玻璃钢修复技术在核电厂的应用及扩展研究
2019-05-25蔡国辉程俊宝廖双成
蔡国辉 程俊宝 廖双成
福建福清核电有限公司 福建福清 350318
1 核电厂常见检修方式
核电厂针对管道漏水缺陷，通常有以下几种修复方式，对于可以隔离检修的，通常采用临时修复和彻底修复。如金属管道，采用切割焊接重新更换管道的方式，或者在缺陷处采用安装夹具，并更具需要进行注胶，或采用堵漏包。对于U-PVC材质，基本采用重新更换管道并粘结，或使用塑料焊枪进行焊接。以上的修复方式，采用更换的方式修复，需办理动火作业许可证，同时还需采购相关的管材，通常库存无合适材料，导致现场工作无法开展。临时堵漏方式，均需要对管道进行周向用力绑扎或注胶，会对管道产生一个外加的力，存在管道被挤压破裂的风险[1]。
对于玻璃钢修复工艺，采用毡布（玻璃纤维布）配合树脂，层铺在表面，不存在绑扎施力的问题，且树脂和毡布采购方便，非像管材那样需特定规格与尺寸，极大方便了施工准备。因此研究玻璃钢修复工艺扩展到其他材料，有重大意义。
2 玻璃钢修复及扩展试验原理
通过对不同材质的管道分别进行缺陷模拟，并使用玻璃纤维手糊法进行缺陷修复。修复完成后对管道进行充水（自来水）并打压最高至0.8MPa（核电厂相关水系统如CTE/SEC/SED/SER等，系统压力均在0.8MPa以下），验证修复效果。以此进行玻璃钢修复方法在现场的应用范围。
玻璃钢：对玻璃钢管道与玻璃钢法兰进行对接粘糊，粘糊厚度不小于玻璃钢管道壁厚，固化后进行打压试验；在粘糊好的管道（打压试验合格）上进行钻孔（φ5），对钻孔处使用玻璃纤维手糊法进行周向粘糊，粘糊厚度不小于管道壁厚，固化后进行打压试验。
U-PVC：在粘接好（使用U-PVC胶水）的U-PVC管道法兰组件上的管道进行钻孔（φ5），对钻孔处使用玻璃纤维手糊法进行周向粘糊，粘糊厚度不小于管道壁厚，固化后进行打压试验。
碳钢：在焊接好的管道法兰组件上的管道进行钻孔（φ5），对钻孔处使用玻璃纤维手糊法进行周向粘糊，粘糊厚度不小于管道壁厚，固化后进行打压试验[2]。
对所有试验数据及过程进行记录，包括树脂相关配比、玻璃纤维使用量、黏糊厚度、固化时间、环境温度、打压结果等。
3 试验结果
对玻璃钢管道的修复试验以及U-PVC管道的修复试验，打压结果合格；对碳钢管道的修复试验，第一次修复后打压发现存在一个漏点，泄压排水干燥后，对泄漏点进行打磨，将粘接的毡布与树脂打磨干净，并重新周向粘接，固化后再次打压，发现仍存在泄漏，试验结束。判定对碳钢管道的修复试验失败，相关数据见表1-表3。
4 分析与结论
通过对玻璃钢和U-PVC的管道修复打压试验，证明现场手工修复后的管道能够承受住相关压力，对于碳钢管道，玻璃钢修复无法有效密封，分析原因是金属和树脂无法互溶，不同于U-PVC管道表面的光滑层可以通过打磨去除，产生粗糙表面，因此树脂无法有效吸附粘接在金属管道表面，造成修复后无法承压[3]。结论如下，对于核电厂相关系统，包括CTE、SEC、SED、SER等：
表1 玻璃钢材质试验
表2 U-PVC材质试验
表3 碳钢材质试验
（1）玻璃钢管道一般缺陷，如穿孔或裂纹等，在厂内可自主实施，具备可行性。
（2）U-PVC管道一般缺陷，如穿孔或裂纹等，可使用玻璃钢修复工艺进行修复。
（3）碳钢材质的管道穿孔缺陷，单一的使用玻璃钢修复工艺无法有效进行修复。
根据以上结论，对金属类，树脂虽无法有效与其进行粘接密封，但可以通过试验确认玻璃钢手糊法修复的管道，具备一定的承压能力，因此对于金属管道穿孔缺陷且无法进行有效彻底修复（更换管道、焊接）的，可以先使用其他方法对缺陷进行修复密封后（如绑扎橡胶皮等），再使用玻璃钢手糊法进行加固保护，提高缺陷修复的可靠性。
