目前,全世界輸油氣管道總長度超過了1.7×106km,其中相當一部分管道已服役逾30年,出現(xiàn)大量的外腐蝕等缺陷,導致每年用于管道修復(fù)費用在60億到80億美元之間[1]。一般,較為嚴重的外腐蝕直接采用換管或者套筒修復(fù),修復(fù)費用昂貴。
近年來,復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)的出現(xiàn)作為管體缺陷的一種新型修復(fù)技術(shù)具有很多優(yōu)點。復(fù)合材料管體缺陷修復(fù)技術(shù)是利用涂敷在缺陷部位的高強度填料,以及管體上和纖維材料層間的強力膠,將作用在管道缺陷部位的應(yīng)力均勻地傳遞到復(fù)合材料修復(fù)層上,復(fù)合材料與缺陷管道緊密結(jié)合、協(xié)同變形,合理分布缺陷管道應(yīng)力,從而起到補強目的。
與傳統(tǒng)的金屬材料修復(fù)方法相比,復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)具有明顯的優(yōu)點:
1)復(fù)合材料比強度、比模量高;
2)復(fù)合材料可設(shè)計性強;
3)復(fù)合材料有多種成型工藝,便于進行大面積或者結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的補強;
4)修復(fù)過程無需停輸、修復(fù)時間短、成本低、現(xiàn)場修復(fù)所需設(shè)備簡單。
復(fù)合材料的這些優(yōu)點基本滿足了長輸油氣管道對管體修復(fù)材料的技術(shù)要求,已成為管體缺陷修復(fù)技術(shù)的一個發(fā)展趨勢。管體缺陷修復(fù)常用的復(fù)合材料有玻璃纖維復(fù)合材料(GRP)或碳纖維復(fù)合材料(CFRP)等,常用的樹脂包括聚酯、乙烯酯以及環(huán)氧類樹脂。在復(fù)合修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域,美國的ClockSpring公司的復(fù)合修復(fù)套筒最具代表性,在北美、歐洲等國家的陸上及海上油氣管道上應(yīng)用非常廣泛,近年亞洲一些國家也陸續(xù)開始應(yīng)用。