给水管道修复中不锈钢内衬技术的应用解决方案

给水管道修复中不锈钢内衬技术的应用解决方案目 录非开挖内衬技术发展现状01 不锈钢内衬技术介绍02 义乌给水管修复应用实例03 内衬效果分析0401非开挖内衬技术发展现状城市给水管走过了几十年的发展历程，旧管道年久待修，存在安全隐患多、爆管事故频发、自来水漏失严重等问题，开挖更新管道难度越来越大。

如何简单而经济对老旧管道进行修复，是各供水企业普遍关心、亟待解决的问题。

●地下管网错综复杂，城市道路负荷越来越重，各类管网层层叠加，地下空间越来越受限，新管线管位选择极其困难；●工期长，影响大，对其他管线、已建设施带来安全隐患，重复建设、城市环境、城市交通等问题不可避免；●遇到河流、桥梁、湖泊、建筑物等一些特殊部位，安全隐患大，采用开挖换新已很难实现。

2000200820122018N O W随着技术革新，出现了各种非开挖技术，除敷设新管的定向钻技术外，旧管修复基本采用管中管内衬修复技术。

内衬修复技术在国内发展近 20 年，与开挖更新比较，具有施工周期短、成本低、开挖作业面积小，不影响城市道路环境等显著优势。

1994目前，管道非开挖内衬修复中常用的方法有：PE管内衬法、柔性内衬修复法、树脂内衬紫外线固化法、不锈钢内衬法等工艺。

任何技术都有两面性，材料不同、特点不同、管道口径不同、工艺方法不同，所适应的管道情况和质量检测方案不同，管道内衬修复要结合实际情况选用适合的方法。

PE 管内衬修复，将PE管或通过U型机压成U型（缩径40%以上）用胶带缠绕定型，然后用牵引机拉进清洗干净的待修复管道，两段密封打压涨紧，形成管中管。

高强度、高耐磨、高抗撕裂性柔性内衬修复系统由具有柔性的加强内衬材料及为其特别开发的接头配件构成，内衬与原管道没有粘合关系，是一种自立内衬管。

整体紫外光固化工艺，将浸透树脂的软管牵拉进入旧管道内，软管内通以压缩空气使其紧贴在旧管道内壁，利用软管内树脂遇紫外光固化的特性，控制紫外灯在充气软管内以一定的速度行走，使软管由一端至另一端逐步固化，形成具有一定强度的内衬管，从而恢复或提高旧管道功能的修复方法。

以上非开挖内衬修复方法面临的最大问题是：在三通、弯头、变径等特殊部位必须开挖。

02不锈钢内衬技术不锈钢内衬技术，是在旧管道内部穿插内衬薄壁不锈钢管，或将不锈钢板采用卷板形式在管道内部进行焊接，整体成型，从而达到防渗漏、防腐蚀的目的，也提高了原管道的耐压水平。

收理管不锈钢内衬板材采用奥氏体 S304(06Cr19Ni10)级，由于该板材具有耐腐蚀、寿命长、承压高、内壁光滑、不易结垢等优点，管道内衬修复后能起到堵漏、防腐、降阻、提压的作用。

工程施工主要焊接操作在管道内完成，内衬管与原管道内壁紧密贴合，可以随着原管道的起伏、走向和尺寸变化而贴实。

施工占地面积小，2 个作业坑之间跨度可以在 300-800 米，因此该技术相对其他管道修复技术具有更强的适应性和灵活性。

03义乌给水管修复应用实例2018 年义乌市给水管改造应用了非开挖不锈钢内衬修复工艺，修复后的管道相继投用，成功破解了城区管道改造无管位、不能大面积大开挖的难题，对供水稳定性及供水安全保障得到了很大提升。

义乌江滨路给水管是城区供水的主干管，部分采用水泥管，该管道自 1996 年投入使用以来，已超过 20 年；因管道接口处橡胶圈老化、管网漏损率较高造成水资源浪费，供水安全隐患越来越严重。

自 2014 年以来，该路段管网大修已达到每年 1 次、小修达到 10 次以上；如不及时改造，将对城市供水造成较大影响，管道修复迫在眉睫。

修复管线位于义乌市江滨路（宾王路至南门街）管段，交通流量极大，管径为 DN800和DN1000。

主管道为水泥管道，管道埋深约为 2.5-4 米。

修复管段长度约为 3030 米，由于管线已服役多年，已出现不同程度点泄漏，管道功能性已严重丧失，爆管还会造成其它不可预测的次生灾害， 为提高管网安全运行，亟待对管网更换或者修复；由于传统大开挖更换新管投资额度大、机械投入大、环境污染大、影响交通等原因已完全不适用，故采用开挖较少，操作坑较小且没有对操作坑位置有苛刻要求的非开挖内衬不锈钢技术进行整体修复。

内衬设计要求：使用壁厚 2.0mm 的山西太钢不锈钢 06Cr19Ni10（304），要求等径内衬；衬管后管道正常工作压力不低于 0.5MPa，试验压力不低于0.75MPa，修复后寿命不低于 50 年。

修复过程中，关键控制点是清管补漏、焊接质量控制、特殊部位处理。

● 旧管道清管补漏不锈钢内衬工艺使用简易PIG 牵引清洗技术与人工对原管道进行局部处理结合的方式对原管线进行清洗处理，将附着在管道内壁上的垢层刮除干净。

管道清洗后的管道内部要达到基本无垢、无杂物、结瘤、毛刺，必须除去棱角等影响内衬修复质量的物体。

为防止内衬完成后，地下水进入内衬层与原管道的夹层中间，对内衬管产生外压造成破坏。

根据CCTV 检测，对管道内泄漏点环向做加强处理，采用麻丝加堵漏剂对漏点进行填充堵漏修复。

●焊接质量控制✔根据原管道内径定制相匹配的不锈钢板材，经过预处理后运入原管道内， 用专门的撑管设备将不锈钢板撑至与原管道紧密贴合，然后分点固定， 最后经氩弧焊接成型。

管内焊接焊接成型弯头处理✔不锈钢内衬管焊接过程中焊口无损检测是关键控制点，我们主要通过邀请第三方检测机构来做到质量控制，保证焊接达到标准要求。

渗透检测：总的原理为通过着色更加直观的检测出焊缝缺陷位置，自检工序完后利用ＨＤ通用型着色探伤剂组合对每道焊缝进行着色显像处理。

首先用清洗剂去除表面污垢、杂质，再喷渗透剂（红色），如果焊缝有气孔、裂纹，渗透剂会持续向里面渗去，再喷显像剂（白色）利用红白色差检验出焊缝有缺陷部位，进行补焊。

●特殊部位处理：本次施工段为两种不同口径管道内衬不锈钢，中间有多个变径和弯头及下沉管段，这些特殊部位运用不锈钢内衬技术是不需要开挖的，从而避免了许多部门的协调手续和施工困扰。

✔弯头处理：管内弯头处，采用多张切割好的不锈钢板拼接，在管内焊接成与原管道弯头内壁紧贴的不锈钢弯头；或者视弯头大小在地面焊接，向内凹陷，拖入在管内再环向焊接。

不锈钢端口法兰安装、焊拼，焊接缝打磨抛光。

✔变径处理：根据原管道内变径部位尺寸，在电脑上用 CAD 作图软件进行放样，得出相应数据，按照该数据进行在板材上放线、切割，最后将裁好的不锈钢材料按照原变径的曲度进行贴合、焊接。

010203针对本工程特点，制定了严格的安全文明施工措施。

管内施工期间，要保持管内空气流通，可采用两相或三相风机在下管端口的另一端口对管内进行强制通风；用风速仪测定管内风速，控制风速不大于 2m/s；进入管道前 30 分钟应取样，严格控制可燃气体、有毒气体浓度及含氧量在安全指标范围内，分析合格后才允许进入管道内作业。

有毒有害气体含量不得超过工业企业设计卫生标准规定的最高容许浓度，主要监测氧气含量，氧含量值应为18%-22%。

如在管道内作业时间长，至少每隔 1小时分析一次，如发现超标，立即停止作业，迅速撤出人员。

0102●在工地主要出入口设置“五牌一图”标牌：工程项目简介牌、工程项目责任人员姓名牌、文明施工牌、安全生产牌、消防保卫牌、工地施工总平面布置图。

0102●对施工单位的施工人员进入管道内部进行焊接施工的同时，安装管道内部可视摄像系统，并安排专职人员对管道内部施工人员进行 24 小时实时监控。

04内衬修复后的效果分析不锈钢力学性能不锈钢焊接质量评定，分别对焊缝进行了抗拉强度和抗弯曲性能检测。

检测结果表明，焊缝抗拉强度均不低于母材强度，断裂点多数在焊缝中心区以外，180°弯曲表面无裂纹。

其次，内衬后邀请第三方检测机构对焊缝进行 100%渗透检测，并且 100% 焊缝检测结果合格。

最后，不锈钢内衬后工程质量验收时进行了水压试压，升至试验压力0.75MPa，保压 30min 以上，无压降，试压合格。

项目抗拉强度(MPa)条件屈服强度(MPa)断裂伸长率(%)GB/T 3280 标准要求≥515≥205≥40母材实际检测结果70028563● 耐腐蚀性分析304 奥氏体不锈钢表面附有一层厚度为几埃的坚固的铬氧化膜，它在空气、水或其它含氧介质中几乎能立即形成，并能在划伤或损坏后自行修复。

从而使不锈钢具有耐腐蚀性。

不锈钢钝化酸洗后，保护膜（铬氧化物薄膜）重新形成。

氯化物含量在 200 mg/L以下时，304 不锈钢不会发生缝隙腐蚀。

选用厚度为 2.0mm 的 304 奥氏体不锈钢，综合性能好，可耐多种介质腐蚀；特别是对于自来水， 其腐蚀率一般小于0.004mm/a，按正常运行 50 年，表面腐蚀仅 0.2mm，余厚度1.98mm，仍可满足承压 0.4MPa 的需要。

●水力学分析 不锈钢管壁光滑，其他物质不易附着在其表面，内壁不易结垢。

其摩擦系数远远小于普通钢管，可降低管道沿程水头损失；同种口径和流量的管道工况下，与混凝土管比，可提高输送距离或减小水泵扬程、节约输送成本。

依据Hazen-Williams 公式评价不锈钢管道与旧管道的过流能力，计算混凝土管内衬后过流能力，可以看出内衬后管道的过流能力增减。

（按 DN800 口径计算）即过流能力=（130/120）1.852 *（796/800）4.87=113.2%即修复后管道过流量比原来的过流能力提高了 13.2％，完全满足使用要求。

87.4852.1852.167.10j h d C l q h =87.4852.1/*/）（）（过流能力旧新旧新d d C C =通过义乌市江滨路给水管内衬修复，可以看出，不锈钢内衬技术具有施工周期短、临时占地面积小、安全可靠、不阻碍交通及周围环境等显著特点。

其不锈钢内衬层具有耐腐蚀、寿命长、承压高、内壁光滑、不易结垢等优点， 管道内衬修复后能起到堵漏、提压、防腐、降阻的作用，能有效恢复和保持供水管网的供水能力和运行安全。

不锈钢内衬修复技术在供水管网改造中值得推广，非开挖内衬修复技术的应用势在必行。