一种石油化工装置腐蚀与防护碳纤维补强工艺的制作方法_2

文档序号:9904166阅读:来源:国知局
管道表面的每一个腐蚀缺 陷中,并且填充满的修补剂在管道缺陷边沿处应平滑过渡到管体表面,保证碳纤维复合材 料和修补剂充分接触,待修补剂完全固化后再实施下一道工序,并且通过本发明所提供的 专用修补剂120,无需进行紧固及加热固化等操作即可得到效果良好的修复材料,并且对缺 陷处具有很好的修复效果。
[0050] 在另一种实施例中,在S230中,在管道补强范围内涂抹环氧底漆,目的是将碳纤维 复合材料与管壁之间隔离开来,防止电偶腐蚀的发生,并且要求底漆厚度至少0.2mmW上, 同时,在进行S230之前,可在专用修补剂120外侧及管壁上滚涂抗阴极剥离胶,其由A、B两种 组分组成,两种组分的重量比为A:B = 4:1,按重量份数如下:
[0051 ] A组分由微凝胶60~80份,Ξ氧化二侣30~50份,铁白粉0~10份,白炭黑10~25份 组成;
[0化2] B组分由105固化剂60~80份,K册50硅烷偶联剂10~15份,2,4,6-Ξ(二甲胺基甲 基)-苯酪15~25份,Ξ氧化二侣15~30份组成;
[0化3] 其中,在A组分及Β组分中的Ξ氧化二侣规格均为W10。
[0054] 在另一种实施例中,在S230~S250中,利用湿铺工艺,将碳纤维片材和环氧树脂交 互地铺层粘结在一起,在需要补强的管道外缠绕纤维材料,形成纤维复合材料补强层,使用 橡胶漉或塑料刮板反复娠压碳纤维复合材料布140,使碳纤维复合材料布140平直、延展、无 气泡,粘合剂充分渗透,进而确保碳纤维复合材料层与层之间、材料与管道外表面之间没有 空鼓、气泡等存在。
[0055] 在另一种实施例中,在S220中,专用修补剂120为金属缺陷填充胶,其由A、B两种组 分组成,两种组分的重量比为A:B = 2:1,按重量份数如下:
[0化6] A组分由微凝胶30~50份,E44环氧树脂20~50份,E51环氧树脂20~30份,不诱钢 粉10~25份,Ξ氧化二侣10~25份,铁粉10~25份组成;
[0化7] B组分由105固化剂30~50份,650聚氨醋20~40份,K册50硅烷偶联剂0~10份,2, 4,6-Ξ(二甲胺基甲基)-苯酪10~30份,Ξ氧化二侣30~50份,气相二氧化娃10~30份组 成;
[005引其中,在A组分中,铁粉规格为200目,在B组分中,Ξ氧化二侣规格为W10。
[0059] 在S230、S250中,环氧树脂浸溃胶130为层间剥离胶,其由A、B两种组分组成,两种 组分的重量比为A: B = 3:1,按重量份数如下:
[0060] A组分由E44环氧树脂40~60份,E51环氧树脂40~60份,二下醋10~25份,铁白粉 10~25份组成;
[0061 ] B组分由810水下固化剂为60~80份,K册50硅烷偶联剂为20~30份,2,4,6-Ξ(二 甲胺基甲基)-苯酪20~35份,白炭黑10~25份组成。
[0062] 在另一种实施例中,环氧树脂胶使用溫度范围为-60~150°C。
[0063] 在另一种实施例中,对断口进行取样,然后通过超声波进行清洗,对缺陷处进行失 效分析;对失效原因进行分类:其中包括:设计不当引起的失效;材料缺陷引发的失效;铸造 缺陷引发的失效;锻造缺陷引发的失效;焊接缺陷引发的失效;热处理缺陷引发的失效;冷 加工成型缺陷引发的失效;失效分析常用手段:(1)断口分析:光学形貌分析;显微形貌分 析。(2)金相组织分析(3)成分分析:SEM/EDS; ICP-0ES; XRF;火花直读光谱。(4)物相分析: XRD(5)残余应力分析(6)机械性能分析(硬度、拉伸性能、冲击性能、弯曲性能、硬度等)(7) 现场工艺及使用环境的考察验证。
[0064] 在另一种实施例中,对碳纤维复合材料的要求及在本实施例中使用的碳纤维复合 材料的实际测量值如表1所示:
[0065] 表1碳纤维复合材料参数
[0066]
[0067] 实施例1
[0068] 第一步:对压力容器110的缺陷处内表面前处理,基材表面应全面打磨,无任何附 着物,粘贴部位有尖锐棱角的需要打磨成圆角,最小内径为20mm,沿着管道缺陷处轴向两个 方向150mm范围内的管道表面原有的防腐层采用机械除诱全部清除,管道表面除诱应达到 GB/T8923.1-2011《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定》所规定St2.5级及W 上,同时测量出缺陷处的深度为6.5mm,缺陷轴向长度78mm,缺陷环向长度15mm,壁厚减薄程 度36%,根据ASME PCC-2-2011标准中计算需要的碳纤维复合材料补强层数为4层;
[0069] 第二步、利用专用修补剂120(底层环氧树脂胶)对缺陷进行填平处理,专用修补剂 和环氧底漆起到传递管壁压力的作用;
[0070] 专用修补剂120为金属缺陷填充胶,其由A、B两种组分组成,两种组分的重量比为 A:B = 2:1,按重量份数如下:
[0071] A组分由微凝胶30份,E44环氧树脂20份,E51环氧树脂20份,不诱钢粉10份,Ξ氧化 二侣10份,铁粉10份组成;
[0072] B组分由105固化剂30份,650聚氨醋20份,2,4,6-;仁甲胺基甲基)-苯酪10份,; 氧化二侣30份,气相二氧化娃10份组成;
[0073] 其中,在A组分中,铁粉规格为200目,在B组分中,Ξ氧化二侣规格为W10;
[0074] 第Ξ步、待专用修补剂120固化后,在专用修补剂120外侧及管壁上滚涂抗阴极剥 离胶,其由A、B两种组分组成,两种组分的重量比为A:B = 4:1,按重量份数如下:
[0075] A组分由微凝胶60份,Ξ氧化二侣30份,白炭黑10份组成;
[0076] B组分由105固化剂60份,K册50硅烷偶联剂10份,2,4,6-Ξ(二甲胺基甲基)-苯酪 15份,Ξ氧化二侣15份组成;
[0077] 其中,A组分和Β组分中的Ξ氧化二侣规格均为W10;
[0078] 第四步、滚涂环氧树脂浸溃胶130到粘接面上,胶量必须充足饱满,滚涂厚度在 0.2mm,环氧树脂浸溃胶130为层间剥离胶,其由A、B两种组分组成,两种组分的重量比为A:B =3:1,按重量份数如下:
[0079] A组分由E44环氧树脂40份,E51环氧树脂40份,二下醋10份,铁白粉10份组成;
[0080] B组分由810水下固化剂为60份,K册50硅烷偶联剂为20份,2,4,6-Ξ(二甲胺基甲 基)-苯酪20份,白炭黑10份组成;
[0081] 第五步、将碳纤维复合材料布140和环氧树脂浸溃胶130交互地铺层粘结在一起, 在需要补强的管道外缠绕纤维材料,形成4层纤维复合材料补强层,使用橡胶漉或塑料刮板 反复娠压碳纤维复合材料布140,使碳纤维复合材料布140平直、延展、无气泡,粘合剂充分 渗透,进而确保碳纤维复合材料层与层之间、材料与管道外表面之间没有空鼓、气泡等存 在;其中,使用的碳纤维复合材料规格为抗压强度为3422MPa,受拉弹性模量为2.41 X 105MPa,伸长率为1.7 %,弯曲强度为837M化,层间剪切强度为52MPa,碳纤维复合材料与混 凝±和搁体的基材正拉粘接强度为3.5MPa,并且为基材内聚破坏;
[0082] 第六步、在对粘贴后的碳纤维表面进行防腐蚀涂装,使其能够抗硫化氨、盐雾等腐 蚀;
[0083] 第屯步、对补强处进行质量检测,通过采用《SY/T 5992-94输送钢管静水压爆破试 验方法》进行爆破试验,采用加载方式加压至36.7M化时,缺陷处无明显变化。
[0084] 实施例2
[0085] 第一步:对压力容器110的缺陷处内表面前处理,基材表面应全面打磨,无任何附 着物,粘贴部位有尖锐棱角的需要打磨成圆角,最小内径为20mm,沿着管道缺陷处轴向两个 方向150mm范围内的管道表面原有的防腐层采用机械除诱全部清除,管道表面除诱应达到 GB/T8923.1-2011《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定》所规定St2.5级及W 上,同时测量出缺陷处的深度为8.6mm,缺陷轴向长度93mm,缺陷环向长度55mm,壁厚减薄程 度42%,根据ASME PCC-2-2011标准中计算需要的碳纤维复合材料补强层数为6层;
[0086] 第二步、利用专用修补剂120(底层环氧树脂胶)对缺陷进行填平处理,专用修补剂 和环氧底漆起到传递管壁压力的作用;
[0087] 专用修补剂120为金属缺陷填充胶,其由A、B两种组分组成,两种组分的重量比为 A:B = 2:1,按重量份数如下:
[0088] A组分由微凝胶50份,E44环氧树脂50份,E51环氧树脂30份,不诱钢粉25份,Ξ氧化 二侣25份,铁粉25份组成;
[0089] B组分由105固化剂50份,650聚氨醋40份,K册50硅烷偶联剂10份,2,4,6-Ξ(二甲 胺基甲基)-苯酪30份,Ξ氧化二侣50份,气相二氧化娃30份组成;
[0090] 其中,在A组分中,铁粉规格为200目,在Β组分中,Ξ氧化二侣规格为W10;
[0091] 第Ξ步、待专用修补剂120固化后,在专用修补剂120外侧及管壁上滚涂抗阴极剥 离胶,其由A、B两种组分组成,两种组分的重量比为A:B = 4:1,按重量份数如下:
[0092] A组分由微凝胶80份,Ξ氧化二侣50份,铁白粉10份,白炭黑25份组成;
[0093] B组分由105固化剂80份,K册50硅烷偶联剂15份,2,4,6-Ξ(二甲胺基甲基)-苯酪 25份,Ξ氧化二侣30份组成;
[0094] 其中,A组分和Β组分中的Ξ氧化二侣规格均为W10;
[00M]第四步、滚涂环氧树脂浸溃胶130到粘接面上,胶量必须充足饱满,滚涂厚度在 0.2mm,环氧树脂浸溃胶130为层间剥离胶,其由A、B两种组分组成,两种组分的重量比为A:B =3:1,按重量份数如下:
[0096] A组分由E44环氧树脂60份,E51环氧树脂60份,二下醋25份,铁白粉25份组成;
[0097] B组分由810水下固化剂为80份,K册50硅烷偶联剂为30份,2,4,6-Ξ(二甲胺基甲 基)-苯酪35份,白炭黑25份组成;
[0098] 第五步、将碳纤维复合材料布140和环氧树脂浸溃胶130交互地铺层粘结在一起, 在需要补强的管道外缠绕纤维材料,形成6层纤维复合材料补强层,使用橡胶漉或塑料刮板 反复娠压碳纤维复合材料布140,使碳纤维复合材料布140平直、延展、无气泡,粘合
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