热塑成型工艺(非开挖施工企业为你揭示不固化、修复快、贴合紧密的热塑成型方法)

Posted 2023-06-02

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热塑成型工艺(非开挖施工企业为你揭示不固化、修复快、贴合紧密的热塑成型方法)

你见过蒸管道的吗？

“蒸管”软化

11月，在重庆，运用热塑成型工艺对DN400排水管道进行非开挖修复，一场蒸汽与压力的“奇妙反应”正在进行中。

原位热塑成型工法，英文为formed-in place pipe，FIPP，最早起源于美国。

该工艺是利用一种拥有加热软化、冷却成型特性的新型高分子热塑性材料，内衬管在工厂内被预制成“工”形或“C”形，然后被卷到卷盘上运至施工现场。

“工”字型热塑修复材料

在现场，使用热蒸汽将管材加热软化后，通过检查井快速拉入待修复管道，利用中通耐高温气囊将两端封堵，充入热蒸汽。

待内衬管达到设定温度后，增大软管内部压力将内衬管撑开、膨胀至与原管道紧密贴合，然后保持压力恒定注入冷空气降温，使内衬材料冷却硬化形成紧贴管壁的新内衬管，实现管道的整体修复。

与其他非开挖整体修复工艺相比，热塑成型法进入国内较晚，因其施工快捷、造价低、工况适用性较广等优点，在国内排水管道非开挖修复中逐渐被采用。

工艺特点

01便捷、快速

中小管径修复

该工艺最大特点是修复材料在工厂预制生产，和传统通过开挖方式埋设的管道相似，衬管材料的力学性能、化学抗腐蚀性能、管壁厚度等各项性能指标都是“出厂即保证”。现场只是通过热量和压力的物理作用对管材进行形状改变，不会造成材料性质的变化。

它是多种内衬修复中较为快捷的一种。若不包含清淤预处理、软管预加热的时间，从下管到修复完成往往在1 ~ 2个小时内完成并可恢复通水，小于DN300mm管径的管道甚至可以在30分钟内完成。

受排水检查井口尺寸限制，一般修复排水管道管径范围为DN100—DN900mm，修复更大口径的管道则需要开挖扩张检查井。此外，受温度随管道长度递减的因素影响，单次修复长度受限，当单次修复距离过长时，内衬管末端可能难以达到材料软化所需温度，从而导致末端无法完全贴合，出现质量事故。

02修复轻微错口

变径管、异形管、转弯管等

由于修复材料拥有良好的热塑性能，该工艺可用于修复轻微错口、变径、异形、转弯管道的修复。

软化后“能屈能伸”的衬管材料

比如椭圆形、马蹄形、矩形等各种断面形状的异形管；
比如DN400变径管道，中间局部出现DN360或DN450管径，但管径变化区间不宜过大，否则内衬管会因无法充分撑开复圆，或过度膨胀导致壁厚减薄甚至破裂；

修复错位管道（左）和变径管道（右）

比如接口错位的管道，修复后虽不能消除错台，但会使错台变得更圆滑，从而减小过流阻力，增加过流效率；
此外，也可以应用于有一定夹角弯转的修复，实践中小于30°夹角的折弯管道修复应用较多。

修复带有一定弯度的管道

03工艺整体

环保且经济

FIPP的修复材料为改性PVC材料，具有耐酸碱、耐腐蚀、耐老化等特性，适合各种介质包括污水的输送。修复后设计使用年限长达50年，后期也不会出现腐蚀、结垢等缺陷。同时，内衬管内壁表面粗糙系数较小（修复后内表面粗糙系数为0.009），修复后虽然过流断面稍有减小，但实际上过流效率大幅提高。以DN400混凝土管（设计厚度为6mm）为例，修复后管道的过流能力与修复前管道的过流能力的比值计算为：

其中，0.013为原管管壁粗糙系数，0.009为修复后管壁粗糙系数，388为修复后管道内径，400为原管内径。

施工过程中主要利用蒸汽和压力，不产生任何污染物和气体污染，符合当下倡导的绿色环保型技术要求。

此外，因衬管材料加热软化后有良好的韧度等特性，当现场安装出现问题或检测修复后存在质量缺陷时，可以对衬管进行再加热，软化后抽出，因此可以大大降低修复工程失败的风险和返工的成本。

04修复后的衬管力学性能较低

适合半结构修复

FIPP内衬管属于改性PVC材质，其力学性能指标相对偏低，以排水管道主要弯曲弹性模量指标与玻纤树脂固化材料作对比——热塑内衬材料弯曲弹性模量指标约为2000-3000MPa，而玻纤树脂固化材料弯曲弹性模量指标约为10000-15000MPa。小管径管道的全结构性修复没有问题，但对于管径稍大的管道修复时，需要选择壁厚较厚的内衬材料，修复施工难度大大提高。

05对于渗水严重、底部积水状况

管道预处理要求严格

对于存在渗漏严重或底部积水的管道来说，管道热塑成型修复较其它内衬修复技术对原管道渗漏和积水处理的要求会更高。

原因是如果渗漏点或积水区没有处理妥当，当内衬管整体加热温度达到临界值时，但局部区域却因积水或持续渗入的地下水影响，温度未达到膨胀所需温度，加压后高温区膨胀率大，而局部却因温度低而膨胀率较低，冷却后还可能发生回弹等现象。

热塑成型修复现场

上图为在重庆对DN400排水管道实施热塑成型修复。

不管是原位固化、螺旋缠绕、原位热塑成型还是其他修复工艺，每一种方法都有其独特优势和适用范围，面对现实问题时需综合考虑，选择最为合适的工艺和方法。工艺技术的发展没有终点，路还漫长，我们需要继续拓展，不断精进。

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