不锈钢内衬修复技术的施工流程需结合管道类型、管径、破损程度及现场条件进行设计,以下是典型非开挖施工流程的详细解析,涵盖关键步骤、技术要点及注意事项:
- 检测内容:
- 通过CCTV 管道检测机器人全面勘察管道内部状况,记录腐蚀、裂缝、脱节、变形等缺陷位置及程度。
- 测量管道椭圆度(管径偏差超过 5% 需预处理)、长度、走向(弯头角度、三通位置等)。
- 检测管道内流体介质性质(如酸碱性、温度)、压力等级,以选定不锈钢材质(如 304、316L、310S 等)。
- 评估目的:
确定修复方案(如滑入法、胀接法或螺旋缠绕法)、内衬管厚度(通常 2-5mm,腐蚀严重区域加厚)及分段施工计划。
- 不锈钢内衬管:
- 预制管段:根据管道尺寸定制,采用卷制焊接或无缝管切割,内壁抛光处理以减少流体阻力。
- 现场加工:螺旋缠绕法需不锈钢带材(宽度 100-300mm,厚度 1.5-3mm),带材边缘预制锁扣或焊接坡口。
- 关键设备:
- 牵引设备(如卷扬机、液压牵引机)、胀接设备(液压胀管机、气压胀管机)、焊接设备(氩弧焊机、等离子焊机)。
- 辅助工具:管道封堵器(修复前隔离水流)、通风设备(有限空间作业时换气)、测量仪器(激光测距仪、测厚仪)。
- 确认工作坑位置:需在管道两端开设操作坑(尺寸通常为 2m×2m×1.5m),用于内衬管导入和接口处理。
- 评估周边环境:避开地下管线、电缆,制定交通疏导方案(如需占道施工),确保吊装、牵引设备进场条件。
- 清洗目的:去除管道内淤泥、结垢、杂物,避免影响内衬贴合度。
- 清洗方法:
- 高压水射流清洗(压力 20-50MPa):适用于大口径管道。
- 机械刮削:用于清除硬质结垢或锈蚀层。
- 临时封堵:
修复段上下游安装气囊或法兰封堵器,切断水流并抽水至管道干燥(含水率<5%),确保焊接环境安全。
- 若管道存在严重变形(椭圆度>5%)或较大错口(错位>10mm),需先用机械工具(如液压顶管机)进行校圆或局部修复。
- 对穿透性孔洞,可先用不锈钢补丁焊接临时封堵,再进行整体内衬修复。
- 步骤解析:
- 预制管段焊接:在地面将不锈钢管段焊接成整体(每段长度 5-10m,便于吊装),焊缝进行无损检测(如 X 射线探伤)。
- 牵引入管:通过卷扬机将内衬管从工作坑缓缓拉入旧管道,牵引速度控制在 0.5-1m/min,避免刮伤内衬表面。
- 定位与固定:内衬管到位后,通过顶部支撑块(间隔 1-2m)固定,防止位移。
- 技术要点:
- 内衬管与旧管道间隙宜控制在 5-10mm,便于后续密封填充。
- 弯头、三通等复杂部位需预制异形管件,现场焊接时采用氩弧焊打底,确保焊缝成型美观。
- 步骤解析:
- 缩径处理:通过机械模具或液压装置将不锈钢管径向压缩(缩径率 10%-15%),便于拉入旧管道。
- 牵引入管:缩径后的内衬管由牵引设备拉入旧管道,到达指定位置后静置 10-15 分钟消除应力。
- 胀接复位:通过液压或气压胀管机逐步加压(压力 5-10MPa),使内衬管膨胀至与旧管道紧密贴合,保压 5-10 分钟固化形状。
- 技术要点:
- 胀接过程中需实时监测压力变化,避免超压导致旧管道破裂。
- 采用阶梯式胀接(先胀接弯头段,再胀接直管段),确保贴合均匀。
- 步骤解析:
- 带材输送:将不锈钢带卷放置于管道入口处的放线架,通过导向装置引入管道内。
- 现场缠绕:利用螺旋缠绕机驱动带材在管道内以螺旋状前进,带材边缘通过锁扣咬合或氩弧焊焊接形成连续内衬。
- 管径校准:缠绕完成后,用圆形胀管器沿管道轴线往复推动,确保内衬管圆度达标(偏差<2%)。
- 技术要点:
- 螺旋角度控制在 25°-30°,确保锁扣或焊缝均匀分布。
- 每缠绕 5-10m 需暂停检查内衬平整度,及时调整带材张力。
- 步骤解析:
- 环形间隙填充:在内衬管与旧管道接口处注入环氧树脂砂浆或聚氨酯密封胶,填充间隙并固化(固化时间 24-48 小时)。
- 法兰连接(可选):若修复段需与后续管道连接,可在接口处安装不锈钢法兰,通过橡胶密封圈密封。
- 技术要点:
- 密封材料需与介质兼容(如饮用水管道选用食品级密封胶)。
- 采用分层填充法,避免一次性填充过多导致气泡残留。
- 对裸露的不锈钢焊缝进行抛光打磨,去除焊渣和氧化皮,然后涂刷环氧树脂防腐涂料或缠绕聚乙烯防腐胶带,防止电化学腐蚀。
- 气压试验(适用于燃气管道):充入压缩空气至设计压力(如 0.4MPa),保压 30 分钟,压力降<1% 为合格。
- 闭水试验(适用于排水管道):注水至设计水位,观测 30 分钟,渗漏量<规范允许值(如 1.25L/(m・h))为合格。
- 通过CCTV 机器人再次进入管道,检查内衬管表面平整度、焊缝质量及贴合情况,重点关注弯头、接口等易漏点。
- 采用超声波测厚仪抽检内衬厚度,偏差需控制在 ±10% 以内。
- 提交检测报告、施工记录(如牵引速度、胀接压力、焊接参数)、材料质保书(不锈钢材质化验单)及验收单,归档保存。
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有限空间作业安全:
- 工作坑及管道内设置气体检测仪(检测氧气、甲烷、硫化氢浓度),氧气含量需保持在 19.5%-23.5%。
- 作业人员佩戴安全带、安全帽,配备应急救援设备(如担架、呼吸器),现场设专人监护。
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焊接安全:
- 焊接区域需通风良好,防止氩弧焊产生的臭氧和氮氧化物积聚;焊工需佩戴防护面罩和手套,避免弧光灼伤。
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环保措施:
- 施工废水经沉淀处理后排放,焊渣、废旧材料分类回收,避免污染土壤和地下水。
- 夜间施工需控制噪音(<55dB),减少对周边居民影响。
问题场景 |
原因分析 |
解决方案 |
内衬管牵引受阻 |
旧管道内壁凸瘤或杂物卡顿 |
重新清洗管道,必要时局部开挖清除障碍物 |
胀接后贴合不紧密 |
胀接压力不足或管道椭圆度过大 |
增加胀接压力至设计值,或对管道进行预校圆处理 |
焊缝渗漏 |
焊接工艺不当或焊材匹配错误 |
重新焊接(采用多层多道焊),更换匹配焊材(如 308L) |
接口处密封胶开裂 |
固化期间管道位移或温差变形 |
增加临时支撑固定管道,选择弹性模量低的密封材料 |
通过标准化施工流程和精细化质量控制,不锈钢内衬修复技术可显著提升旧管道的性能,尤其适用于对耐腐蚀、承压要求高的场景。实际应用中需结合项目特点灵活调整工艺,确保修复效果满足设计要求。