随着现代工业以及现代城市建设的发展,管道作为现代生活不可缺少的建筑设施显得越来越重要,一般来讲城市埋地管线投产15～20年后,就进入事故高发期,有计划地开展对管道的修复已刻不容缓,采取非开挖手段解决现代管网改造中的开挖问题,减少管网改造带来的负面影响是城市建设的需要。正是在这样的背景下,管道的非开挖内衬修复技术便应运而生。利用纺织复合材料技术修复受损管道,将内衬织物的纤维选择、织物结构设计与管道的最终修复技术要求结合为一体,实现管道内衬修复的技术经济最优化。 本课题是在现有管道内衬修复技术的基础上,结合纺织工程技术,围绕原料选用、异形管件的纺织加工方法、工艺等主要内容进行研究,探讨了无接缝纺织复合材料内衬加工技术及其在管道修复上的应用。采用纺织的方法制作管道修复内衬,可保证内衬软管的无缝整体性,避免了施工翻转时的接口开裂;且制作内衬软管时材料、强度、厚度、直径可设计性强;可避免安装时在管道的弯头和变径处出现褶皱;纺织内衬软管较国内目前非织造内衬软管的弹性大,具有延伸性和防破裂性能,更适应翻衬法施工。这样便可以解决目前国内已开发类似技术中产品存在的整体性差,耐压和承载能力差,翻衬时容易产生褶皱,工艺路线长,成本高等问题。 本课题根据ASTM(美国材料实验协会)标准和受损管道具体情况与要求为主要设计依据,以燃气管道的修复为例来进行研究。首先对纺织内衬软管的厚度、弹性、强力、材料和结构依次进行设计,然后根据理论推导对各个参数进行实验验证与探讨,从而分析出合适的修复用纺织管道内衬材料的具体结构参数。通过织造、压膜工艺模拟制作了纺织内衬软管,进而探讨了施工中软管硬化,即浸渍热固性树脂后固化修复管道的过程与特点,模拟制作了纺织复合材料刚性管道材料。然后对压膜前后的纺织内衬软管及固化成型后的刚性纺织复合材料软管进行了物理性能的测试,并采用最小二乘法和灰色理论对实验结果进行了分析。最后进行了施工方案的模拟设计。 本课题针对应用于管道非开挖纺织内衬修复技术中的管状纺织复合材料进行了较为全面的研究,特别是原材料和制作工艺。制作出了三种纺织复合材料内衬管,探讨了纺织复合材料内衬管与压膜前的预成型件之间以及压膜前后的预成型件之间的性能关系。研究内容与结论可为进一步研究探讨及工程应用打下一定的基础,由于时间与条件所限,本文只作了部分基础性的研究工作,但通过本研究,明确了下一步的研究重点与方向。
