管道内衬不锈钢修复技术通过在旧管道内部穿插或焊接不锈钢层,实现防渗漏、防腐蚀及结构强化。内衬不锈钢层与原管道的复合力学行为,揭示其承载能力提升路径,为供水、燃气等管道修复提供技术参考。
内衬不锈钢修复的核心在于形成“原管道-不锈钢层-注浆层”三明治复合结构。其力学承载模式可分为两类:
1.联合承载模式:管道内衬不锈钢修复适用于原管道结构完整性较好的工况,不锈钢层与原管道通过注浆层协同受力。例如,在DN800以上铸铁管修复中,不锈钢层可承担20%-30%的内部压力。
2.独立承载模式:针对原管道腐蚀严重区域,不锈钢层设计为独立承压结构。例如,304不锈钢内衬层在0.6MPa压力下屈服强度≥310MPa,满足城市供水压力要求。
3.机械嵌合:通过涨径工艺使不锈钢层外壁形成0.5-1mm的微观凸起,嵌入原管道内壁凹槽,增强界面摩擦力。
4.化学粘结:环氧树脂注浆层在固化后形成弹性粘结层,其剪切强度可达8-12MPa,管道内衬不锈钢修复有效传递轴向应力。
5.真空吸附:在涨径过程中,不锈钢层与原管道间隙形成负压环境,进一步强化界面结合。
管道内衬不锈钢修复的力学行为优化,需以界面结合机制、材料性能与数值模拟为核心,通过复合结构设计与智能监测技术,实现管道承载能力与耐久性的双重提升。未来,随着高氮不锈钢、形状记忆合金等新材料的突破,以及离散元法、光纤监测等技术的集成应用,内衬不锈钢修复技术将在长距离输水、高温蒸汽等复杂工况中展现更广阔的应用前景。