美国Smart Pipe公司开发智能管道技术用于环境敏感地区管道修复



美国Smart Pipe公司开发智能管道技术用于环境敏感地区管道修复

腐蚀失效问题是影响老龄管道安全运行的重要因素。北美地区管道作为全球最早建成的发达管网，管道的老龄化问题日益严重。管道运营商长期以来关注管道运行的安全性，在处理腐蚀管道的维修和置换问题上，积累了比较丰富的经验。一般情况下，维修或置换是处理腐蚀管道的有效途径，但在一些环境敏感区，如跨河流或城市等地区，挖掘管道困难极大且成本高昂。

图1 XPL-300系列智能管道结构示意图

拥有50年业内经验的美国Smart Pipe智能管道公司开发的一款XPL-300系列智能管道，是一款针对敏感地形的高强度热塑性塑料管道。这种管道通过定制化的加工生产和现场安装，利用坚韧且轻便的智能管道作为紧密配合的衬管安装在旧管道内部，安装过程只需破坏旧管道首尾两端的管体表面即可完成修补作业。智能管道采用复合材料，包括纤维缠绕型高密度聚乙烯芯管，可以直接被推入现有的管道，从内而外的包裹管道（如图1）。智能管道通过在管材内部集成嵌入式光纤检测系统，使管道运营商可以实时监控复合管道系统可能发生的泄漏、温度异常变化、第三方破坏或地层运动等情况，智能管道系统定位潜在异常点的精确度可以达到1m以内。管道运营商可以自行选择信息配置方式，绑定监控和数据采集系统或将信号发送到智能手机或电脑上。

加拿大Enbridge公司认为此项新型修补技术能增强管道系统的完整性，并投资800万美元用于此项技术的研发和推广。目前，智能管道公司的制造和安装技术的修补长度可长达数英里（6-16英寸管道），可以适应沼泽、河流、城市等多种环境敏感地区。针对大口径管道的修补长度相应缩短（直径最大32英寸，距离最大1000英尺）。

Smart Pipe公司正在开发灵活性更大的智能管道以适应环境敏感地区的长距离大管径（主要是24-36英寸）管道修复。智能管道的设计和开发严格遵守美国试验材料学会ASTM F2896-11标准，管材采用可以输送石油和天然气等危险介质的强化聚乙烯复合材料的缠绕复合管，额定工作压力可达到1000磅/平方英寸，公司正在研发符合更高压力标准的管道。

智能管道可以在施工现场通过便携式生产线直接生产，将成型的复合管材直接加工成智能管道。理论上，智能管道可承受钢管上全部的压力。智能管道在插入现有管道前被压缩成椭圆形，插入管道后通过液体或气体加压，打破原有的形状变成圆形，与管道紧密贴合。

智能管道不仅能在河流穿越地取代传统修补措施，还能应用在例如穿越国家公园等需要考虑环境和公众影响的地区。智能管道本着“保障公共安全和环境安全”的理念，避免破坏公路、关闭公共交通或破坏生态环境等。目前该智能管道已经在加利福尼亚州的20英寸和24英寸管道、德克萨斯州的12英寸管道和伊利诺斯的6英寸管道等管道修复工程上使用。

张雪琴 编译自http://www.newtechmagazine.com