本发明专利技术公开了一种用于现场管道增强的复合材料制备装置及制备方法，包括控温搅拌装置、增强纤维布浸润装置、真空装置，所述控温搅拌装置、增强纤维布浸润装置、真空装置依次连通，所述增强纤维布浸润装置由卷轴、真空袋膜、增强纤维布和导流网组成，所述真空袋膜套装于卷轴、增强纤维布和导流网外，所述内接头的外壁与挡板外侧面均覆盖有引流网，覆盖在挡板外侧面上的引流网从挡板的边缘延伸至挡板的储胶格内。与现有技术相比较，本发明专利技术采用采用无模具方式实现了多层卷状物真空导入的应用，结合了增强纤维复合材料预成型、真空导入成型与手糊成型的优点，制作的复合材料成品机械性能提升1.5倍，施工效率提升2倍。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种石油天然气管道缺陷修复领域，尤其涉及一种用于现场管道增强的复合材料制备装置及制备方法。
技术介绍
维增强复合材料因其比重小、比强度和比模量大的特点，在各个领域都有较广泛的应用，目前常用的制备方法有：手糊成型、模压成型、真空导入、拉挤成型方法。目前复合材料也正逐步应用于石油天然气管道缺陷修复方面，模压成型、真空导入成型方法能保证树脂与增强纤维的浸润，同时最大程度提升增强纤维占比，制作的成品性能优异，但由于需要专用设备，且需制作模具，因此在石油天然气管道现场修复效率低，受现场条件限制多，应用比较困难。目前能应用到石油天然气管道缺陷修复现场的制备方法主要有以下两种：预成型(拉挤成型)、手糊成型。预成型是根据管径尺寸在工厂通过拉挤成型的方式预制成复合卷材，然后缠绕在管道缺陷处进行修复，该方法由于在工厂预制可以获得稳定的性能，但由于复合卷材本身硬度较大，在安装至管道上时很难保证卷材与管道的完全贴合，特别是遇到管道焊缝、管径变形等存在异形情况时，易产生空鼓，而造成修复效果大幅折损甚止失效；手糊成型是指在修复现场缠绕干增强纤维材料，同时涂刷树脂，现场制作成修复的复合材料，但受人为或环境等不可控因素影响比较大，如低温时树脂粘度太大，纤维布未浸透，浸胶量不均匀，环境湿度和风沙等因素，会导致复合材料性能损失，从而影响
修复效果。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供一种解决了上述问题，采用无模具方式实现了多层卷状物真空导入，具有浸润效率高，施工时间短、成品机械性能好等特点，可在低温现场施工，并能以粘度较高的树脂作为浸润树脂，用于现场管道增强的复合材料制备装置及制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于现场管道增强的复合材料制备装置，包括控温搅拌装置、增强纤维布浸润装置、真空装置，所述控温搅拌装置、增强纤维布浸润装置、真空装置依次连通，所述增强纤维布浸润装置由卷轴、真空袋膜、增强纤维布和导流网组成，所述真空袋膜套装于卷轴、增强纤维布和导流网外，所述卷轴上套装两个有起限位作用的挡板，所述增强纤维布与导流网位于两挡板之间，所述挡板内侧内凹形成储胶格，所述储胶格上开设有若干进出胶通孔，所述卷轴两端分别设有进胶接头和出胶接头，所述出胶接头和进胶接头均由内接头和外接头构成，所述外接头与内接头之间通过螺纹紧固连接，所述内接头上开设有若干进出胶口，所述内接头的外壁与挡板外侧面均覆盖有引流网，覆盖在挡板外侧面上的引流网从挡板的边缘延伸至挡板的储胶格内。作为优选，所述增强纤维布与导流网之间呈层状间隔分布，且叠卷于卷轴上。作为优选，所述外接头与内接头的连接处分别设有密封盘，所述密封盘之间内设有O型密封圈，所述真空袋膜的两端分别位于进胶接头和出胶接头的密封盘内，并通过外接头与内接头的螺纹结构进行紧固密封。作为优选，所述密封盘上开设有与O型密封圈相匹配的环形卡槽，所述环形卡槽为一个或一个以上。作为优选，所述挡板与卷轴可拆卸连接，且两挡板之间的间距可调。作为优选，所述控温搅拌装置包括桶体、盖板、搅拌器和控温加热带组成，所述控温加热带包裹于桶体外，加热带两端通过卡扣进行连接，搅拌器固定于盖板上，所述桶体上设有抽胶管，所述抽胶管一端延伸至桶体底部，另一端与进胶接头的外接头连接。作为优选，所述真空装置包括真空泵和缓冲罐，所述真空泵和缓冲罐之间通过连接管连通，所述缓冲罐上设有真空表和出胶连接管，所述缓冲罐内设有储胶罐，所述出胶连接管一端位于储胶罐内，另一端与出胶接头的外接头连通，所述出胶管上设有控制阀。作为优选，所述增强纤维布可为玻璃纤维布、碳纤维布、芳纶纤维布、玄武岩纤维布、硼纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维等。作为优选，所述导流网面密度60g/m2-400g/m2，网孔形状为菱形，确保浸润均匀，浸润效果好。作为优选，所述真空袋膜的水蒸气透过量≤0.006g/m·24h(40℃·90％RH)，氧气透过量≤0.024ml/(m·24h.·0.1mPa)，复合强度>15牛顿/15mm，封边强度>20牛顿/15mm，穿刺强度>24磅。一种用于现场管道增强的复合材料制备方法，方法步骤如下：a.进行设备检查，将控温搅拌装置、增强纤维布浸润装置和真空装置按要求进行连接；b.把合适量的浸润用树脂按比例倒入控温搅拌装置，选择合适温度、搅拌速度，搅拌时间≥1min；浸润用树脂与增强纤维布的用量按质量百分比50:50～30:70配比，配比比重直接决定成品机械性能，为获得最佳增强纤维复合材料机械性能，当浸润树脂粘度≤2000cps，20℃≤搅拌温度≤23℃；当2000cps＜浸润树脂粘度＜8000cps，23℃＜搅拌温度≤35℃；当8000cps≤浸润树脂粘度≤20000cps，35℃＜搅拌温度＜45℃，利用温度调节树脂粘度至该方法最佳浸润速度范围；搅拌装置的转速≥200转/分，保证树脂与固化剂的混合完全；c.开启真空装置，真空度≥0.01MPa，使增强纤维布包内形成至少0.01MPa的负压，增强纤维布卷内部空气被抽出，由树脂替换而与增强纤维结合，大大提升成品的一体性，而且可以准确计算增强纤维用树脂胶量，从而换算出成品性能，可精确控制现场质量；上述至少0.01MPa的负压可使增强纤维布卷内部空气被充分赶出，同时能给粘胶提供足够动力浸润到增强纤维空隙；d.以浸润用树脂抽入到缓冲罐为计时起点，真空装置继续运行1min以上，关闭真空装置，该步骤可将多余胶料抽出，防止空气倒流回增强纤维布卷，提升增强纤维复合材料机械性能；e.浸润过程，混合后的树脂从进胶接头进入，经过引流网，从挡板外缘以及进出胶通孔进入增强纤维布卷，由出胶接头抽出，导流网起导流作用，使树脂浸润均匀f.将增强纤维布浸润装置分别与真空装置、控温搅拌装置断开，将内部增强纤维布卷取出；d.将增强纤维布卷沿管道周向进行缠绕，缠绕时确保拉伸力均匀，提高了增强纤维复合材料与管道的贴合，同时进行消泡处理，消除增强纤维层与层之间空隙，使复合材料结合为一体化，对制成品性能有较大提升，直至缠绕完毕。作为优选，步骤c中，通过增强纤维用树脂胶量精确控制现场成品性能与
质量的方法为：不同规格增强纤维布卷重量是固定的，无法浸润到增强纤维的胶量主要包含储胶格存胶量、浸润通路残留量、抽出多余部分胶量三部分，对于使用相同规格辅助材料，根据测试数据可给出一个总体固定值。示例：400g/m2玻璃纤维单向布，13.5m长规格，使用8.3mm直径的挡板，无法浸润到增强纤维的总胶量为0.13kg，总增强纤维质量为1.6kg，用胶量1.11kg，成品含胶量比重38％，抗拉强度989MPa；用胶量1.29kg，成品含胶量比重42.1％，抗拉强度893MPa；用胶量2.09kg，成品含胶量比重55.1，抗拉强度682Mpa。在管道修复设计强度一定的情况下，可根据换算要求用胶量管道修复时，设计的复合材料强度一定的情况下，可根据换算给出用胶量范围，若无法达到则现场质量不过关。作为优选，真空袋膜为塑料热封袋膜；增强纤维布浸润包为生产产品，包装采用真空包装，可降低增强纤维含水量，大大提升使用时增强纤维与浸润树脂的结合力，从而提升复合材料成品性能。与现有技术相比，本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于现场管道增强的复合材料制备装置，其特征在于：包括控温搅拌装置、增强纤维布浸润装置、真空装置，所述控温搅拌装置、增强纤维布浸润装置、真空装置依次连通，所述增强纤维布浸润装置由卷轴、真空袋膜、增强纤维布和导流网组成，所述真空袋膜套装于卷轴、增强纤维布和导流网外，所述卷轴上套装两个有起限位作用的挡板，所述增强纤维布与导流网位于两挡板之间，所述挡板内侧内凹形成储胶格，所述储胶格上开设有若干进出胶通孔，所述卷轴两端分别设有进胶接头和出胶接头，所述出胶接头和进胶接头均由内接头和外接头构成，所述外接头与内接头之间通过螺纹紧固连接，所述内接头上开设有若干进出胶口，所述内接头的外壁与挡板外侧面均覆盖有引流网，覆盖在挡板外侧面上的引流网从挡板的边缘延伸至挡板的储胶格内。
【技术特征摘要】
1.一种用于现场管道增强的复合材料制备装置，其特征在于：包括控温搅拌装置、增强纤维布浸润装置、真空装置，所述控温搅拌装置、增强纤维布浸润装置、真空装置依次连通，所述增强纤维布浸润装置由卷轴、真空袋膜、增强纤维布和导流网组成，所述真空袋膜套装于卷轴、增强纤维布和导流网外，所述卷轴上套装两个有起限位作用的挡板，所述增强纤维布与导流网位于两挡板之间，所述挡板内侧内凹形成储胶格，所述储胶格上开设有若干进出胶通孔，所述卷轴两端分别设有进胶接头和出胶接头，所述出胶接头和进胶接头均由内接头和外接头构成，所述外接头与内接头之间通过螺纹紧固连接，所述内接头上开设有若干进出胶口，所述内接头的外壁与挡板外侧面均覆盖有引流网，覆盖在挡板外侧面上的引流网从挡板的边缘延伸至挡板的储胶格内。2.根据权利要求1所述的一种用于现场管道增强的复合材料制备装置，其特征在于：所述增强纤维布与导流网之间呈层状间隔分布，且叠卷于卷轴上。3.根据权利要求1或2所述的一种用于现场管道增强的复合材料制备装置，其特征在于：所述外接头与内接头的连接处分别设有密封盘，所述密封盘之间内设有O型密封圈，所述真空袋膜的两端分别位于进胶接头和出胶接头的密封盘内，并通过外接头与内接头的螺纹结构进行紧固密封。4.根据权利要求3所述的一种用于现场管道增强的复合材料制备装置，其特征在于：所述密封盘上开设有与O型密封圈相匹配的环形卡槽，所述环形卡槽为一个或一个以上。5.根据权利要求1所述的一种用于现场管道增强的复合材料制备装置，其特征在于：所述挡板与卷轴可拆卸连接，且两挡板之间的间距可调。6.根据权利要求1所述的一种用于现场管道增强的复合材料制备装置，其特征在于：所述控温搅拌装置包括桶体、盖板、搅拌器和控温加热带组成，所
\t述控温加热带包裹于桶体外，加热带两端通过卡扣进行连接，搅拌器固定于盖板上，所述桶体上设有抽胶管，所述抽胶管一端延伸至桶体底部，另一端与进胶接头的外接头连接。7.根据权利要求1所述的一种用于现场管道增强的复合材料制备装置，其特征在于：所述真空装置包括真空泵和缓冲罐，所述真空泵和缓冲罐之间通过连接管连通，所述缓冲罐上设有真空表和出胶连接管，所述缓冲罐内设有储胶罐，所述出胶连接管一端位...
【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，张豫，陆剑锋，雷健，彭强，
申请(专利权)人：四川德源石油天然气工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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