CIPP拉入法内衬修复的热固化工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种排水管道非开挖原位内衬修复——CIPP拉入法内衬修复技术中使树脂固化的加热方法，具体为把热源发生装置安装在软管内部，直接或间接给树脂加热使树脂固化的一类方法。国内外的CIPP修复施工中热固化工艺的共同特点是热源都在软管外面，都属于循环加热工艺，其最大的弱点是锅炉属于压力容器，施工中必须随时移动，这给施工安全造成很大隐患；另一个弱点是热效率低。为此，本发明专利技术致力于提供一类把热源发生装置安装在软管内部，直接或间接给树脂升温并保证树脂固化的方法，除地层吸收的少量热量外，不再有其他的能量损失，因此必然会提高固化效率，而且施工中不再使用带压蒸汽锅炉，当然安全会得到进一步保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种排水管道非开挖原位内衬修复---CIPP拉入法内衬修复的热固化方法，具体为把热源发生装置安装在软管内部，直接或间接给树脂加热使树脂固化的ー类方法。背景技木运营数十年的排水管道极易被腐蚀、产生管身強度下降、断裂、错位及污水渗漏，待地层逐渐被淘空，就会出现我们经常会遇到的地面塌陷等市政事故，造成巨大的生命、财产损 失。近四十年来，在英国Eric wood工程师命名的CIPP (Cured in placepipe)技术的引领下，全球各地都在采用类似的非开挖内衬技术对旧管道进行有计划性的修复，在我国这类修复技术的开发应用也在蓬勃开展。现场原位固化成型的CIPP技术主要有软管翻转法和软管拉入法两种安装エ艺。由于以玻璃纤维浸溃树脂为主体材料的软管拉入法修复技术属有机无机复合材料，具有极高的抗拉、抗弯強度和弹性模量，与聚酯纤维毡等合成纤维制成的软管翻转法技术相比较，所能承受的负载要高很多，如ASTMF1216标准中规定软管翻转法的弾性模量为1725MPa，而软管拉入法的弹性模量可达12000MPa，同等管线修复时软管拉入法的内衬层设计厚度要比软管翻转法低很多。所以，近年来玻璃纤维浸溃树脂的软管拉入法修复技术得到了市场广泛认同。在玻璃纤维浸溃树脂的软管拉入法修复施工中的树脂固化采用的工法有紫外线(UV)固化エ艺、加热固化エ艺两大类。其中紫外线(UV)固化工艺与其他的热固化工艺的主要区别在于材料配方上，要确保树脂固化，配方中要加入紫外线引发剂，它吸收辐射能后形成活性基团，进而引发体系中含不饱和双键发生化学反应(主要是各类聚合反应)，形成交联的立体网络结构的高分子聚合物，它具固化时间短，可低温固化等传统固化技术不可比拟的优点，称为新一代緑色エ艺。但光固化技术的应用有别于热固化技术的地方是内衬层厚度比较薄，一般在5mm左右，北京航空航天大学黄达教授等通过测定光固化试样的显微硬度分析表明，对于较厚的试样，超过5mm后因为紫外线通过树脂层时会发生反射、吸收和散射等现象，穿透力有限导致深处的光强大大削弱，使得厚制件不能充分固化。而按照ASTMF1216设计计算采用拉入法玻璃纤维浸溃树脂エ艺的内衬层壁厚很多要超过5毫米，有些要达到15毫米以上，紫外光固化技术应用的内衬层壁厚往往不能满足修复技术要求，所以热固化工艺更适合各类(包括拉入法和反转法)CIPP拉入法内衬修复技木。目前，国内外修复施工中热固化エ艺主要有循环热蒸汽固化エ艺、循环混合蒸气固化エ艺、循环热空气固化エ艺等，其共同特点是热源都在软管外面，都属于循环加热エ艺，如全球都在执行的美国ASTM F2019-03规定的蒸汽固化エ艺，德国Saertex公司采用的是循环水蒸汽固化エ艺，美国Inliner公司和中国天津振津工程集団公司采用的是循环“水蒸汽与空气”混合气的固化エ艺，天津华赛管道技术有限公司新开发的循环热空气固化エ艺等，热量发生装置如加热锅炉等都在地面上，在恒定压力下，热气体从一端进入软管，从另一端排出，靠顶替给软管加温最終使树脂固化，其最大的弱点是锅炉属于压力容器，施エ中必须随时移动，这对施工安全造成很大隐患，有些城市根本就不允许锅炉上路；另ー个弱点是能量或热量损失严重，加热时间长，热效率低，为此，本专利技术致カ于提供一类热源装置安装在软管内部供给热量并保证树脂固化的方法，除地层吸收的少量热量外，不再有其他的能量损失，必然会提高固化效率，而且没有了蒸汽锅炉当然安全会得到保障。
技术实现思路
首先，我们要描述的是本专利技术的使用环境内衬材料可以是浸溃各类热固性树脂的含有玻璃纤维的软管，浸 溃树脂采用热固化配方；安装エ艺是拉入法，软管胀贴在旧管内壁使用的是空气，換言之翻转内衬法和水压膨胀エ艺不在本专利技术的应用范围；加热使树脂固化的途径可以是给树脂直接加热，也可以是给软管里的空气环境加热间接给树脂升温。主要エ艺过程包括有以下步骤现场勘测；管道清理；管道内窥镜检测；排水管道管内局部处理；复合纤维软管制作；纤维软管浸溃树脂混合物；已浸溃树脂的内衬软管拉入定位；充气使软管膨胀贴在旧管内壁；恒压下加热固化，内衬端头处理；验收通水运行。图I是本专利技术的原理图。本专利技术首先要解决的技术问题是找到适用的热源发生设备。我们知道，常用的热源提供者有光变热、电变热、化学反应热等。因为使用环境的限制，有效的电变热是我们的主攻方向，如电光热、电热线加温、热风炉加温、电伴热带加温等，电光热可以包括红外线灯、紫外线灯、卤素灯等靠光照射能使物体吸收光的能量，温度升高。热源的体积要有一定限制，不能超过所修复管道的内径，长度适中；要能够在管道内运行，可以是自动的，也可以是人为控制的；放热均匀；热源设备要能够保证在加热温度下长期工作；要求热源的加热效率高，速度快，确保在2-10个小时以内使树脂固化达到运行要求。综合分析，上文所述之适用的热源设备可以是电热暖风系列。如电热暖风机是一种通过消耗电能发出暖风的设备，在软管内吸入低温空气，沿着电加热容器内部特定换热流道，带走电热元件所产生的高温热能，使被加热空气温度逐渐升高。为达到升温需要，电热暖风机功率要能够满足在3-5小时内使树脂固化的温度。上文所述之适用的热源设备可以是电伴热带、电热膜类型。这类加热材料发热体以碳为主要成份，不是用于加热管内空气，而是附着在软管内膜上直接加热树脂，当然也会对管内空气温度有所提高，他最初是用于原油管道的电伴加热，由于它为薄片状产品(标准厚度为I. 5_)，具有很好的柔软性，可以与被加热物体完全紧密接触。更容易贴近加热体，且形状可随要求变化设计加热，这样，就能够让热传递到任何所需的地方。这里我们可以利用它给树脂加热时可以通过计算给出排列密度和电功率。上文所述之适用的热源设备可以是电磁感应热类装置，如可以是我们俗称的辐射式电磁加热板。它利用电磁加热磁感应及热辐射的原理，将电磁加热装置的面板设置为非透磁的面板，通过设置在面板下电磁加热装置内的磁芯和磁感应线圈，形成強烈的交变磁场，该磁场内的磁力线，通过面板产生回路，并在面板内形成无数个涡旋状感应电流，该电流的能量直接通过面板的电阻转化成热能，使面板的温度迅速升高，然后，再由面板通过热辐射对空气介质加热。而且，为了提高热效率，面板下电磁加热装置内的磁芯可以采用“山”字型结构的磁芯，以提高单位面积的磁通密度。上文所述之适用的热源设备可以是微波加热类装置，如我们俗称的微波炉、微波固化机等。微波是指频率为0.3-300GHZ的电磁波。材料在微波作用下会产生升温发生化学反应。微波辐射能使化学反应在相同的温度升甚至更低的温度下，产生比常规方法高几倍甚至几十倍的效率。微波辐射可以使用材料温度升高，因此，直观来看，微波辐射固化的原理就是利用微波辐射产生热量，直接使树脂温度升高而发生固化反应，而不是加热软管内的空气。相对于常规的加热方式，微波是ー种内加热，具有加热速度快、温度均匀、无滞后效应等特点，因此能加快固化速度。当然，微波对化学反应发生作用的机理非常复杂，一方面使是反应物分子吸收了微波能量，提高了分子运动速度，致使分子运动杂乱无章，导致熵的增加；另一方面微波对极性分子的作用，迫使其按照电磁场作用方式运动，导致了熵的減少。因此，微波对化学反应的作用不能仅用微波致热效应来描述的。总之，微波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种排水管道非开挖原位内衬修复---CIPP拉入法内衬修复的热固化方法，其特征在于这类方法把热源发生发生装置安装在软管内部，直接或间接给树脂加热使树脂固化。2.根据权利要求I所述之加热固化方法，其特征是热固化方法的使用环境为内衬材料可以是浸溃各类热固性树脂的含有玻璃纤维的软管，浸溃树脂采用热固化配方；安装エ艺是拉入法；软管胀贴在旧管内壁使用的是空气。3.根据权利要求I所述之加热固化方法，其特征是主要エ艺过程包括有现场勘测；管道清理；管道内窥镜检测；排水管道管内局部处理；复合纤维软管制作；纤维软管浸溃树脂混合物；已浸溃树脂的内衬软管拉入定位；充气使软管膨胀贴在旧管内壁；恒压下加热固化，内衬端头处理；验收通水运行。4.根据权利要求I所述之热源发...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁克远，
申请(专利权)人：宁克远，
类型：发明
国别省市：