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。

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稳定性是钢结构的一个突出问题。在各种类型的钢结构中，都会遇到稳定问题。处理不好，将会造成不应有的损失, 钢结构复合材料修复包括：强度增强、疲劳修复和屈曲修复三大类，碳纤维复合材料钢结构修复系统，能够对结构起到强度增强、疲劳修复等作用，系列管道结构补强材料的不同在于，该系统既可用于管道上，也可用于钢结构的修复上，可以是环向粘贴，也可以是局部平面粘贴。为了区分，将管道补强所用的复合材料独立出来，而在本修复系统内，主要应用于平面修复，如储罐、容器等表面缺陷修复。使用材料包括：碳纤维、玻璃纤维等复合材料。可以有效地修复电力塔架，钢构件疲劳损坏是钢结构破坏的主要形式之一,通过对拉-拉应力状态下碳纤维布加固钢结构K形焊缝疲劳性能的试验研究与分析,认为在钢构件焊缝部位粘贴碳纤维能够有效降低焊缝处的应力集中,明显改善钢构件的疲劳性能,从而延长钢结构疲劳构件的使用寿命,具有很高的应用价值.钢结构中的稳定问题是钢结构设计中以待解决的主要问题，一旦出现了钢结构的失稳事故，不但对经济造成严重的损失，而且会造成人员的伤亡。为了防止屈曲失稳的发生，对钢结构进行修复是一种很有效率的修复手段。

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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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碳纤维具有较高的强度、模量，具有一定的优势，通常来讲，在复合材料补强产品中属于综合性能好的一种。

 ①免焊不动火，可在带压运行状态下修复：

    ②施工简便快捷，操作时间短：

    ③碳纤维弹性模量与钢的弹性模量十分接近，有利于复合材料尽可能多的承载管道压力，降低含缺陷管道的应力水平，限制管道的膨胀变形；

    ④碳纤维的抗拉强度高，用于管道修复具有极高的安全性：并且碳纤维复合材料的抗蠕变性能优异，其强度随着服役时间增加基本保持不变；

    ⑤碳纤维复合材料补强层厚度小，方便后续的防腐处理：

    ⑥碳纤维补强缠绕、铺设方式灵活。可对环焊缝和螺旋焊缝缺陷(包括高焊缝余高和严重错边)补强：还可对弯管、三通、大小头等不规则管件修复；

   ⑦可以用于腐蚀、机械损伤和裂纹等缺陷修复补强，也可用于整个管段的提压增强处理，应用范围广。