外表面含局部減薄三通的碳纖維修復技術研究

章 昕 趙建平

(南京工業大學機械與動力工程學院)

外表面含局部減薄三通的碳纖維修復技術研究

章 昕*趙建平

(南京工業大學機械與動力工程學院)

針對受內壓三通外表面發生局部減薄的情況，從極限載荷分析角度，系統研究了局部減薄缺陷尺寸對三通承載能力的影響，提出了碳纖維修復的方案。以待修復缺陷相對厚度、周向長度和軸向長度為指標，以承載能力為目標，采用有限元方法，提出了優化修復方案。

三通 局部減薄 碳纖維修復技術 極限載荷

目前，國內在役的各類油氣管道五萬余千米，由于制造缺陷、環境腐蝕及第三方破壞等因素，導致各種缺陷危及管道安全[1]。局部減薄是常見缺陷之一，不僅造成管道承載能力下降，而且在載荷作用下，減薄處會產生應力集中，從而削弱管道抗疲勞載荷能力,如何保障缺陷管道的安全運行已成為石化行業的一個重要課題[2]。當前的管道元件修復技術主要可總結為：夾具修復、焊接修復和纖維復合材料修復三大類[3～5]。纖維復合材料修復補強技術作為一種高效便捷的新型修復技術，具有無需焊接、不動火的優點,在尚未泄漏的補強中,可以不停車帶壓修復，提高了安全性，在油氣管道維護和大修中得到廣泛應用，如用CFRP修復城市燃氣管道焊縫缺陷，利用復合材料修復天然氣管道缺陷等[6～11]。碳纖維材料具有優異的拉伸強度和彈性模量，以及耐酸堿老化、耐濕熱老化性能，用于鋼制管體缺陷修復，具有傳統維修方法無法比擬的優點，將成為纖維復合材料補強技術的主流[12，13]?！?br>