[发明专利]一种基于增材技术的管道环焊缝修复方法

说明书

本发明公开了一种基于增材技术的管道环焊缝修复方法，包括以下步骤；步骤一，在待修复管道的环焊缝处进行机械加工，将环焊缝处的金属本体露出；步骤二，沿待修复管道的周向将焊丝熔化成液体金属后，熔敷到环焊缝处的待修复管道表面，在环焊缝处形成补强管道；补强管道直径和管壁厚度大于待修复管道，补强管道长度大于环焊缝宽度。能有效的提高管道承受轴向拉伸变形的能力，从而有效的保证其在地质灾害发生时的服役安全。

技术领域

本发明属于管道修复领域，涉及一种基于增材技术的管道环焊缝修复方法。

背景技术

管道环焊缝的修复，目前常用的方式为A型套筒修复、B型套筒修复和环氧钢套筒修复。其中A型套筒是由覆盖在管道缺陷部位的两个半圆形柱状板经侧缝焊接而成。B型套筒的构成与A型套筒相同，都是由两块弧度适当的弧形板定位组成，但B型套筒的端部以角焊的方式和管道连接。环氧钢套筒是用两个钢套筒把管体缺陷部位包起来，在钢套端部用密封剂密封，然后向套筒与管道壁之间形成的环形空隙内注入环氧树脂。

上述三种修复技术，A型套筒和环氧钢套筒由于只有环向结合力，所以无法抵抗较大的轴向载荷。而B型套筒由于有端部角焊缝，可以帮助管道抵抗部分轴向载荷，但角焊缝与管道连接的面积有限，无法实现角焊缝自身强度高于管体截面，无法保证管道在塑性变形条件下的安全运行，一旦发生由地层运动等地质灾害带来的轴向变形，还是会面临失效的危险。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于增材技术的管道环焊缝修复方法，能有效的提高管道承受轴向拉伸变形的能力，从而有效的保证其在地质灾害发生时的服役安全。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于增材技术的管道环焊缝修复方法，包括以下步骤；

步骤一，在待修复管道的环焊缝处进行机械加工，将环焊缝处的金属本体露出；

步骤二，沿待修复管道的周向将焊丝熔化成液体金属后，熔敷到环焊缝处的待修复管道表面，在环焊缝处形成补强管道；补强管道直径和管壁厚度大于待修复管道，补强管道长度大于环焊缝宽度。

优选的，步骤一中，采用车削及打磨的方式，将管道环焊缝处的金属本体露出。

优选的，步骤一中，将环焊缝处两侧相邻管道作为修补段，修补段长度等于补强管道长度，采用机械加工方式将修补段的金属本体露出，修补段的长度大于等于5T+W，其中T为待修复管道的壁厚，W为环焊缝宽度。

优选的，步骤二中，熔敷之前，将环焊缝进行打磨，打磨至金属本体露出。

优选的，步骤二中，熔敷时，采用焊接电弧、激光或激光-焊接电弧作为热源，以纯氩气作为保护气体。

优选的，步骤二中，补强管道长度L为L≥3T+W，其中，T为待修复管道的壁厚，W为环焊缝宽度。

优选的，步骤二中，补强管道轴向两端的外壁逐渐向待修复管道外壁靠拢，形成过渡段。

进一步，过渡段长度S为S≥T，其中，T为待修复管道的壁厚。

优选的，步骤二中，焊丝熔敷后的屈服强度不低于待修复管道本身材料屈服强度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过使用增材制造技术进行环焊缝修复，使待修复管道外部增加一个类似套筒的补强管道，补强管道的内表面与待修复管道外表面完全结合成一体，提高了修复部分承载结构与待修复管道表面的结合面积，使环焊缝附近的结构强度高于待修复管道。因此在待修复管道发生轴向变形时，变形不集中于环焊缝附近区域，并且有效降低了内表面周向缺陷的裂纹驱动力，使缺陷在塑性变形条件下不会启裂，修复后的管道具有远超过现有管道修复技术的轴向连接强度和变形能力，可以避免环焊缝发生集中变形，从而防止其缺陷生长。