非开挖管道修复技术-原位固化材料及性能
发布时间:2022-11-18       来源:佚名    分享到:

原位固化法的主要材料是软管和树脂,其中树脂是系统的主要结构元素。树脂材料通常可以分为不饱和聚酯树脂、乙烯树脂和环氧树脂三类。

由于不饱和聚酯树脂具有良好的耐化学腐蚀性、优良的物理性能、对CIPP工艺的优异作业性能以及良好的经济性被最早应用于CIPP内法管修复技术中。40多年来,不饱和聚酯树脂始终是 CIPP 工艺中使用最多的固化材料。

乙烯树脂和环氯树脂由于具有特殊的耐腐蚀能力、抗溶解性和高温稳定性能,主要用工业管道和压力管道。

软管可由单层或多层聚酯纤维毡或同等性能的材料组成,可采用编织材料或非编织材料,常用的是非编织材料。玻璃纤维增强的纤维软管应至少包含两层夹层,软管的内表面应为聚酯毡层加苯乙烯内膜组成,外表面应为单层或多层抗苯乙烯或不透光的薄膜。软管编织物接触的地方,其纵向以及环向的接头应错开不能重叠。

CIPP 作业过程中,软管的主要功能是在树脂固化前携带和支撑树脂。为了在施工中保护树脂材料,在软管的内外表面应包覆一层与所采用的树脂兼容的非渗透性塑料膜。软管在进入原有管道的过程中,应能够承受一定的变形及拉伸应力,同时还应具有一定的柔性,以满足侧向连接并产生一定的膨胀以适应原有管道的不规则性。美国标准ASTM F5813中规定,纵向以及横向的强度应该都是5MPa(750psi)。编织软管在固化过程中应能承受脂固化所需的温度和压力。软管的长度应大于待修复管道的长度,以方便施工人员施工软管直径的大小应保证在固化后能与原有管道的内壁紧贴在一起。编织软管应该折叠成待修复管道形状相适应的形式。

树脂的浸渍应安排在合适的室内场地,若室内温度高于18,有条件的情况下,宜采月空调设备降低室温,防止树脂固化。若无人工降温设备,可采用在软管上加敷冰块的方式替代。另外,日光和强光源中的紫外线长时间照射,会引起热固性树脂逐渐固化,从而导致车管材料报废,所以浸渍过程应避开光源。

为避免树脂浸渍不均匀以及浸渍后产生气泡等问题,软管在浸渍树脂前,应对软管进行抽真空处理,不得在未抽真空或抽真空时间不足的条件下盲目浸渍树脂。抽真空的布点选择可根据材料的具体长度和厚度,选择抽真空速度、均匀选点,确保软管各部位在树脂浸渍过程中,边浸渍边抽真空。软管真空度应达到8x10-MPa。热固性树脂、固化剂等用量应按要求精确称量,考虑到树脂的聚合作用及渗入待修复管道缝隙和连接部位的可能性,填充树脂体积要有5%~10%盈余量。树脂浸渍软管应通过一些相隔一定间距的滚轴碾压,通过调节滚轴的间距来确保树脂均匀分布并使软管全部浸渍树脂,避免软管出现干斑或气泡。树脂浸渍过程完成后,塑料涂层或膜表面抽真空时留下的切口应采用具有一定强度和密封性能的塑料膜进行胶结,防止树脂外溢及施工过程中的水直接进入树脂,造成该处无法固化。

树脂浸渍软管在贮运、装卸过程中,应防止材料刮擦与碰撞,避免外部塑料涂层或膜破损后导致树脂外溢及施工过程中的水直接进入树脂。同时应充分考虑运输与安装时间,防止材料在中途或安装时固化。当室外温度高于20(也有规范中规定为18)或贮运时间较长时,树脂浸渍软管应叠放在冰水槽或冷柜中,且应避免日光或强光源照射。

浸渍树脂的软管固化后便可称之为内衬管,内衬管的力学性能与软管的材料和树脂有关,其对于修复管道设计至关重要。在内衬管壁厚设计中,最主要的参数是弹性模量,弹性模量越高,所需内衬管的壁厚就越小,相反则越大。如果固化后内衬管的弹性模量很小,而壁厚很大时,那么这个内衬管理论上是可用于管道修复的,而实际上当内衬管弹性模量很小时,其没有足够的强度来达到设计要求。因此对于用于管道修复内衬管的力学性能应有一个最低的指标。

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