目前,全世界輸油氣管道總長度超過了1.7×106km,其中相當一部分管道已服役逾30年,出現大量的外腐蝕等缺陷,導致每年用于管道修復費用在60億到80億美元之間[1]。一般,較為嚴重的外腐蝕直接采用換管或者套筒修復,修復費用昂貴。
近年來,復合材料修復技術的出現作為管體缺陷的一種新型修復技術具有很多優點。復合材料管體缺陷修復技術是利用涂敷在缺陷部位的高強度填料,以及管體上和纖維材料層間的強力膠,將作用在管道缺陷部位的應力均勻地傳遞到復合材料修復層上,復合材料與缺陷管道緊密結合、協同變形,合理分布缺陷管道應力,從而起到補強目的。
與傳統的金屬材料修復方法相比,復合材料修復技術具有明顯的優點:
1)復合材料比強度、比模量高;
2)復合材料可設計性強;
3)復合材料有多種成型工藝,便于進行大面積或者結構較為復雜的補強;
4)修復過程無需停輸、修復時間短、成本低、現場修復所需設備簡單。
復合材料的這些優點基本滿足了長輸油氣管道對管體修復材料的技術要求,已成為管體缺陷修復技術的一個發展趨勢。管體缺陷修復常用的復合材料有玻璃纖維復合材料(GRP)或碳纖維復合材料(CFRP)等,常用的樹脂包括聚酯、乙烯酯以及環氧類樹脂。在復合修復技術領域,美國的ClockSpring公司的復合修復套筒最具代表性,在北美、歐洲等國家的陸上及海上油氣管道上應用非常廣泛,近年亞洲一些國家也陸續開始應用。