管道维修补强技术及其发展趋势（四）
4 夹具类型维修补强方法
这类方法的共同特点是采用机械夹具的方式来恢复管道的服役强度。其优点是不用在服役管体上直接进行焊接，避免了焊穿和发生氢脆、冷脆的风险性。但其缺点是施工设备和施工工艺相对复杂，成本较高。
图1示出一个夹具照片。这种方法适合于石油、天然气管道的临时抢修。主要是针对管道发生了泄露时使用。天然气管道抢修时必须考虑将管道内的压力降到管道设计压力的1/3以下，可以考虑使用在下述几种情况下：
(1) 管道机械损伤，比如出现凹坑，在确认没有裂纹产生的情况下使用。
(2) 管道单点腐蚀严重，超过管道壁厚2/3以上。
(3) 管道的临时维修和抢修。
4.2 夹具注环氧
图2示出夹具注环氧的典型照片和施工现场。该方法是在打套筒的技术上改进而成的。主要要点是在套筒内部留出一定空间，用来填口充环氧树脂，利用环氧树脂将力传递到套筒上。实施套筒的方法主要有两种：
(1) 有螺栓夹具注环氧
(2) 无螺栓两半(焊接)夹具注环氧
这种方法的优点是施工后的强度可以满足要求，缺点是施工后的防腐比较麻烦。
管道维修补强技术及其发展趋势（三）
下面我们将对这些方法的原理、特点及其使用范围进行简要叙述。
3 焊接类型维修补强方法
这一类方法的通用思路是采用焊接的方法，在含缺陷管道上面焊接上补强金属，从而恢复管道的服役强度。其中堆焊主要针对深度不大的单点缺陷，打补丁主要针对小面积多个点腐蚀的情况，而打套筒则主要针对大面积腐蚀的情况。
这类方法的共同优点是费用较低。但其缺点是：(1)由于要在服役管道上焊接，焊穿的危险性大；(2)服役管体与补强钢材之间的传力均匀问题和焊缝材料与母材性能匹配问题；(3)当焊接环境湿度较大和温度太低时有产生氢脆和冷脆的危险性。
3.1 堆焊
对于金属损失量不大的单点缺陷，有些公司探索用堆焊的方法来进行维修。这种方法应用的注意事项和优缺点如下：
(1) 堆焊必须将输油管道输送压力降低到设计压力的1/3以下。如果是天然气管道必须停气泄压后进行。这种方法一般主要针对非干线管道进行。
(2) 先应考察缺陷的类型，对于单个体积型缺陷可以使用，但对于裂纹型缺陷，这种方法不适用。
(3) 一般适用于深度较小的缺陷，对于深度较大的缺陷，不能使用这种方法。其原因有三：a)为了使缺陷底部平缓过度，缺陷需要打磨。如果缺陷较深，加上打磨的深度，剩余母材可能会很少。在焊接时可能会有管体焊穿的危险性。b)如果缺陷深度较大，在焊接区域产生的热影响区较大，应力集中也大。c)焊接材料和母材不一样，如果焊接缺陷太大，焊材和母材的性能匹配问题就显得特别突出。
(4) 这种方法要特别注意焊接时的外部条件环境，当空气湿度太大时，容易产生氢脆，当环境温度太低时容易产生冷脆问题。
(5) 必须严格按照《焊接规程》，采用经过严格筛选后的适合于母材的焊接材料。焊机的电流和电压都应通过前期试验后确定。
3.2 打补丁
打补丁的方法适合于小面积多个点腐蚀情况的维修，维修时需将输送压力降低到设计压力的1/3.对于天然气管道必须停气泄压进行。由于这种方法在焊接热影响区内容易产生氢脆，这种方法应用的注意事项和优缺点如下。
(1) 焊接的补片应是圆角的，补片材料等级应与所修理的管子材料等级匹配，应采用填角焊将补片焊牢。尽可能减小由于修理所造成的应力集中。
(2) 对只使用填充熔敷金属的修理工作，焊接工艺应符合所修管子材料标准的等级和类型的有关要求。
(3) 在有涂层的管子上进行修理时，应先除去所有受损的涂层，并涂敷新的防腐涂层。
(4) 修理在役管道，应仔细进行检查，确保在经过打磨补焊前，管道具有足够的壁厚不至于使管道焊穿。
(5) 在管线不能停输的特殊情况下，则应将管线的工作压力降低到能保证安全维修作业的水平，并制订严格的焊接作业规程。
(6) 这种方法要特别注意焊接时的外部条件环境，当空气湿度太大时，容易产生氢脆，当环境温度太低时容易产生冷脆问题。
3.3 打套筒
打套筒方法比较适合管体出现大面积腐蚀的情况。施工时需要将管道输送压力降压到设计压力的1/3后再进行焊接。对于天然气管道必须停气泄压后进行。这种方法的潜在危险性是当环境湿度较大和气温较低时焊接热影响区有产生氢脆和冷脆的危险性。这种方法应用的注意事项和优缺点为：
(1) 用两个半圆管包在管子上进行焊接，主要用于腐蚀区域，一般不得用于泄漏点、凿痕、凹痕或其他缺陷的修补。
(2) 半圆补强管不应横跨环焊缝
(3) 应特别注意半圆补强板的边缘同所修补管子间的紧密贴合以及尽量降低由于修补所致的应力集中。
(4) 打套筒的焊缝应该用无损检测的方法进行探伤。
管道维修补强技术及其发展趋势（二）
2 管道维修补强技术的分类
管道的维修补强技术是保证管道完整性和延长管道使用寿命的重要手段。为此国内外对于管道维修补强技术研究和开发非常重视。迄今国内外用于管道维修补强的方法大致可以归结为三大类型和七小类型：
(1) 焊接类型：(a)堆焊；(b)打补丁；(c)打套袖；
(2) 夹具类型：(d)夹具；(e)夹具注环氧；
(3) 纤维复合材料类型：(f)玻璃纤维复合材料修复；(g)碳纤维复合材料修复。