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美國Smart Pipe公司開發(fā)智能管道技術(shù)用于環(huán)境敏感地區(qū)管道修復(fù)

腐蝕失效問題是影響老齡管道安全運(yùn)行的重要因素。北美地區(qū)管道作為全球最早建成的發(fā)達(dá)管網(wǎng)，管道的老齡化問題日益嚴(yán)重。管道運(yùn)營商長期以來關(guān)注管道運(yùn)行的安全性，在處理腐蝕管道的維修和置換問題上，積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。一般情況下，維修或置換是處理腐蝕管道的有效途徑，但在一些環(huán)境敏感區(qū)，如跨河流或城市等地區(qū)，挖掘管道困難極大且成本高昂。

圖1 XPL-300系列智能管道結(jié)構(gòu)示意圖

擁有50年業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)的美國Smart Pipe智能管道公司開發(fā)的一款XPL-300系列智能管道，是一款針對敏感地形的高強(qiáng)度熱塑性塑料管道。這種管道通過定制化的加工生產(chǎn)和現(xiàn)場安裝，利用堅(jiān)韌且輕便的智能管道作為緊密配合的襯管安裝在舊管道內(nèi)部，安裝過程只需破壞舊管道首尾兩端的管體表面即可完成修補(bǔ)作業(yè)。智能管道采用復(fù)合材料，包括纖維纏繞型高密度聚乙烯芯管，可以直接被推入現(xiàn)有的管道，從內(nèi)而外的包裹管道（如圖1）。智能管道通過在管材內(nèi)部集成嵌入式光纖檢測系統(tǒng)，使管道運(yùn)營商可以實(shí)時(shí)監(jiān)控復(fù)合管道系統(tǒng)可能發(fā)生的泄漏、溫度異常變化、第三方破壞或地層運(yùn)動等情況，智能管道系統(tǒng)定位潛在異常點(diǎn)的精確度可以達(dá)到1m以內(nèi)。管道運(yùn)營商可以自行選擇信息配置方式，綁定監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或?qū)⑿盘柊l(fā)送到智能手機(jī)或電腦上。

加拿大Enbridge公司認(rèn)為此項(xiàng)新型修補(bǔ)技術(shù)能增強(qiáng)管道系統(tǒng)的完整性，并投資800萬美元用于此項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)和推廣。目前，智能管道公司的制造和安裝技術(shù)的修補(bǔ)長度可長達(dá)數(shù)英里（6-16英寸管道），可以適應(yīng)沼澤、河流、城市等多種環(huán)境敏感地區(qū)。針對大口徑管道的修補(bǔ)長度相應(yīng)縮短（直徑最大32英寸，距離最大1000英尺）。

Smart Pipe公司正在開發(fā)靈活性更大的智能管道以適應(yīng)環(huán)境敏感地區(qū)的長距離大管徑（主要是24-36英寸）管道修復(fù)。智能管道的設(shè)計(jì)和開發(fā)嚴(yán)格遵守美國試驗(yàn)材料學(xué)會ASTM F2896-11標(biāo)準(zhǔn)，管材采用可以輸送石油和天然氣等危險(xiǎn)介質(zhì)的強(qiáng)化聚乙烯復(fù)合材料的纏繞復(fù)合管，額定工作壓力可達(dá)到1000磅/平方英寸，公司正在研發(fā)符合更高壓力標(biāo)準(zhǔn)的管道。

智能管道可以在施工現(xiàn)場通過便攜式生產(chǎn)線直接生產(chǎn)，將成型的復(fù)合管材直接加工成智能管道。理論上，智能管道可承受鋼管上全部的壓力。智能管道在插入現(xiàn)有管道前被壓縮成橢圓形，插入管道后通過液體或氣體加壓，打破原有的形狀變成圓形，與管道緊密貼合。

智能管道不僅能在河流穿越地取代傳統(tǒng)修補(bǔ)措施，還能應(yīng)用在例如穿越國家公園等需要考慮環(huán)境和公眾影響的地區(qū)。智能管道本著“保障公共安全和環(huán)境安全”的理念，避免破壞公路、關(guān)閉公共交通或破壞生態(tài)環(huán)境等。目前該智能管道已經(jīng)在加利福尼亞州的20英寸和24英寸管道、德克薩斯州的12英寸管道和伊利諾斯的6英寸管道等管道修復(fù)工程上使用。

張雪琴 編譯自http://www.newtechmagazine.com