“碳纤维布”： 黑色，纤维布状，柔软。是目前公认的高强轻质材料，广泛应用于汽车、飞机自行车、高尔夫球乐器箱包、装饰品等等方面，均可见碳纤维的身影。碳纤维在结构方面的应用日益广泛，包括建筑业、油气管道、化工管道、容器管体，抢修、维修、补强、加固等。但由于碳纤维复合材料制备工艺的复杂性和产品多样化，生产中可能存在的缺陷，目前碳纤维应用还需要进一步完善和推广。

但碳纤维具有非常卓越的性能。在同等尺寸大小下，碳纤维抗拉强度往往比金属更强，密度更小，常被用于车体和喷射式涡轮中。碳纤维的抗拉强度；是钢的4倍，铝的8倍。而它抗弯曲的能力也比钢材和铝材大得多，质量只有同体积钢的三分之一。碳纤维的优异性能，尤其碳纤维复合材料的硬度和刚度，取决于生产时选择的胶或环氧树脂。

碳纤维复合材料固化过程是在应用过程中非常重要的一环，在碳纤维制品及修复补强中，不同温度、湿度、压力都会影响产品质量，选择合适的树脂更为重要；选择不同的碳纤维布的排列方式，不同纹理，恰当的环氧树脂，合适的成型工艺。满足不同环境的使用要求，碳纤维的应用会有更大的前景。

摘要：管道进行检测-评估-维修补强是保证管道完整性的一个有效的作业链，管道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。本文对迄今为止管道维修补强的有关方法进行了总结归类，并对其各自的优缺点进行了对比。总结认为，迄今国内外用于管道维修补强的方法大致可以归结为焊接类型、夹具类型和纤维复合材料类型三大类，并可以细分为堆焊、打补丁、打套袖、夹具、夹具注环氧、玻璃纤维复合材料和碳纤维复合材料等七小类。尽管这些方法各有优点，但总的来说，碳纤维复合材料补强技术是有应用前景的维修补强技术。

1 引言

  在役管道不可避免地会由于腐蚀、疲劳和机械损伤等方式造成管道缺陷，降低管道安全操作压力和可靠性。我国现有管道4万余km，如何保证这些管道的完整性并使其安全运行是油气工业面临的一个重大课题。国内外的实践证明，对管道进行检测-评估-维修补强是保证管道完整性的一个有效的作业链条。检测是利用内检测或外检测技术检测防腐层和管体的缺陷和损伤；评估是利用弹塑性力学、断裂力学和损伤力学的模型、方法和软件评价含缺陷管道的剩余强度，并结合缺陷长大动力学规律，预测含缺陷管道的剩余寿命；补强是利用各种方法管道缺陷进行修复和补强，使其恢复管道的安全运行压力。关于管道检测和评估的原理、方法和应用国内外具有大量的论述性文献，关于管道的补强维修技术国内外也已经进行了大量的研究。本文着重对管道的维修补强各种技术方法进行归类总结，对各种方法的优缺点进行比较，并对各种方法的原理进行简要介绍，以兹对现场生产的管理工作者和工程师具有参考作用。

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碳纤维复合材料对压力管道进行修复补强的技术，是利用碳纤维布在纤维方向上具有高强度的特性，用环氧树脂充分浸透碳纤维丝，外包覆在修复管道部位，使缺陷部位恢复原有强度。该技术的优点是可以在线修复，且不用焊接，避免了焊穿发生危险。复合材料管道修复补强技术是一项新兴的技术，该补强系统由高强度碳纤维、高强度填平树脂以及高性能环氧粘结剂三个部分组成。在缺陷修复时，首先利用填平树脂对缺陷进行填平处理，然后在管道外缠绕碳纤维与环氧粘结剂所组成的碳纤维复合材料。填平树脂固化后具有优异的抗压强度。碳纤维复合材料固化后具有极高的抗拉强度和弹性模量，它将通过填平树脂限制缺陷处的径向膨胀变形，降低缺陷处的拉伸应力与应变，实现对管道缺陷的补强修复。

双向碳纤维复合材料补强技术可以对壁厚损失低于80%的管道缺陷进行补强修复。通过计算设计补强碳纤维布的层数，在对含缺陷管道进行剩余强度评价的基础上，确定恢复管道正常运行压力所需要的补强层数。碳纤维补强技术中复合材料初步固化时间为12～36小时。根据环境温度不同，初步固化时间长短可能有差别；补强层初步固化后，即可回填。在碳纤维布补强施工完成后，不影响修补部位的其他工序，可使用防腐冷缠带、热收缩带或其他防腐材料在补强层外进行防腐处理。

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