[發明專利]一種石油化工裝置腐蝕與防護碳纖維補強工藝

有效

• 申請號: 201610108356.6
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN105670556B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 梁欣
• 申請（專利權）人: 北京天誠宇新材料技術有限公司
• 主分類號: C09J201/00
• 分類號: C09J201/00;C09J163/02;C09J175/04;C09J11/04;C09J11/06;F16J12/00;F16L55/17;B32B37/12;B32B38/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙)11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本發明涉及石油化工壓力裝置修復領域，具體涉及一種石油化工裝置腐蝕與防護碳纖維補強工藝。

背景技術

碳纖維的主要用途是與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合，制成結構材料，碳纖維增強環氧樹脂復合材料，其比強度、比模量綜合指標，在現有結構材料中是最高的，在密度、剛度、重量、疲勞特性等有嚴格要求的領域，在要求高溫、化學穩定性高的場合，碳纖維復合材料都頗具優勢，碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料，傳統使用中碳纖維除用作絕熱保溫材料外，一般不單獨使用，多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構成復合材料。

保證設備完整性和延長使用壽命至關重要，修復補強是保證設備完整性的有效一環，碳纖維復合材料補強修復技術是近十余年發展較快的新型修復技術，碳纖維增強的復合材料可用作飛機結構材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等，同樣，在石油化工壓力裝置腐蝕減薄修復中有著重要的現實意義。碳纖維補強技術對石油化工壓力裝置腐蝕減薄的缺陷進行維修，減少其帶病運行的安全隱患，延長設備的實際使用壽命，為裝置長周期運行提供有力保障。

在申請號為201010550596.4發明專利中，利用了一種修復管道碳纖維復合材料體系對管道中的缺陷處進行修補，該專利所述的發明避免在修復后修復補強層在服役過程中出現的修復材料與管體脫粘、分層、空鼓、開裂和鼓泡等現象，有效提高了在寒冷潮濕的惡劣環境下施工的有效性，確保了復合材料修復施工質量和補強修復效果，提高修復管道缺陷施工的可靠性。但由于該碳纖維復合材料體系在進行修復使用的過程中需要對修復材料采用不銹鋼薄帶進行緊固固化，并且還需要對不銹鋼緊固的修復層進行室溫固化或外部加熱帶加熱固化，在固化完成后還需要人為的拆除加熱裝置和不銹鋼薄帶，從而使修復工藝繁瑣復雜，不利于快速有效便捷的進行修補工藝的操作，加大了修復工藝的難度。

在申請號為201110293058.6為發明專利為本公司設計開發的一種鐵質修補劑，該修補劑具有強度較高，結合強度達35MPa以上，耐溫性好，使用溫度為60～180℃，耐油、耐水、耐老化等特點，主要用于鑄鐵件氣孔、砂眼、縮孔的填補，也可用于管件漏油、漏水、密封等。但由于在此修補劑的基礎上沒有對組分及組分配比進行進一步的優化，所以在實際的應用過程中還存在著一定的局限性，在進行實際加壓實驗試驗時還存在弊端。

發明內容

本發明設計開發了一種石油化工裝置腐蝕與防護碳纖維補強工藝。本發明目的是解決現有技術中，修補材料在反復使用的過程中，易脫落、分層、空鼓及開裂等問題，同時還避免了修補材料在使用過程中的層間膠的電偶腐蝕，通過本發明所述的修補工藝確保修補材料起到傳遞管壁壓力的作用，同時環氧樹脂固化后的碳纖維復合材料在管道外壁形成的修補層分擔管道內壓并限制管道膨脹變形，降低管壁的應力并限制管道缺陷處的應力集中，降低缺陷處的拉伸應力，進而實現了對管道缺陷的補強修復。

本發明具有修補材料能夠長時間反復使用的過程中，粘貼性能好、不分層、不空鼓開裂的特點，并且能夠通過本發明所述的補強工藝確保修補材料與管道之間抗電偶腐蝕，同時本發明還具有工藝步驟簡單，無需對修復層進行緊固處理，修復材料固化效果好等特點。

本發明提供的技術方案為：

一種石油化工裝置腐蝕與防護碳纖維補強工藝，包括：

步驟一、對管壁缺陷處的內表面進行前處理，將基材表面打磨至無任何附著物；

步驟二、利用修補劑對所述缺陷處進行填平處理；

步驟三、在填涂所述修補劑處及周圍管體表面填涂環氧樹脂膠；

步驟四、在所述填涂環氧樹脂膠處纏繞碳纖維復合材料布。

優選的是，在所述步驟一中，需將沿所述缺陷處軸向兩側方向150mm的長度范圍內的防腐層全部清除，采用機械除銹或噴砂除銹。

優選的是，所述步驟二中，將調配好的修補劑填充到管道表面的腐蝕缺陷中，并且填充滿的修補劑在管道缺陷邊沿處平滑過渡到管體表面，待所述修補劑固化后再進行所述步驟三的操作。

優選的是，在進行所述步驟三之前，滾涂抗陰極剝離膠，其用于使所述碳纖維復合材料及管道分離。

優選的是，所述步驟四中，使用輥或刮板反復碾壓所述碳纖維復合材料布，將空隙中的氣泡排出，并且在所述碳纖維復合材料布上再次滾涂環氧樹脂膠。

優選的是，所述步驟二中，所述修補劑為金屬缺陷填充膠，其由A、B兩種組分組成，兩種組分的重量比為A:B＝2:1，按重量份數如下：