碳纤维管降低管道的强度

2021-10-14 10:53:54

管道复合材料补强:压力管道因为腐蚀、机械损伤等缺陷，碳纤维管降低管道的强度，使其承载能力无法达到原有设计压力。管道因内压会产生径向膨胀而在管壁中产生环向拉伸应力。在管壁减薄区域（如腐蚀坑）会产生应力集中，当此处的应力大于材料抗拉强度极限时，该处将发生破裂失效和泄漏。复合材料修复可以起到: 降低缺陷处的应力,应变,恢复管道的承压能力 .

碳纤维复合材料修复解决电偶腐蚀问题：涂敷厚度为0.1mm的环氧涂层在海水中使电偶腐蚀速率降低了70%，涂敷一层厚度为0.25mm的环氧涂层则使腐蚀速率降低了21倍。涂层厚度大于0.5mm，可以完全消除电偶腐蚀问题。碳纤维管两种材料能否发生电偶腐蚀，必须满足三个条件：(1)存在腐蚀电介质，例如含有各种离子的水溶液，构成腐蚀电池的离子导电回路； (2)两种材料在所处腐蚀介质中的稳定电位不同，具有一定的电位差； (3)两种材料直接接触或者有其它导体连接，构成腐蚀电池的电子导电回路。底漆消除了电位差的作用，避免了电偶腐蚀的发生，补强层外部再缠绕蜡带等材料，消除了条件离子。消除电偶腐蚀之后，复合材料修复基本不存在其他腐蚀问题。

管道补强标准：产品采用美国推荐性标准ASME PCC-2 2006标准，碳纤维管强度设计规定了碳纤维复合材料最大理论设计变形率约束在0.4%以内，管道恢复的具体设计准则。

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