一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備裝置及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備裝置及制備方法，包括控溫?cái)嚢柩b置、增強(qiáng)纖維布浸潤裝置、真空裝置，所述控溫?cái)嚢柩b置、增強(qiáng)纖維布浸潤裝置、真空裝置依次連通，所述增強(qiáng)纖維布浸潤裝置由卷軸、真空袋膜、增強(qiáng)纖維布和導(dǎo)流網(wǎng)組成，所述真空袋膜套裝于卷軸、增強(qiáng)纖維布和導(dǎo)流網(wǎng)外，所述內(nèi)接頭的外壁與擋板外側(cè)面均覆蓋有引流網(wǎng)，覆蓋在擋板外側(cè)面上的引流網(wǎng)從擋板的邊緣延伸至擋板的儲(chǔ)膠格內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明采用采用無模具方式實(shí)現(xiàn)了多層卷狀物真空導(dǎo)入的應(yīng)用，結(jié)合了增強(qiáng)纖維復(fù)合材料預(yù)成型、真空導(dǎo)入成型與手糊成型的優(yōu)點(diǎn)，制作的復(fù)合材料成品機(jī)械性能提升1.5倍，施工效率提升2倍。
【專利說明】
一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道増強(qiáng)的復(fù)合材料制備裝置及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種石油天然氣管道缺陷修復(fù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng) 的復(fù)合材料制備裝置及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 維增強(qiáng)復(fù)合材料因其比重小、比強(qiáng)度和比模量大的特點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域都有較廣泛 的應(yīng)用，目前常用的制備方法有:手糊成型、模壓成型、真空導(dǎo)入、拉擠成型方法。目前復(fù)合 材料也正逐步應(yīng)用于石油天然氣管道缺陷修復(fù)方面，模壓成型、真空導(dǎo)入成型方法能保證 樹脂與增強(qiáng)纖維的浸潤，同時(shí)最大程度提升增強(qiáng)纖維占比，制作的成品性能優(yōu)異，但由于需 要專用設(shè)備，且需制作模具，因此在石油天然氣管道現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)效率低，受現(xiàn)場(chǎng)條件限制多， 應(yīng)用比較困難。
[0003] 目前能應(yīng)用到石油天然氣管道缺陷修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)的制備方法主要有以下兩種:預(yù)成型 (拉擠成型）、手糊成型。預(yù)成型是根據(jù)管徑尺寸在工廠通過拉擠成型的方式預(yù)制成復(fù)合卷 材，然后纏繞在管道缺陷處進(jìn)行修復(fù)，該方法由于在工廠預(yù)制可以獲得穩(wěn)定的性能，但由于 復(fù)合卷材本身硬度較大，在安裝至管道上時(shí)很難保證卷材與管道的完全貼合，特別是遇到 管道焊縫、管徑變形等存在異形情況時(shí)，易產(chǎn)生空鼓，而造成修復(fù)效果大幅折損甚止失效； 手糊成型是指在修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)纏繞干增強(qiáng)纖維材料，同時(shí)涂刷樹脂，現(xiàn)場(chǎng)制作成修復(fù)的復(fù)合材 料，但受人為或環(huán)境等不可控因素影響比較大，如低溫時(shí)樹脂粘度太大，纖維布未浸透，浸 膠量不均勻，環(huán)境濕度和風(fēng)沙等因素，會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料性能損失，從而影響修復(fù)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就在于提供一種解決了上述問題，采用無模具方式實(shí)現(xiàn)了多層卷狀 物真空導(dǎo)入，具有浸潤效率高，施工時(shí)間短、成品機(jī)械性能好等特點(diǎn)，可在低溫現(xiàn)場(chǎng)施工，并 能以粘度較高的樹脂作為浸潤樹脂，用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備裝置及制備方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材 料制備裝置，包括控溫?cái)嚢柩b置、增強(qiáng)纖維布浸潤裝置、真空裝置，所述控溫?cái)嚢柩b置、增強(qiáng) 纖維布浸潤裝置、真空裝置依次連通，所述增強(qiáng)纖維布浸潤裝置由卷軸、真空袋膜、增強(qiáng)纖 維布和導(dǎo)流網(wǎng)組成，所述真空袋膜套裝于卷軸、增強(qiáng)纖維布和導(dǎo)流網(wǎng)外，所述卷軸上套裝兩 個(gè)有起限位作用的擋板，所述增強(qiáng)纖維布與導(dǎo)流網(wǎng)位于兩擋板之間，所述擋板內(nèi)側(cè)內(nèi)凹形 成儲(chǔ)膠格，所述儲(chǔ)膠格上開設(shè)有若干進(jìn)出膠通孔，所述卷軸兩端分別設(shè)有進(jìn)膠接頭和出膠 接頭，所述出膠接頭和進(jìn)膠接頭均由內(nèi)接頭和外接頭構(gòu)成，所述外接頭與內(nèi)接頭之間通過 螺紋緊固連接，所述內(nèi)接頭上開設(shè)有若干進(jìn)出膠口，所述內(nèi)接頭的外壁與擋板外側(cè)面均覆 蓋有引流網(wǎng)，覆蓋在擋板外側(cè)面上的引流網(wǎng)從擋板的邊緣延伸至擋板的儲(chǔ)膠格內(nèi)。
[0006] 作為優(yōu)選，所述增強(qiáng)纖維布與導(dǎo)流網(wǎng)之間呈層狀間隔分布，且疊卷于卷軸上。
[0007] 作為優(yōu)選，所述外接頭與內(nèi)接頭的連接處分別設(shè)有密封盤，所述密封盤之間內(nèi)設(shè) 有0型密封圈，所述真空袋膜的兩端分別位于進(jìn)膠接頭和出膠接頭的密封盤內(nèi)，并通過外接 頭與內(nèi)接頭的螺紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行緊固密封。
[0008] 作為優(yōu)選，所述密封盤上開設(shè)有與0型密封圈相匹配的環(huán)形卡槽，所述環(huán)形卡槽為 一個(gè)或一個(gè)以上。
[0009] 作為優(yōu)選，所述擋板與卷軸可拆卸連接，且兩擋板之間的間距可調(diào)。
[0010] 作為優(yōu)選，所述控溫?cái)嚢柩b置包括桶體、蓋板、攪拌器和控溫加熱帶組成，所述控 溫加熱帶包裹于桶體外，加熱帶兩端通過卡扣進(jìn)行連接，攪拌器固定于蓋板上，所述桶體上 設(shè)有抽膠管，所述抽膠管一端延伸至桶體底部，另一端與進(jìn)膠接頭的外接頭連接。
[0011] 作為優(yōu)選，所述真空裝置包括真空栗和緩沖罐，所述真空栗和緩沖罐之間通過連 接管連通，所述緩沖罐上設(shè)有真空表和出膠連接管，所述緩沖罐內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)膠罐，所述出膠連 接管一端位于儲(chǔ)膠罐內(nèi)，另一端與出膠接頭的外接頭連通，所述出膠管上設(shè)有控制閥。
[0012] 作為優(yōu)選，所述增強(qiáng)纖維布可為玻璃纖維布、碳纖維布、芳綸纖維布、玄武巖纖維 布、硼纖維、聚酯纖維、尼龍纖維、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維等。
[0013] 作為優(yōu)選，所述導(dǎo)流網(wǎng)面密度60g/m2-400g/m2,網(wǎng)孔形狀為菱形，確保浸潤均勻，浸 潤效果好。
[0014] 作為優(yōu)選，所述真空袋膜的水蒸氣透過量彡0.006g/m · 24h(40°C · 90%RH)，氧氣 透過量彡〇.〇24ml/(m· 24h. · O.lmPa)，復(fù)合強(qiáng)度>15牛頓/15mm，封邊強(qiáng)度>20牛頓/15mm， 穿刺強(qiáng)度>24鎊。
[0015] -種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備方法，方法步驟如下：
[0016] a.進(jìn)行設(shè)備檢查，將控溫?cái)嚢柩b置、增強(qiáng)纖維布浸潤裝置和真空裝置按要求進(jìn)行 連接；
[0017] b.把合適量的浸潤用樹脂按比例倒入控溫?cái)嚢柩b置，選擇合適溫度、攪拌速度，攪 拌時(shí)間^ Imin;
[0018] 浸潤用樹脂與增強(qiáng)纖維布的用量按質(zhì)量百分比50:50~30:70配比，配比比重直接 決定成品機(jī)械性能，為獲得最佳增強(qiáng)纖維復(fù)合材料機(jī)械性能，當(dāng)浸潤樹脂粘度<2000cpS， 20°C<攪拌溫度<23°C;當(dāng)2000cps<浸潤樹脂粘度<8000cps，23°C<·拌溫度<35°C;當(dāng) 8000cps<浸潤樹脂粘度<20000叩 8,35°(：<攪拌溫度<45°(：，利用溫度調(diào)節(jié)樹脂粘度至該 方法最佳浸潤速度范圍；攪拌裝置的轉(zhuǎn)速多200轉(zhuǎn)/分，保證樹脂與固化劑的混合完全； [0019] c.開啟真空裝置，真空度彡O.OIMPa，使增強(qiáng)纖維布包內(nèi)形成至少0.0 lMPa的負(fù)壓， 增強(qiáng)纖維布卷內(nèi)部空氣被抽出，由樹脂替換而與增強(qiáng)纖維結(jié)合，大大提升成品的一體性，而 且可以準(zhǔn)確計(jì)算增強(qiáng)纖維用樹脂膠量，從而換算出成品性能，可精確控制現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量;上述至 少0.OlMPa的負(fù)壓可使增強(qiáng)纖維布卷內(nèi)部空氣被充分趕出，同時(shí)能給粘膠提供足夠動(dòng)力浸 潤到增強(qiáng)纖維空隙；
[0020] d.以浸潤用樹脂抽入到緩沖罐為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，真空裝置繼續(xù)運(yùn)行Imin以上，關(guān)閉真 空裝置，該步驟可將多余膠料抽出，防止空氣倒流回增強(qiáng)纖維布卷，提升增強(qiáng)纖維復(fù)合材料 機(jī)械性能；
[0021] e.浸潤過程，混合后的樹脂從進(jìn)膠接頭進(jìn)入，經(jīng)過引流網(wǎng)，從擋板外緣以及進(jìn)出膠 通孔進(jìn)入增強(qiáng)纖維布卷，由出膠接頭抽出，導(dǎo)流網(wǎng)起導(dǎo)流作用，使樹脂浸潤均勻
[0022] f.將增強(qiáng)纖維布浸潤裝置分別與真空裝置、控溫?cái)嚢柩b置斷開，將內(nèi)部增強(qiáng)纖維 布卷取出；
[0023] d.將增強(qiáng)纖維布卷沿管道周向進(jìn)行纏繞，纏繞時(shí)確保拉伸力均勻，提高了增強(qiáng)纖 維復(fù)合材料與管道的貼合，同時(shí)進(jìn)行消泡處理，消除增強(qiáng)纖維層與層之間空隙，使復(fù)合材料 結(jié)合為一體化，對(duì)制成品性能有較大提升，直至纏繞完畢。
[0024] 作為優(yōu)選，步驟c中，通過增強(qiáng)纖維用樹脂膠量精確控制現(xiàn)場(chǎng)成品性能與質(zhì)量的方 法為:不同規(guī)格增強(qiáng)纖維布卷重量是固定的，無法浸潤到增強(qiáng)纖維的膠量主要包含儲(chǔ)膠格 存膠量、浸潤通路殘留量、抽出多余部分膠量三部分，對(duì)于使用相同規(guī)格輔助材料，根據(jù)測(cè) 試數(shù)據(jù)可給出一個(gè)總體固定值。示例:400g/m2玻璃纖維單向布，13.5m長規(guī)格，使用8.3mm直 徑的擋板，無法浸潤到增強(qiáng)纖維的總膠量為0.13kg，總增強(qiáng)纖維質(zhì)量為1.6kg，用膠量 I. I Ikg，成品含膠量比重38%，抗拉強(qiáng)度989MPa;用膠量1.29kg，成品含膠量比重42.1 %，抗 拉強(qiáng)度893MPa;用膠量2.09kg，成品含膠量比重55.1，抗拉強(qiáng)度682Mpa。在管道修復(fù)設(shè)計(jì)強(qiáng) 度一定的情況下，可根據(jù)換算要求用膠量管道修復(fù)時(shí)，設(shè)計(jì)的復(fù)合材料強(qiáng)度一定的情況下， 可根據(jù)換算給出用膠量范圍，若無法達(dá)到則現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量不過關(guān)。
[0025] 作為優(yōu)選，真空袋膜為塑料熱封袋膜;增強(qiáng)纖維布浸潤包為生產(chǎn)產(chǎn)品，包裝采用真 空包裝，可降低增強(qiáng)纖維含水量，大大提升使用時(shí)增強(qiáng)纖維與浸潤樹脂的結(jié)合力，從而提升 復(fù)合材料成品性能。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0027] (1)采用控溫?cái)嚢柩b置，對(duì)管道缺陷修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)溫度大范圍提升，可在-15°C-40°C范 圍內(nèi)施工，而且可根據(jù)使用的樹脂性質(zhì)確定浸潤的樹脂恒定溫度，可提升浸效果提高浸潤 效率。
[0028] (2)裝置設(shè)內(nèi)外接頭密封結(jié)構(gòu)及引流導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，可使低粘度樹指（<5000cps)按預(yù) 期速度進(jìn)行浸潤，提升浸潤效果。對(duì)管道缺陷修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)使用樹脂粘度大范圍提升，可使用粘 度20000cps以下的樹脂作為浸潤樹脂。
[0029] (4)采用無模具方式實(shí)現(xiàn)了多層卷狀物真空導(dǎo)入的應(yīng)用。
[0030] (5)本方法結(jié)合了增強(qiáng)纖維復(fù)合材料預(yù)成型、真空導(dǎo)入成型與手糊成型的優(yōu)點(diǎn)，制 作的復(fù)合材料成品機(jī)械性能提升1.5倍，施工效率提升2倍。
[0031] (6)本發(fā)明可應(yīng)用到石油天然氣管道缺陷修復(fù)領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖2為本發(fā)明控溫?cái)嚢柩b置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖3為本發(fā)明真空裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖4為本發(fā)明增強(qiáng)纖維布浸潤裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖5為本發(fā)明進(jìn)膠接頭和出膠接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖6為本發(fā)明擋板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖中：1.控溫?cái)嚢柩b置；11.桶體；12.控溫加熱帶；13.蓋板；14.抽膠管;2.增強(qiáng)纖 維布浸潤裝置;21.卷軸；22.增強(qiáng)纖維布；23.導(dǎo)流網(wǎng)；24.外接頭；25.內(nèi)接頭;26.引流網(wǎng)； 27.擋板;28.真空袋膜;3.真空裝置;31.真空栗;32.緩沖罐;33.儲(chǔ)膠罐;34.真空表;35.出 膠連接管;36.控制閥;4.把手;5.0型密封圈;6.進(jìn)出膠口；7.儲(chǔ)膠格;8.進(jìn)出膠通孔。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0040] 實(shí)施例1:參見圖1至圖6,一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備裝置，包括控溫 攪拌裝置1、增強(qiáng)纖維布浸潤裝置2、真空裝置3，所述控溫?cái)嚢柩b置1、增強(qiáng)纖維布浸潤裝置 2、真空裝置3依次連通，所述增強(qiáng)纖維布浸潤裝置2由卷軸21、真空袋膜28、增強(qiáng)纖維布22和 導(dǎo)流網(wǎng)23組成，所述增強(qiáng)纖維布22與導(dǎo)流網(wǎng)23之間呈層狀間隔分布，且疊卷于卷軸21上，所 述真空袋膜28套裝于卷軸21、增強(qiáng)纖維布22和導(dǎo)流網(wǎng)23外，所述卷軸21上套裝兩個(gè)有起限 位作用的擋板27,所述增強(qiáng)纖維布22與導(dǎo)流網(wǎng)23位于兩擋板27之間，所述擋板27內(nèi)側(cè)內(nèi)凹 形成儲(chǔ)膠格7，儲(chǔ)膠格7方便增強(qiáng)纖維布22兩側(cè)進(jìn)膠，確保增強(qiáng)纖維布22內(nèi)部浸潤均勻，所述 儲(chǔ)膠格7上開設(shè)有若干進(jìn)出膠通孔8,所述卷軸21兩端分別設(shè)有進(jìn)膠接頭和出膠接頭，所述 出膠接頭和進(jìn)膠接頭均由內(nèi)接頭25和外接頭24構(gòu)成，所述外接頭24與內(nèi)接頭25之間通過螺 紋緊固連接，所述內(nèi)接頭25上開設(shè)有若干進(jìn)出膠口 6,所述內(nèi)接頭25的外壁與擋板27外側(cè)面 均覆蓋有引流網(wǎng)26,引流網(wǎng)26對(duì)浸潤用樹脂起到引流作用，覆蓋在擋板27外側(cè)面上的引流 網(wǎng)26從擋板27的邊緣延伸至擋板27的儲(chǔ)膠格7內(nèi)，在抽真空過程中，真空袋膜28很容易吸附 在擋板27邊緣，導(dǎo)致浸潤用樹脂無法從外緣進(jìn)膠，出現(xiàn)浸潤不均勻的情況，引流網(wǎng)26的設(shè)計(jì) 有效解決了外緣進(jìn)膠的問題，大大提高了浸潤效果。引流網(wǎng)26可采用與導(dǎo)流網(wǎng)23相同的材 料。裝置設(shè)置內(nèi)外接頭24密封結(jié)構(gòu)及引流導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，可使低粘度樹指（<5000cps)按預(yù)期速 度進(jìn)行浸潤，提升浸潤效果。對(duì)管道缺陷修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)使用樹脂粘度大范圍提升，可使用粘度 20000cps以下的樹脂作為浸潤樹脂。
[0041] 為提高浸潤效果，擋板27外緣的引流網(wǎng)26寬度的占擋板27外緣的寬度比為10%-70%，并均勻沿圓周分布。浸潤樹脂粘度SlOOOcps，擋板27邊緣導(dǎo)流網(wǎng)23寬度占比優(yōu)選< 10% ; 1000cps<浸潤樹脂粘度<12000cps，10% <擋板27邊緣導(dǎo)流網(wǎng)23寬度占比優(yōu)選< 45 % ; 12000cps <浸潤樹脂粘度<20000cps，擋板27邊緣導(dǎo)流網(wǎng)23寬度占比優(yōu)選多45 %。 [0042]所述外接頭24與內(nèi)接頭25的連接處分別設(shè)有密封盤，密封盤的設(shè)計(jì)方便外接頭24 與內(nèi)接頭25對(duì)接，且加大了密封面積，提高密封效果，所述密封盤之間內(nèi)設(shè)有0型密封圈5， 起很好的密封效果，所述真空袋膜28的兩端分別位于進(jìn)膠接頭和出膠接頭的密封盤內(nèi)，并 通過外接頭24與內(nèi)接頭25的螺紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行緊固密封，安裝拆卸方便，所述內(nèi)接頭25-端與 外接頭24連接，另一端卡接于卷軸21內(nèi)。所述密封盤上開設(shè)有與0型密封圈5相匹配的環(huán)形 卡槽，所述環(huán)形卡槽為一個(gè)或一個(gè)以上，提高密封效果，增強(qiáng)內(nèi)接頭25與外接頭24的密封性 能，同時(shí)也提高了真空袋膜28的密封性能。
[0043]所述擋板27與卷軸21可拆卸連接，且兩擋板27之間的間距可調(diào)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體 要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同規(guī)格產(chǎn)品需要。所述外接頭24上設(shè)有把手4,方便現(xiàn)場(chǎng)工作過程中 進(jìn)行安裝拆卸。
[0044] 所述控溫?cái)嚢柩b置1包括桶體11、蓋板13、攪拌器和控溫加熱帶12組成，所述控溫 加熱帶12包裹于桶體11外，加熱帶兩端通過卡扣進(jìn)行連接，控溫加熱帶12方便攜帶以及現(xiàn) 場(chǎng)安裝，攪拌器固定于蓋板13上，所述桶體11上設(shè)有抽膠管14,所述抽膠管14 一端延伸至桶 體11底部，另一端與進(jìn)膠接頭的外接頭24連接。由于樹脂粘度隨溫度升高呈下降趨勢(shì)，控溫 攪拌裝置1的使用，可根據(jù)使用的樹脂性質(zhì)確定浸潤的樹脂恒定溫度，可提升浸效果提高浸 潤效率。
[0045]所述真空裝置3包括真空栗31和緩沖罐32,所述真空栗31和緩沖罐32之間通過連 接管連通，所述緩沖罐32上設(shè)有真空表34和出膠連接管35,所述緩沖罐32內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)膠罐33， 所述出膠連接管35-端位于儲(chǔ)膠罐33內(nèi)，另一端與出膠接頭的外接頭24連通，所述出膠管 上設(shè)有控制閥36，控制閥36進(jìn)行節(jié)流控制。
[0046] 所述增強(qiáng)纖維布22可為玻璃纖維布、碳纖維布、芳綸纖維布、玄武巖纖維布、硼纖 維、聚酯纖維、尼龍纖維、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維等。所述導(dǎo)流網(wǎng)23面密度60g/m2-400g/ m2,網(wǎng)孔形狀為菱形，確保浸潤均勻，浸潤效果好。所述真空袋膜28的水蒸氣透過量< 0.006g/m · 24h(40°C · 90%RH)，氧氣透過量彡(h024ml/(m · 24h. · O.lmPa)，復(fù)合強(qiáng)度>15 牛頓/15mm，封邊強(qiáng)度>20牛頓/15mm，穿刺強(qiáng)度>24鎊;水蒸氣透過量及氧氣透過量是保證封 存在內(nèi)部的增強(qiáng)纖維布22卷受環(huán)境濕氣影響而提高樹脂與增強(qiáng)纖維的結(jié)合能力，封邊強(qiáng) 度、復(fù)合強(qiáng)度、穿刺強(qiáng)度是保證真空袋膜28運(yùn)輸、存儲(chǔ)及浸潤過程漏氣而避免浸潤失敗。
[0047] 本發(fā)明一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備方法，方法步驟如下：
[0048] a.進(jìn)行設(shè)備檢查，將控溫?cái)嚢柩b置1、增強(qiáng)纖維布浸潤裝置2和真空裝置3按要求進(jìn) 行連接，增強(qiáng)纖維布22采用玻璃纖維方格布、碳纖維布、玻璃纖維方格布分別進(jìn)行試驗(yàn)；
[0049] b.把合適量的浸潤用樹脂按比例倒入控溫?cái)嚢柩b置1，選擇合適溫度、攪拌速度， 攪拌時(shí)間2min，浸潤用樹脂與玻璃纖維方格布質(zhì)量比45:55;浸潤用樹脂與碳纖維布質(zhì)量比 42:58;浸潤用樹脂與玻璃纖維方格布質(zhì)量比45:55;
[0050] C.開啟真空裝置3,真空度0.08MPa，使增強(qiáng)纖維布22包內(nèi)形成至少0.08MPa的負(fù) 壓，增強(qiáng)纖維布22卷內(nèi)部空氣被抽出由樹脂替換，并與增強(qiáng)纖維結(jié)合，提升成品的一體性， 并進(jìn)行增強(qiáng)纖維用樹脂膠量的準(zhǔn)確計(jì)算，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)成品性能與質(zhì)量的精確控制；
[0051] d.以浸潤用樹脂抽入到緩沖罐32為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，真空裝置3繼續(xù)運(yùn)行2min以上，關(guān)閉 真空裝置3,將多余膠料抽出；
[0052] e.進(jìn)行浸潤，混合后的樹脂從進(jìn)膠接頭進(jìn)入，經(jīng)過引流網(wǎng)26,從擋板27外緣以及進(jìn) 出膠通孔8進(jìn)入增強(qiáng)纖維布22卷，由出膠接頭抽出，；
[0053] f.將增強(qiáng)纖維布浸潤裝置分別與真空裝置3、控溫?cái)嚢柩b置1斷開，將內(nèi)部增強(qiáng)纖 維布22卷取出；
[0054] d.將增強(qiáng)纖維布22卷沿管道周向進(jìn)行纏繞，纏繞時(shí)確保拉伸力均勻，同時(shí)進(jìn)行消 泡處理，使復(fù)合材料結(jié)合為一體化，直至纏繞完畢。
[0055]按上述工藝方法與現(xiàn)有攪拌溫度25度的手糊成型工藝相比較，見下表
[0056]
[0057] 可見，采用本發(fā)明后，抗拉強(qiáng)度、彈性模量、彎曲強(qiáng)度、層間剪切強(qiáng)度均得到非常顯 著的提高，且樹脂含量也得以降低。
[0058] 以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備裝置及制備方法 進(jìn)行了詳盡介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí) 施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù) 人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，對(duì)本發(fā)明的變更 和改進(jìn)將是可能的，而不會(huì)超出附加權(quán)利要求所規(guī)定的構(gòu)思和范圍，綜上所述，本說明書內(nèi) 容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備裝置，其特征在于:包括控溫?cái)嚢柩b置、增強(qiáng) 纖維布浸潤裝置、真空裝置，所述控溫?cái)嚢柩b置、增強(qiáng)纖維布浸潤裝置、真空裝置依次連通， 所述增強(qiáng)纖維布浸潤裝置由卷軸、真空袋膜、增強(qiáng)纖維布和導(dǎo)流網(wǎng)組成，所述真空袋膜套裝 于卷軸、增強(qiáng)纖維布和導(dǎo)流網(wǎng)外，所述卷軸上套裝兩個(gè)有起限位作用的擋板，所述增強(qiáng)纖維 布與導(dǎo)流網(wǎng)位于兩擋板之間，所述擋板內(nèi)側(cè)內(nèi)凹形成儲(chǔ)膠格，所述儲(chǔ)膠格上開設(shè)有若干進(jìn) 出膠通孔，所述卷軸兩端分別設(shè)有進(jìn)膠接頭和出膠接頭，所述出膠接頭和進(jìn)膠接頭均由內(nèi) 接頭和外接頭構(gòu)成，所述外接頭與內(nèi)接頭之間通過螺紋緊固連接，所述內(nèi)接頭上開設(shè)有若 干進(jìn)出膠口，所述內(nèi)接頭的外壁與擋板外側(cè)面均覆蓋有引流網(wǎng)，覆蓋在擋板外側(cè)面上的引 流網(wǎng)從擋板的邊緣延伸至擋板的儲(chǔ)膠格內(nèi)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備裝置，其特征在于:所 述增強(qiáng)纖維布與導(dǎo)流網(wǎng)之間呈層狀間隔分布，且疊卷于卷軸上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備裝置，其特征在 于:所述外接頭與內(nèi)接頭的連接處分別設(shè)有密封盤，所述密封盤之間內(nèi)設(shè)有〇型密封圈，所 述真空袋膜的兩端分別位于進(jìn)膠接頭和出膠接頭的密封盤內(nèi)，并通過外接頭與內(nèi)接頭的螺 紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行緊固密封。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備裝置，其特征在于:所 述密封盤上開設(shè)有與O型密封圈相匹配的環(huán)形卡槽，所述環(huán)形卡槽為一個(gè)或一個(gè)以上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備裝置，其特征在于:所 述擋板與卷軸可拆卸連接，且兩擋板之間的間距可調(diào)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備裝置，其特征在于:所 述控溫?cái)嚢柩b置包括桶體、蓋板、攪拌器和控溫加熱帶組成，所述控溫加熱帶包裹于桶體 外，加熱帶兩端通過卡扣進(jìn)行連接，攪拌器固定于蓋板上，所述桶體上設(shè)有抽膠管，所述抽 膠管一端延伸至桶體底部，另一端與進(jìn)膠接頭的外接頭連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備裝置，其特征在于:所 述真空裝置包括真空栗和緩沖罐，所述真空栗和緩沖罐之間通過連接管連通，所述緩沖罐 上設(shè)有真空表和出膠連接管，所述緩沖罐內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)膠罐，所述出膠連接管一端位于儲(chǔ)膠罐 內(nèi)，另一端與出膠接頭的外接頭連通，所述出膠管上設(shè)有控制閥。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備方法，其特征在于，方 法步驟如下： a. 進(jìn)行設(shè)備檢查，將控溫?cái)嚢柩b置、增強(qiáng)纖維布浸潤裝置和真空裝置按要求進(jìn)行連接； b. 把合適量的浸潤用樹脂按比例倒入控溫?cái)嚢柩b置，選擇合適溫度、攪拌速度，攪拌時(shí) 間多Imin，所述浸潤用樹脂與增強(qiáng)纖維布的用量按質(zhì)量百分比50 :50~30: 70配比，攪拌溫 度為20°C~45°C; c. 開啟真空裝置，真空度彡O.OIMPa，使增強(qiáng)纖維布包內(nèi)形成至少0.0 lMPa的負(fù)壓，增強(qiáng) 纖維布卷內(nèi)部空氣被抽出由樹脂替換，并與增強(qiáng)纖維結(jié)合，提升成品的一體性，并進(jìn)行增強(qiáng) 纖維用樹脂膠量的準(zhǔn)確計(jì)算，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)成品性能與質(zhì)量的精確控制； d. 以浸潤用樹脂抽入到緩沖罐為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，真空裝置繼續(xù)運(yùn)行Imin以上，關(guān)閉真空裝 置，將多余膠料抽出； e. 浸潤過程，混合后的樹脂從進(jìn)膠接頭進(jìn)入，經(jīng)過引流網(wǎng)，從擋板外緣以及進(jìn)出膠通孔 進(jìn)入增強(qiáng)纖維布卷，由出膠接頭抽出； f.將增強(qiáng)纖維布浸潤裝置分別與真空裝置、控溫?cái)嚢柩b置斷開，將內(nèi)部增強(qiáng)纖維布卷 取出； d.將增強(qiáng)纖維布卷沿管道周向進(jìn)行纏繞，纏繞時(shí)確保拉伸力均勻，同時(shí)進(jìn)行消泡處理， 使復(fù)合材料結(jié)合為一體化，直至纏繞完畢。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備方法，其特征在于步 驟b中，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速多200轉(zhuǎn)/分；當(dāng)浸潤樹脂粘度< 2000cps，20 °C <攪拌溫度< 23 °C ; 當(dāng)2000cps<浸潤樹脂粘度<8000cps，23°C<·拌溫度<35°C;當(dāng)8000cps<浸潤樹脂粘度 <20000cps，35°C <攪拌溫度 <45°C。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于現(xiàn)場(chǎng)管道增強(qiáng)的復(fù)合材料制備方法，其特征在于： 步驟c中，通過增強(qiáng)纖維用樹脂膠量精確控制現(xiàn)場(chǎng)成品性能與質(zhì)量的方法為，不同規(guī)格增強(qiáng) 纖維布卷重量是固定的，無法浸潤到增強(qiáng)纖維的膠量主要包含儲(chǔ)膠格存膠量、浸潤通路殘 留量、抽出多余部分膠量三部分，對(duì)于使用相同規(guī)格輔助材料，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)可給出一個(gè)總 體固定值，在管道修復(fù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度一定的情況下，可根據(jù)換算要求用膠量管道修復(fù)時(shí)，設(shè)計(jì)的 復(fù)合材料強(qiáng)度一定的情況下，可根據(jù)換算給出用膠量范圍，若無法達(dá)到則現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量不過關(guān)。
【文檔編號(hào)】B29C70/68GK105922608SQ201610421518
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】張勇, 張?jiān)? 陸劍鋒, 雷健, 彭強(qiáng)
【申請(qǐng)人】四川德源石油天然氣工程有限公司