7-21 管路修复技术有哪些方法?
答:敷设在地下的上下水道及煤气管路等经过长时间运行,免不了老化,为避免上下水道漏水或出现锈水、煤气泄漏等事故,就需要掘开地面进行修理。这种管路修复法将出现以下三个问题:①如果管路位于道路下方,路面的挖掘就会造成交通的阻塞;②如果在人烟密集的居民区,就会恶化居民生活环境;③管路的挖掘将延长修复工期,增加工时费。
为避免以上三个问题的出现,现已研究出了多种不需挖开地面就能修复管路缺陷的技术。至目前为止,大致有三种方法,即气流涂覆法、滑块涂覆法及软管被覆法。这些方法虽然适用于现场,但对工厂内进行管路内表面涂覆也有很大的参考价值。
(1)气流涂覆法 包括ASI法、NPIC法、P.C.G.Vacl法等。
1)ASI法:此法是利用压缩空气,在管内形成高速气流,带动研磨材料清除水垢之后,通以涂料,在管壁上形成防护层。这样更生的锈管具有与新管同样的性能,可延长其使用寿命。此法由于采用了空气流体作为媒体,所以从小管径到中管径,包括接头在内的多支管的管路均适用。这种方法包括研磨、涂覆和涂层固化三个工序。图7-11示出了这一方法的流程图和所用的设备。

图7-11 ASI法
1—压缩机 2—连管箱 3、23—机组箱 4—旋转气流发生机 5—研磨材料储罐 6—调整阀 7—混合机 8、27—集尘软管 9—集尘机 10—接涂覆工序 11—涂料混合机 12—主原料罐 13—硬化剂罐 14—输液泵 15—混料漏斗 16—涂料注入口 17—涂料 18—涂料软管 19—涂料处理机 20—压缩机车 21—通气用软管 22—送气管 24—涂料混合 25—集尘车 26—涂料接收器 28—研磨用集尘软管 29—供水主管 30—给水支管 31—送气软管接头 32—水栓出水口 33—送气管接头
①研磨工序。排除管内积水以后,充分通气干燥,使水垢处于易去除状态。接着将研磨材料投入在气流中,进行均匀地研磨,去除水垢,露出将要涂覆的钢管表面。然后间断送气(脉冲气体)清洁管内表面,将研磨产生的粉尘,通过管末端的软管送入集尘器集中处理。
②涂覆工序。先用热风将管路调至适当温度,然后,将液态的环氧树脂涂料(无溶剂、常温固化)通过搅拌器注入管口,在高速旋转气流作用下,一面沿管内流动,一面进行涂覆。当涂料从管的末端流出时,再用微弱的气流对涂层进行整形。整形结束后,将剩余的涂料和排出的气体收在气液分离器中,进行涂料和气体的分离。
③涂层固化工序。可用具有一定温度的微风进行干燥,加速涂层的固化。固化到一定的程度之后,可中止微风干燥,使漆膜进入自然干燥状态。固化结束用铅笔测量涂层硬度。
2)NPIC法:这种方法的基础研究是由大阪大学金属工学科进行的,设备的开发是由日本技术开发中心进行的,周边技术的改进及营业的开展是由日本轻金属会社及NPC管道协会推进的。
NPIC法的施工程序是:①向配管内通风、干燥,使锈变脆,形成容易去除状态。②利用高速旋转气流,将研磨材料送入管内,进行研磨除锈。这种研磨不仅可在直管除锈,也可在弯管除锈。由于所需动力小,压缩机的噪声也小。③高压水清洗,去除研磨材料和锈后,吹风干燥,确保涂料的黏结强度。④用高速回转气流连续地在管壁涂敷,涂料为环氧树脂,涂敷中要保持一定的配合比和涂敷速度,确保形成均匀的涂层。⑤涂敷工艺结束后要进行以下检查:利用高电压法进行涂层针孔检测,利用超声波厚度计进行涂层厚度检查,利用硬度为H的铅笔进行涂层硬度检查,利用1.2倍工作压力的压力水进行漏水及水压检查、水质检查。
3)P.C.G.Vacl法 Vacl是由真空(Vacuum)、空气(Air)、清理(Clean)、涂覆(Lining)四个英文单词的字头组成的,基本上表示了这种方法的施工程序,即经过干燥,用砂子研磨除锈和空气清理等加工之后,进行涂覆。这些工序都是在负压下进行的,用一个除尘装置接在修复管的一端,一面抽出管内的空气,一面从管的另一端将涂覆用的涂料吸进管内并涂在管壁上,所用的涂料为环氧树脂(商品名为P.C.G涂料)。
这种方法具有以下特点:①比换新管经济;②对建筑物几乎没有损伤;③可消除产生锈水及流量不足现象;④比添加防锈剂便宜;⑤对异形管、弯管、不同管径的直管及接头都可以涂覆;⑥不采用压缩机,节能;⑦因为是负压,对旧管无破坏作用;⑧涂层无针孔。
(2)滑块涂覆法 气流涂覆法适用于小口径管路的涂覆,对于口径大于100mm的管路,需要多个压缩机,这就受到了施工场地的限制。此外,还出现噪声问题。滑块涂覆法可以克服气流涂覆法的缺点,其主要施工工序如图7-12所示。
1)清洗除锈:利用压缩空气推动线状滑刷或发泡聚氨酯弹丸锭块,除去管壁上的锈和水垢,滑块在管路内走行次数由管壁生锈和结垢程度而定(见图7-13)。

图7-12 滑块涂覆法的主要施工工序
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图7-13 清洗工序
2)水洗干燥:为除去管内的残留物,在清洗除锈后,要进行水洗。水装在两个软滑块之间,滑块一面沿管内壁滑动,一面喷水清除残留物(锈及水垢等),之后,再进行干燥。

图7-14 管内壁涂覆
a)直管涂覆 b)弯管涂覆 c)T形管涂覆
3)确定涂料用量:利用超声波测厚仪测量管壁厚,利用伞形滑块通过管内,测量管的长度,从而确定涂料的用量。
4)管内涂覆:将按一定配比调制好的涂料压入管内,同时在管的两端利用空气压入涂覆滑块,在管内往复行走,直至在管壁涂匀为止。这种涂覆方法可在直管(见图7-14a)、弯管(见图7-14b)和T形管(见图7-14c)上施行。
5)涂膜检查、涂料固化成膜后,进行涂膜检查,检查项目如下:①利用光纤或照相机检查管内涂层是否均匀;②利用电磁式膜厚仪测量涂层是否达到标准厚度;③利用伞形滑块带动高压针孔测量仪,检测涂层的针孔(见图7-15)。
这种工艺所用的涂料是乙烯基酯树脂。这种树脂在耐酸、耐碱、耐药品性及机械强度方面优于传统用的常温固化环氧树脂。此外,这种树脂还具有以下的性能:结合修复作业所需的时间,可自由选定固化时间。温度在5℃以下也可以固化。即使涂料层很薄,也不变形,具有良好的蠕变性,具有良好的粘接性。

图7-15 针孔检查
(3)软管被覆法 软管被覆法适用于管径为20~1000mm、长度为100~200m(最长可达3000m)的管路。这种方法主要是利用空气压将软管插入要修复的钢管内,并用热固性黏合剂将软管黏结在修复管的内表面。图7-16表示用反转机和反转带将软管拉入修复管的工艺过程。图7-17和图7-18所示分别为用软管被覆法处理过的内压式和外压式修复管的断面结构图。
软管一般选用无纺布制成,外面涂以弹性薄膜。热固性黏合剂有两种:一种是环氧树脂,另一种是不饱和聚酯。此外,还应说明一点,软管及黏合剂应根据用途及使用条件进行选择和分级。

图7-16 反转机法和反转带法
a)反转机法 b)反转带法

图7-17 内压式软管截面

图7-18 外压式软管截面