[发明专利]加固结构部件的方法

说明书

织物装置10应用于部件的劣化区域以修复该部件。根据本发明的织物装置包括至少一层复合织物(11，12)、在织物的至少一个表面上的纳米材料、以及在织物上覆盖纳米材料的基质树脂14，其中所述复合织物具有第一表面和与第一表面间隔开的第二表面。基质树脂其中也可以包含纳米材料。

技术领域

本发明涉及用于对部件例如管状部件、管路、或者结构支撑进行维修或者加固的装置，这种装置包含织物和纳米材料强化与加固材料和聚合物基质。

背景技术

用于对部件例如管道、管路和结构部件进行维修或者加固的各种各样的装置、设备、系统和方法是已知的，包括但不限于在美国专利4700752、5348801、5445848、5632307、4676276、6276401、6774066、7387138、7426942、7367362、7500494、7523764中公开的内容，在此全部被完整地并入用于所有目的。

支撑部件会劣化，即由于通过腐蚀、侵蚀、温度变化、自然原因、第三方原因和时间而增强的周期性荷载疲劳导致的物理损坏或者恶化。劣化部件经常需要维修和/或者加固以保护和/或者恢复它们的完整性和延长它们的使用寿命。由损坏和恶化造成的问题影响管道系统，管道系统常因若干种因素遭受恶化，这些因素包括硫酸盐还原菌、电镀作用(galvanic action)、和第三方损害。这种问题不只限于管道系统。它也影响其他结构比如打桩工程、混凝土柱、石油储罐等等，这些也常遭受恶化和损坏。

维修损坏的管道系统的过去的方法包括：利用新管道替换损坏的或有缺陷的管道部分或在损坏的或有缺陷区域上安装金属套管。对于那些已知的管道维修方法更换管道时通常需要降低管道压力或使管道停止工作。这种程序对管道所有者和公众是代价高和不方便的。

过去在二十年复合材料和方法上的改进已经引进复合材料作为更广泛被接受的管道和基础设施修复的维修方法。复合材料已经为管道所有者对于由管道替换或钢套引起的服务中断提供了成本效益好的选择，因为复合材料维修可以在管道仍在运行时应用于损毁的区域。

已知的管道维修和加固系统包括在产品安装时的现场由湿气固化聚氨酯聚合物系统浸渍的织物，或者由树脂聚合物浸渍的织物，或者固化的预成型体，当其缠绕部件时通过粘合剂粘结。这些产品提供了合理的性能和使用寿命。然而，改进的性能仍然是需要的，特别是在延长的疲劳/使用寿命的领域。

纤维增强聚合物“FRP”复合材料维修的持久性是当前DOT规则(49CFR§§192195；在此完整地引入)下管道维修方法的要求。由于一些复合材料系统的疲劳导致的分层，一些FRP复合材料维修的持久性的问题已经成为管道所有者极大的担忧。

因此，这些失败的FRP已经提供了可疑的永久性维修。DOT已经规定FRP维修是暂时的，除非管道被可靠的工程试验和分析显示永久性地恢复管道的可服务性的方法维修。

发明内容

根据本发明，织物装置被提供原位用于结构部件的区域上。根据本发明的织物装置包括至少一层织物，其由具有间隔开的第一和第二表面的复合材料以及纳米材料构成(如在此定义的)。根据本发明的织物装置进一步包括在织物上的覆盖纳米材料的树脂基质。

在本发明的一个实施方式中，在织物装置中的至少一层织物由自身包含纳米材料的纤维构成。在本发明的另外一个实施方式中，纳米材料粘结到织物的一个或者两个表面。然而在本发明的另外一个实施方式中，纳米材料在基质中并且然后应用到可能包含或可能不包含纳米材料的织物的一个或者两个表面。