管道修复用管状非织造布复合材料的结构设计与成管方法研究

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随着现代工业的发展,管道成为现代城市生活不可缺少的建筑设施。一般来说,城市埋地管道使用15~20年后,就进入事故高发期。因此,对城市已损管道和即将达到使用寿命的各种类型的埋地管道进行修复,是城市发展过程中不可回避的重要问题。如果采用全线开挖手段进行网管改造将会带来一系列的问题:比如交通问题、环境问题、社会负面影响及对居民生活的影响等,而如果能采用非开挖手段进行管道修复将会避免上面的一系列问题,因此管道的非开挖翻衬修复技术便应用而生。   本文主要是针对排水等大管径埋地管道的修复进行研究,对利用非开挖技术修复排水管道的纺织内衬材料的结构设计及成管方法进行了系统的研究,并对设计的非织造布纺织内衬材料进行了性能测试与分析,具体研究内容如下:   1、本课题参考管状纺织复合材料修复燃气管道时承受压力的理论分析结果,讨论了利用非织造布复合材料修复排水管道过程中,内衬材料承压和应力的计算方法,推导出非织造布复合材料内衬软管的横、纵向断裂强度和厚度的计算公式。对非织造布增强复合材料的强度、厚度、弹性及幅宽进行了预设计,其中首次提出考虑热缩性的基础上对非织造布的幅宽进行设计。   2、对非织造布、加筋非织造布的加工工艺、加筋非织造布的缝合工艺、加筋非织造布的局部覆膜工艺及接缝处的膜焊接工艺进行详细的分析和讨论,对管状非织造布的拼接块数进行讨论。首次提出在非织造布中加入涤纶长丝的加筋方法,根据非织造内衬软管在工作时横向应力为纵向应力的两倍,设计在横向加筋的涤纶长丝的细度为纵向涤纶长丝的两倍,以满足使用过程中横、纵向的应力要求。首次在缝合时使用对接平缝的工艺,降低了缝合楞边的高度,对缝合后的缝合楞边进行了膜焊接处理。   3、对制备的小样制品的厚度、拉伸断裂强度、粘结强度、防渗透性能等性能指标进行了测试与分析。对设计的非织造布复合材料进行了热缩性能分析,并通过SPSS数学建模的方法对非织造布增强体在热缩过程中,缩率与热缩时间及热缩温度的关系进行了分析,在考虑热缩性的基础上对管状纺织复合材料非织造布增强体的幅宽进行了设计,避免了以前不考虑热缩性设计的幅宽在覆膜以后由于热收缩导致幅宽减小而无法与原管道很好贴合的弊病。
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