大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺的制作方法

大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺，包括以下步骤：⑴.前期预处理；⑵.薄壁不锈钢卷制和运输；⑶.不锈钢内衬就位、内撑、点焊；⑷.不锈钢内衬管焊接；⑸.不锈钢内衬管焊缝液体渗透检测；⑹.焊缝酸洗钝化；⑺.后期扫尾处理。本发明是一种大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺，本工艺采用薄壁不锈钢修复大直径混凝土管道(管道直径大于DN2000)，与其他管道修复方案相比，修复后的管道抗腐蚀性大大提高，管线的运行寿命可增加三十年以上，对用于供水管道的修复，比其他方案提高了供水的水质和质量，与重新敷设管道相比，成本大大减少，施工周期短。
【专利说明】大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺

【技术领域】
[0001]本发明涉及管道内壁处理【技术领域】，尤其是一种应用于在大口径混凝土管道(管径大于DN2200)内衬薄壁不锈钢的修复工艺。

【背景技术】
[0002]供水安全影响着社会的稳定。城市供水管道在运行过程中，由于腐蚀和破坏等各种原因，运行一段时间后会出现漏水，尤其对于源水管道，一般管道直径较大，漏水严重容易引发社会问题，而且重新铺设源水管道工程量大，周期长。因此，对管道进行修补处理是最合适的技术。
[0003]目前国内外较大直径混凝土管道漏水修补方法通常有复合材料内衬法、涂敷内衬法、内衬不锈钢法等。
[0004](I).复合材料内衬法:将复合材料(粘贴固定于原混凝土管道内壁作为内衬，与原管道紧贴形成复合结构管。但此技术与待修混凝土管壁粘贴困难、材料易老化、存在不同程度的污染、使用寿命不长、维护费用高；一般在排水管道中使用较多。
[0005](2).涂敷内衬法(喷敷内衬法):以空气为动力源将聚合物(主要有聚合水泥砂浆、环氧砂浆、聚氨脂、聚乙烯等)用喷涂设备、经多次喷涂达到一定的厚度，固化后形成内衬层。此方法存在以下缺陷:对待修混凝土管壁处理要求严、对环境条件要求极高、占用一定的过流断面、施工技术要求高、成本不可控、工期不确定。
[0006](3).内衬不锈钢法:是采用对接焊方式将不锈钢管焊接在管道内壁上，现有的内衬法受工艺等限制，仅适合对管径小于1.2m的混凝土管道进行修复，若应用于大管径混凝土管(管径大于DN2200)，则内衬管的加工、运输、焊接等均存在技术问题，修复后管道不锈钢的厚度无法确定，焊接接口的质量无法检验，而且修复后，管道内部一旦生产负压，可能引起管道变形，影响供水安全。


【发明内容】

[0007]本发明的目的在于提供一种修复效果好、速度快、成本低，使用寿命长且特别适合大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺。
[0008]本发明的目的是通过以下技术手段实现的:
[0009]一种大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺，其特征在于:包括以下步骤:
[0010]⑴.前期预处理；
[0011](2).薄壁不锈钢卷制和运输；
[0012](3).不锈钢内衬就位、内撑、点焊；
[0013](4).不锈钢内衬管焊接；
[0014](5).不锈钢内衬管焊缝液体渗透检测，若检测不合格，则返回步骤⑷，重新进行不锈钢内衬管焊接；若合格，则进入下一个工序；
[0015](6).焊缝酸洗钝化；
[0016](7).后期扫尾处理。
[0017]而且，步骤⑴所述的前期预处理包括以下工作:管线勘测、工作坑测量定位；施工准备、工作坑开挖、支护；管线内部排水、管壁清理、堵漏、垃圾外运。
[0018]而且，步骤⑵所述的薄壁不锈钢卷制和运输为:用于内衬的薄壁不锈钢板材为奥氏体不锈钢主材，厚度根据待修复管道的管径和运行工况确定，其牌号及成分组成应符合《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》GB/T20878-2007相关要求；不锈钢单管长度为1.5米，焊接方式采用搭接焊，焊口搭接长度为1cm;薄壁不锈钢内衬管在工程现场用卷管机制作，选用长7m、宽1.5m的不锈钢板材；不锈钢内衬管卷制成型后，将外部绑两根钢丝绳，内部用两个撑管器固定成型的内衬管吊入工作坑内，用专用运管车运至待修复的工作面。
[0019]而且，步骤⑶所述的不锈钢内衬就位、内撑、点焊为:内衬管运输到位后，用胀管器撑开不锈钢衬管直至与混凝土管道严密贴合，焊工进行点焊定位；焊缝每1cm需点焊2cm进行不锈钢的固定，衬管在内撑和点焊过程中，焊缝分为环焊缝及纵焊缝。
[0020]而且，步骤⑷所述的不锈钢内衬管焊接为:在对不锈钢内衬管进行点焊后，基本固定了每节内衬管的位置，然后再进行不锈钢内衬管的焊接；不锈钢内衬管道焊缝外观整齐、无气孔、无未焊透、无裂纹、无过烧。
[0021]而且，步骤(5)所述的不锈钢内衬管焊缝液体渗透检测为:不锈钢内衬管焊缝按JB4730.5-2005《承压设备无损检测》标准进行渗透检测，渗透检测剂(简称检测剂)包括渗透剂、清洗剂和显像剂；检测实施工艺步骤为:预处理一渗透处理一去除处理一干燥处理一显像处理一观察一后处理一检测结果的评定；当进行不锈钢内衬管焊缝液体渗透检测时，发现焊缝缺欠超出标准规定的界限时，必须进行返修。
[0022]而且，步骤(7)所述的后期扫尾处理包括以下工作:分段管道试压；附属设施安装及现场恢复；管道清洗消毒；竣工验收。
[0023]而且，所述的步骤⑴和/或步骤⑴还包括施工通风、供电、排水。
[0024]本发明的优点和积极效果是:
[0025]1、本修复工艺采用薄壁不锈钢修复大直径混凝土管道(管道直径大于DN2000)，是在待修管道内穿插内衬薄壁不锈钢管，或将不锈钢板卷制在管内进行焊接成形达到防渗漏的目的。本工艺克服了传统的复合材料内衬法、涂敷内衬法的使用缺陷，具有了不锈钢强度大、耐磨损、抗内压、占用过流断面小等诸多优点。
[0026]2、本修复工艺通过对工艺流程、施工设备、技术参数以及检测工艺等进行改进，如:选择最为合适的不锈钢材质和最经济合理的内衬不锈钢的厚度、不锈钢内衬修复时采用搭接焊的焊接方法、焊口检测标准等，从而适用于管道直径大于DN2000的大直径混凝土管道。
[0027]3、本修复工艺中所采用的专用运管车体积小巧、承载能力强且使用安全省力，使用本运管车能够加快在管道内部运输的速度、降低运输的成本、大大提高安全性和适应性、形成运输的流水作业、增加运输效率等，尤其适合在大口径供水管道修补工程中使用。
[0028]4、本发明是一种大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺，本工艺采用薄壁不锈钢修复大直径混凝土管道(管道直径大于DN2000)，与其他管道修复方案相比，修复后的管道抗腐蚀性大大提高，管线的运行寿命可增加三十年以上，对用于供水管道的修复，t匕其他方案提高了供水的水质和质量，与重新敷设管道相比，成本大大减少，施工周期短。
[0029]5、本修复工艺中，采用的薄壁不锈钢，与其他不锈钢修复技术相比可以节省材料，降低工程造价。不锈钢焊接方式采用搭接焊，焊口的质量更好。而且采用渗透检测技术来确定焊口质量，进一步保证了修复后管道的严密性。

【专利附图】

【附图说明】
[0030]图1是本发明的工艺流程示意图；
[0031]图2是一种专用运管车的结构示意图；
[0032]图3是图2的俯视图；
[0033]图4是图2的右视图；
[0034]图5是另一种专用运管车的结构示意图；
[0035]图6是图5的俯视图；
[0036]图7是图5的右视图。

【具体实施方式】
[0037]下面结合附图详细叙述本发明的实施例；需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0038]一种大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺，包括以下步骤:
[0039]⑴.前期预处理:
[0040]包括以下工作:管线勘测、工作坑测量定位；施工准备、工作坑开挖、支护；管线内部排水、管壁清理、堵漏、垃圾外运。
[0041](2).薄壁不锈钢卷制和运输:
[0042]选择最为合适的不锈钢材质和最经济合理的内衬不锈钢的厚度。用于内衬的薄壁不锈钢板材为奥氏体不锈钢主材，厚度根据待修复管道的管径和运行工况确定，其牌号及成分组成应符合《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》GB/T20878-2007相关要求。不锈钢单管长度为1.5米，焊接方式采用搭接焊，焊口搭接长度为10cm。薄壁不锈钢内衬管在工程现场用卷管机制作，选用长7m、宽1.5m的不锈钢板材。不锈钢内衬管卷制成型后，将外部绑两根钢丝绳，内部用两个撑管器固定成型的内衬管吊入工作坑内，用专用运管车运至待修复的工作面。
[0043]专用运管车主要有两种形式，如图2-4所示，为其中一种形式的运管车:
[0044]包括车体、拉杆1、橡胶圈5以及横向转动轮6，该车体是由多个弧形钢板4和多根铁管3相互焊接构成，弧形钢板纵向并排设置，铁管横向并排设置，铁管焊接在弧形钢板的上表面形成弧形网格状框架结构。每个弧形钢板的弧度均与需要运输的内衬管相吻合，每个弧形钢板的厚度均为2cm,宽度均为10?20cm,该宽度根据运输内衬管的重量确定,若重量较大，可增加宽度。每根铁管的长度均比需要运输的内衬管道长15cm。
[0045]车体的一端安装竖直的拉杆，车体底部的四角位置安装车轮2，车体上表面均布安装多个橡胶圈，该橡胶圈的轴线与内衬管的轴线相互垂直。本实施例中，橡胶圈为16个，每个弧形钢板的上表面均每隔50cm左右焊接安装I个橡胶圈，该橡胶圈的数量可根据车体长度进行增减。在车体上表面还安装多个横向转动轮，其数量可以根据需要进行调整，横向转动轮的轴线与内衬管的轴线相互平行。
[0046]如图5-7所示，为另一种形式的运管车:
[0047]包括车体、拉杆7、弧形挡板框11和橡胶转动轮12，车体由基座9和两个叉臂10构成，基座的前端安装拉杆，基座的前端下部安装前车轮8。基座的后端安装两个对称设置的叉臂，每个叉臂的后端均安装后车轮13。每个叉臂的中部均安装一个弧形挡板框，该两个弧形挡板框之间形成待运输管道的放置区域，且两个弧形挡板框所形成的弧度与待运输管道相吻合。弧形挡板框的厚度约为1cm、长度根据待运输管道的长度确定，本实施例中为1.5m。
[0048]每个弧形挡板框均由两个弧形侧板14和一个连接板15构成，该两个弧形侧板的下端均安装在叉臂上，上端分别连接在连接板的前后两端。每个弧形侧板的侧壁上均安装一个橡胶转动轮，该橡胶转动轮的轴线与待运输管道的轴线互相平行。
[0049](3).不锈钢内衬就位、内撑、点焊:
[0050]内衬管运输到位后，用胀管器撑开不锈钢衬管直至与混凝土管道严密贴合，焊工进行点焊定位。焊缝每1cm需点焊2cm进行不锈钢的固定，衬管在内撑和点焊过程中，焊缝分为环焊缝及纵焊缝。
[0051]⑷.不锈钢内衬管焊接:
[0052]在对不锈钢内衬管进行点焊后，基本固定了每节内衬管的位置，然后再进行不锈钢内衬管的焊接。不锈钢内衬管道焊缝外观整齐、无气孔、无未焊透、无裂纹、无过烧。本专利申请的范例中采用的304不锈钢采用钨极惰性气体保护焊(GTAW)焊接方法手工氩弧焊焊接。
[0053](5).不锈钢内衬管焊缝液体渗透检测:
[0054]不锈钢内衬管焊缝按JB4730.5-2005《承压设备无损检测》标准进行渗透检测，渗透检测剂(简称检测剂)包括渗透剂、清洗剂和显像剂。
[0055]检测实施工艺步骤为:预处理一渗透处理一去除处理一干燥处理一显像处理一观察一后处理一检测结果的评定。
[0056]若检测不合格，发现焊缝缺欠超出标准规定的界限时，则必须返回步骤⑷进行返修，重新进行不锈钢内衬管焊接。若检测合格，则进入下一个工序。
[0057](6).焊缝酸洗钝化:
[0058]检测合格后对不锈钢焊缝进行酸洗钝化处理，可在管道形成氧化层，更好的保护不锈钢内衬。处理后的不锈钢焊缝基本可与不锈钢原色一致。
[0059](7).后期扫尾处理:
[0060]包括以下工作:分段管道试压；附属设施安装及现场恢复；管道清洗消毒；竣工验收。此外，前期预处理和/或后期扫尾处理还包括施工通风、供电、排水等工作。
【权利要求】
1.一种大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺，其特征在于:包括以下步骤:(1).前期预处理；(2).薄壁不锈钢卷制和运输；(3).不锈钢内衬就位、内撑、点焊；(4).不锈钢内衬管焊接；(5).不锈钢内衬管焊缝液体渗透检测，若检测不合格，则返回步骤⑷，重新进行不锈钢内衬管焊接；若合格，则进入下一个工序；(6).焊缝酸洗钝化；(7).后期扫尾处理。
2.根据权利要求1所述的一种大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺，其特征在于:步骤⑴所述的前期预处理包括以下工作:管线勘测、工作坑测量定位；施工准备、工作坑开挖、支护；管线内部排水、管壁清理、堵漏、垃圾外运。
3.根据权利要求1所述的一种大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺，其特征在于:步骤⑵所述的薄壁不锈钢卷制和运输为:用于内衬的薄壁不锈钢板材为奥氏体不锈钢主材，厚度根据待修复管道的管径和运行工况确定，其牌号及成分组成应符合《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》68/120878-2007相关要求；不锈钢单管长度为1.5米，焊接方式采用搭接焊，焊口搭接长度为川⑽；薄壁不锈钢内衬管在工程现场用卷管机制作，选用长70、宽1.50的不锈钢板材；不锈钢内衬管卷制成型后，将外部绑两根钢丝绳，内部用两个撑管器固定成型的内衬管吊入工作坑内，用专用运管车运至待修复的工作面。
4.根据权利要求1所述的一种大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺，其特征在于:步骤⑶所述的不锈钢内衬就位、内撑、点焊为:内衬管运输到位后，用胀管器撑开不锈钢衬管直至与混凝土管道严密贴合，焊工进行点焊定位；焊缝每10(^需点焊2(^进行不锈钢的固定，衬管在内撑和点焊过程中，焊缝分为环焊缝及纵焊缝。
5.根据权利要求1所述的一种大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺，其特征在于:步骤⑷所述的不锈钢内衬管焊接为:在对不锈钢内衬管进行点焊后，基本固定了每节内衬管的位置，然后再进行不锈钢内衬管的焊接；不锈钢内衬管道焊缝外观整齐、无气孔、无未焊透、无裂纹、无过烧。
6.根据权利要求1所述的一种大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺，其特征在于:步骤(5)所述的不锈钢内衬管焊缝液体渗透检测为:不锈钢内衬管焊缝按184730.5-2005《承压设备无损检测》标准进行渗透检测，渗透检测剂(简称检测剂)包括渗透剂、清洗剂和显像剂；检测实施工艺步骤为:预处理一渗透处理一去除处理一干燥处理一显像处理一观察一后处理一检测结果的评定；当进行不锈钢内衬管焊缝液体渗透检测时，发现焊缝缺欠超出标准规定的界限时，必须进行返修。
7.根据权利要求1所述的一种大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺，其特征在于:步骤⑴所述的后期扫尾处理包括以下工作:分段管道试压；附属设施安装及现场恢复；管道清洗消毒；竣工验收。
8.根据权利要求1所述的一种大口径混凝土管道内衬薄壁不锈钢的修复工艺，其特征在于:所述的步骤⑴和/或步骤⑴还包括施工通风、供电、排水。
【文档编号】B23P6/00GK104308449SQ201410429634
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】陈宝强, 孙华林, 王为民, 欧阳洋, 李洪清, 徐立新, 李莹, 崔博文, 赵迪, 马志国, 李越, 任博渝, 张铎伦, 潘中奇, 王宝菊, 张涛 申请人:天津市管道工程集团有限公司, 天津市华淼给排水研究设计院有限公司