间层的厚度至少为10毫米。
9.如上述权利要求中任意一项的方法，其中，所述塑料材料是弹性体。
10.如上述权利要求中任意一项的方法，其中，所述现有的金属结构是隧道衬里，船桥甲板，货舱，船甲板，船舱壁，船只外壳，船只外部结构，反应堆安全壳，建筑结构，近海结构，或管道或这样现有结构的较小的金属部件。
11.如上述权利要求1-9中任意一项的方法，其中，所述现有金属结构是较大的现有结构的金属板。
12.如上述权利要求1-9中任意一项的方法，其中，所述现有金属结构是较大的现有结构的现有金属部件。
13.如权利要求11的方法，其中，所述金属板由横梁、工字钢或球扁钢支撑，并且所述加固金属层是这样设置的，以便所述横梁、工字钢或球扁钢位于所述金属板和所述加固金属层之间。
14.如权利要求13的方法，其中，所述加固金属层是弯曲的，以便所述加固金属层在所述横梁或球扁钢附近距离所述金属板的距离比在其他位置的距离远。
15.如权利要求13或14的方法，其中，所述加固金属层被连接在所述横梁或球扁钢与所述金属板连接的表面的相反表面上。
16.如权利要求15的方法，其中，所述加固金属层通过垫片连接在所述横梁或球扁钢上。
17.一种具有用上述权利要求中任意一项的方法加固过的现有板材的容器。
18.如权利要求1的方法，其中，所述现有金属结构是管子。
19.如权利要求18的方法，其中，所述提供加固层的步骤包括以下步骤在所述管道外表面周围提供至少两个垫片环，并且密封所述管道外表面；和将所述加固金属层连接在所述至少两个垫片环之间，以便在所述管道的外表面和所述加固层之间形成所述空腔。
20.如权利要求19的方法，其中，所述加固层包括至少两个具有圆弧状截面的部分，并且沿所述管道的纵方向焊接在一起。
21.如权利要求19或20的方法，其中，所述至少两个垫片环包括一个位于内表面上的O形环垫圈，以便形成对所述管道外表面的密封。
22.如权利要求19或20的方法，其中所述至少两个环包括一在所述内表面上的平垫片以便形成对所述管子的外表面的密封。
23.一种在现有主管道上增加支管的方法，包括以下步骤以空间上隔离的关系在所述主管道周围提供第一个金属层，以便在所述金属层的内表面和所述主管道的外表面之间形成一个密封的空腔；提供一个支管，以便所述支管的孔基本上垂直于所述主管道的纵轴，并且与所述主管道的外表面连通，并且与所述第一空腔密封隔离；以空间上隔离的关系在所述支管周围提供第二个金属层，以便在所述第二个金属层的内表面和所述支管的外表面之间形成第二个空腔；将由未固化的塑料材料组成的中间层注入所述空腔；使所述塑料材料固化，以便它附着在所述金属层、主管道和支管的表面上；和去掉所述现有主管道与所述支管的所述孔连通的部分，以便使所述支管的孔与所述主管道的孔连接。
24.如权利要求23的方法，其中，所述提供支管的步骤是在所述提供第一金属层的步骤之前进行，并且包括将所述支管焊接在所述主管的末端。
25.如权利要求24的方法，其中，所述提供第一金属层的步骤包括将所述第一金属层环绕所述主管道并且环绕所述支管的周围连接在至少两个垫片环之间。
26.如权利要求23的方法，其中，所述支管以空间上与所述主管道隔离的关系焊接在所述第一金属层上。
27.如权利要求26的方法，还包括在所述主管道的外表面和环绕所述支管的孔的所述第一金属层的内表面之间提供密封的步骤。
28.如权利要求23-27中任意一项的方法，其中，所述提供第二金属层的步骤包括将所述第二层的一端焊接在所述第一金属层的外表面上。
29.一种在现有主管道上增加支管的方法，大体上如上文结合附图所述以及在附图中所示。
30.一种加固现有金属结构的方法，大体上如上文结合附图所述。
31.一种通过权利要求1-22和30中任意一项的方法生产的加固的金属结构。
32.一种具有通过权利要求23-29中任意一项的增加支管的方法增加了具有支管的主管道。
全文摘要
一种加固现有结构的金属板或金属管的方法，包括以下步骤以空间上隔离的关系在所述金属板或管上连接一个加固金属层，以便在所述金属板的内表面和所述加固金属层之间形成至少一个空腔，将由未固化的塑料材料组成的中间层注入所述至少一个空腔，并且使所述塑料材料固化，以便该塑料材料附着在所述金属板或管和所述加固金属层的内表面上。
文档编号E01D22/00GK1551963SQ01818585
公开日2004年12月1日 申请日期2001年8月21日 优先权日2000年9月8日
发明者S·J·肯尼迪, S J 肯尼迪 申请人:智能工程(巴哈马)有限公司