近年来，国家推出城市综合管廊、智慧城市、海绵城市、“水+条”、“一带一路”等重大基础建设，拉动管线建设市场。非开挖行业的兴起和发展与非开挖技术的发展密切相关。非开挖技术是在地表不开挖情况下，铺设、更换或者修复地下管线的一种施工新技术，非开挖地下管道修复行业主要从事城市排水，给排水管道的检测、疏通、修复义务，对于各个工序需要不同的工艺进行施工作业，消耗相关的各类管材，修复材料，相关仪器设备和配套用具等。随着城市建设的快速发展，地下管道数量日益增多。在这些建设于不同时间，日夜运行的管道中，经常发生损坏，积垢，腐蚀等问题导致管道输送能力下降，甚至造成泄露、爆炸、堵塞、地面塌陷、“城市看海”等事件发生。

　　管道运输是我国城市生活的基础，也是经济发展的基本支撑，近年来，贵州及周边等省份地下管道工程逐步增加。因此本次对贵州省作市政管道检测管道、疏通、修复管道进行深入调研，从市政管道近年的建设总量，各市建设情况进行分析，调研本省从事本行业公司业务情况，调研市政管道检测管道、疏通、修复管道各个工序、工艺及其设备。

　　管道在原材料钢管、钢板、不锈钢等在轧制时会形成轧皮；管道在制造、储运及安装过程中会形成铁锈、焊渣和为防腐涂覆在管道上的油质防锈剂，尘土、砂子、水泥、保温材料等杂质。上述的轧皮、铁锈、焊渣、防锈剂和泥沙等各种杂质严重影响管道的正常使用，因此对管道进行清洗，使管道内恢复材质本身表面。 清洗后，在干净的金属表面形成一层致密的化学钝化膜，可以有效的防止污垢的再次产生，并且能有效的对设备进行保护，使设备不受腐蚀或者其他化学破坏作用，有效的保证设备的安全和延长设备的使用寿命。

　　我国非开挖管线工程技术的应用起步较晚，发展大致可分为三个阶段：第一阶段为70年代末至80年代中期的初级阶段，工程具有应急特征，技术水平不高;第二阶段为80年代中期至90年代中期的中期阶段，其特点是需求量大增，以引进国外技术与装备为主，非开挖技术发展较快;第三阶段为自90年中期开始的近期阶段，此阶段的特征是，在引进国外非开挖技术和装备的同时，我国开始自行开发研制非开挖技术和装备，并取得了一些突破性的成果，扼止了设备的大宗引进势头，同时也涌现了一批专门或兼营非开挖技术的施工公司，开始进入了关键的创业期，具有我国特色的非开挖技术在国内的发展方兴未艾。

　　近几年来、陕北、西南、新疆等地的油气管道、成品油输送管道，天然气输送管道，西气东输工程，南水北调工程及其分支工程，各类管道的铺设均需要穿越公路、河流、铁路。另外我国还有大量的电信管道，光缆线、燃气管道，城市集中供热管道，电力、有线电视网等管线。无论从环境保护还是今后的市场需求来看，我国非开挖铺管的工程量还需大幅度增加①。

　　非开挖修复方法的整体优势在于修复的负面影响小，占用场地比较少，对地面、交通、环境以及周围地下管线等等的影响很微弱。因此推广非开挖修复技术在排水管道修复领域的运用势在必行。非开挖修复方法推广的难度在于修复费用的居高不下，使得很多中小城市望而止步，其实综合考虑交通、周围管线开挖的危险、市民的生活质量等等因素，非开挖修复的费用是可以接受的，而且费用高的主要原因在于材料完全依赖进口，若我国非开挖修复技术研究进入全新的阶段，材料能在国内批量生产，那么修复费用也会相应降低。所以非开挖修复技术在我国的发展是可以预测的，在不久的将来，此技术必定会被排水和市政行业所接受，并且广泛的应用于城市管道的修复中。

　　1）无统一的政府机构支持。到目前为止，非开挖技术尚无明确的政府组织可以挂靠，没有为此项技术的规范制订、发展规划、技术推广而设立专门的政府机构，使得在跨部门、跨行业推广非开挖技术时需要反复沟通，且难度较大。

　　2）无统一的非开挖施工技术规范。由于没有统一的政府组织，国内至今尚无适用于市政燃气、热力、给排水管道等相关的、完整的非开挖施工技术规范，没有形成与非开挖的作用和地位相适应、能够有力推动非开挖科技发展的政策法规环境。在非开挖工程设计、施工、质量检验与验收、工程管理与定额编制上没有依据，给政府监管、企业操作带来较大难度。

　　3）低水平竞争。目前，由于不正常的竞争、无准入制度管束等原因导致一些单价已无实际意义，这就进一步加大了风险，造成了不良循环，这也是造成整个非开挖产业浮躁之风甚盛、产业不能持续健康发展的主要原因。综观全局看来，从定额和市场分析入手，编制非开挖预算定额、提出市场指导价已是当前急需解决的问题。

　　4）施工质量与安全隐患。由于缺少可遵循的各种非开挖施工规范，施工质量无法保证，安全事故频发，非开挖施工造成的自来水管、燃气管和光缆破损的重大事故经常发生。此外，在管道修复施工中，也出现过数起的较大的事故。

　　5）缺乏相应的专业人才。随着我国非开挖行业的迅猛发展，新技术的不断引进使技术人员和管理人员严重短缺。人才素质不高不仅会造成上面所述的各种问题，同时也阻碍今后非开挖技术的进一步引进和发展。非开挖是一个技术含量较高的行业，涉及的知识和技术领域较为广泛，而由于目前非开挖市场较为混乱，效益不稳，国家各大专院校培养的非开挖人员中直接从事非开挖施工的仅寥寥几人。

　　6）非开挖技术推广与监管缺乏有效的科技支撑平台。非开挖施工需要对地下设施情况有清晰的了解，以达到外科手术式的效果。目前获得地下障碍物信息的主要方式是开工前进行地下管线探测，但该方法很难得到地下设施权属单位的支持与配合。许多管线位置、年代、归属等资料不详，信息共享几乎没有，这不仅给非开挖施工造成困难，也为所有地下工程施工造成极大障碍，这凸显了地下设施缺乏科学规划和有效监管的问题。据不完全统计，全国每年因施工发生的管线事故所造成的直接经济损失约50亿元，间接经济损失超过400亿元①。

　　7）非开挖科研投入严重不足。非开挖科研工作作为以社会公益性为主导的事业，其投入应以政府投入为主，但由于没有明确可靠的主管行政部门及资金渠道，导致非开挖技术的研发缺乏连续性与系统性。

　　如今在众多管道被损坏的事故中，管道老化是主要原因，而这种情况在近几年尤为突出。其主要是在东西城区，很多管道都是上世纪六七十年代铺设，使用的也是老旧的灰铸铁管，采用石棉水泥打口连接。随着城市建设的逐步发展，用水量不断加大，人们对水压的要求也日益增大，这就使得那些原本已年久老化的管道很难经受住水压的增大，特别是在管道接口处，极易发生爆管事故。

　　随着城市建设的逐步发展，市政设施日益完善，地下管位布局错综复杂，天然气、自来水、污水等管道分布错乱，如遇管道事故抢修，往往不能及时向规划部门拿到管位图纸，在施工中多有挖断其他管道的事故发生。特别是在顶管施工中，管位、高程等资料往往要求非常准确，一旦位置出现偏差，巡视中又没有及时发现，往往会引起其他管道基础下沉，造成事故。另一方面，市政工程施工过程不规范，在场地开挖、平整、道路修筑、碾压等过程中，施工单位对地下管道情况及详细位置不了解，导致碰伤、压坏、挖断管道，造成管道漏水的事故多有发生。一些建筑单位在施工中盲目操作，挖掘机控制不当，也常常造成爆管事故。

　　现代物流业飞速发展，社会车辆超载、超重现象较为严重，部分公路等级偏低，且许多道路拓宽，原位处于绿化带或非机动车道内的管道暴露于机动车道下，如没有钢套管或混凝土等强化保护措施，则管道被损坏的可能性很大，致使管道产生渗漏点。由于市政建设、道路拓宽或者违章压占，导致给水管受到各种径向位移，处于下沉和侧向位移状态，内部应力增大而且持续得不到释放引起管道爆裂。当给水管道受到径向压力时，由于刚性接口将管线连成一体，插口受压，往往造成小口径管道管身断裂，大口径管道承裂。大、中型管道由于不均匀沉陷而导致上、下方向位移，多数在上部爆裂。市政工程施工时，当单侧堆土过高或停放的各种大型施工机械过重时，就会使管道承受侧向应力，造成水管两边地面负荷不均匀，导致另一侧承裂。

　　虽然管道在使用前必须经过防腐处理，但其与地下水水质、土壤成分有密切关系。如果防腐层过薄或在安装过程中受到破坏，外露点就很容易在管道局部形成电化学腐蚀集中点，加快腐蚀速度，使管壁减薄，强度降低，从而促使管道破裂。

　　钢管在长距离焊接时一般都会留有入孔，便于通风和管内焊缝连接时人员进出，入孔外焊时未按规范操作，主要包括焊接面不光滑、坡口方式不对、焊条质量差、内外焊接次数不足、焊缝未熔合等，由此使金属内部产生大量错位和空位，造成应力集中，当材料达到屈服极限后，应力不能得到松弛，形成初裂缝。

　　根据《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）的要求，槽底应为未经扰动的原状土，如有石块等，应清除石块并铺垫15cm以上的沙土后再埋设管道，但事实上，由于道路往往被重复开挖，有些施工人员不负责任或是偷工减料，对沟槽底部的石块等没有清理干净，而且未按要求敷设沙层或是沙层敷设厚度不够，当管道敷设在石块上，回填完毕通水运行后，由于管道自身的重量、竖直向上的压力，以及管线上面的车辆或者建筑物，皆由管道底部一个或者数个锋利凸起的石块支撑，使得应力过度集中，管道极有可能会在某个点处磕碰破损并延这个点直线管材质量

　　目前新安装的管道已经不再使用淘汰的灰口铸铁管等，在选材上根据实际情况选择合适的管材，并严把质量关，坚决杜绝因管材质量引起的爆管事故。现在给水管道一般采用的是球墨铸铁管，而小管径如DN75及以下的，一般敷设于小区内部及进户，普遍采用钢塑复合管。与老式的灰口铸铁管相比，球墨铸铁管相对运行安全性高、破损率低，施工维修方便。

　　2020年2月共收集国内地下管线%。事故共造成2人死亡，8人受伤。下面对国内地下管线相关事故进行数据分析。

　　按事故类型划分，泄漏事故数量最多，占事故总数的85.48%。各类事故情况见图1。

　　其中东部城市发生事故18起、西部城市发生事故19起、中部城市发生事故24起、港澳台地区事故1起。事故发生地区占比情况见图3。

　　立足民生，远近结合。结合贵州已建管道和新建管道的量市场义务广泛。近几年贵州各城市发生水涝情况很严重，小雨难排，大雨积水。此现象对已建管道住房和城乡建设部生态环境部发展改革委出的关于印发城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019-2021年）的通知，该文件提出“逐步建立5-10年为一个排查周期的长效机制和费用保障机制”“3年为期的维护现状”“自2020年起各省、自治区、直辖市”要于每年2月低前向住房和城乡建设部、生态环境部、发展改革委报送上年城镇污水处理提质增效进情况”.

　　城市地下管网由于内部空间和内部环境条件等各种因素，不便于直接进行人工检测。管道爆炸或工人下井后中毒死亡事件频有发生，这些事故都警示我们，人工进行管道检测具有不可预测的危险性。为了避免类似悲剧发生，可协助和代替人类进行排水管道检测、养护、修护的机器人成为发展趋势。

　　以功能性状况为目的的普查周期宜采用1~2年一次，以结构性状况为主要目的的普查周期宜采用5~10年一次②。

　　地下管道埋设于地面以下，由竖井与地面相通，除了大直径的主管道以外，大多数尺寸较小，不利于人员直接下井进入管道进行相关作业；

　　对于污水管道，由于管道内部物质成分复杂，环境潮湿，多数会充斥着易燃易爆的有毒气体；

　　鉴于无线电信号的衰减规律，在狭小的管道内部，常规功率的无线信号难以做到有效稳定地长距离传输。

　　下面将从检测技术入手，以服务于排水管道的正常运行为目的来引入和介绍排水管道检测机器人，同时找出现有状况的不足，对未来的发展提出更高的要求。

　　排水管道检测鉴于城市排水管道可能出现的种种问题，在西方发达国家，对城市地下水排水管道的检测和普查平均5年进行一次。国内各大城市逐步认识到排水管道检测的重要性，引进了内窥检测设备和技术，已开始对管道进行系统的普查和检测。

　　通过排水管道的检测可以查找排水系统隐藏或被覆盖的检修井或去向不明管段；查找和确定非法排放污水的源头及接驳口；可直接对排放污水与需要处理污水的合流情况进行检测；对管路淤积、排水不畅等原因进行调查；对管道的腐蚀、破损、接口错位、淤积、污水泄漏污染等进行检测；同时还能处理新建排水系统的竣工验收和排水系统改造或疏通的竣工验收等等。

　　排水管道检测缺陷可以分为两类，一类是结构性缺陷，包括破裂、变形、腐蚀、错口、起伏、脱节、接口材料脱落、支管暗接、异物入侵、渗漏等10种；

　　一类是功能性缺陷，包括沉积、结垢、障碍物、树根、残墙坝根、坝头和浮渣等6种。通常我们通过时钟表示法来表述管道的缺陷环绕位置。

　　1. 红外温度记录仪法，其原理是利用排水管道渗漏点与周边土壤形成的温度差，使用红外温度仪进行测量和记录， 测定温度变化并产生自动温度图像。此方法可探测管壁表面和周围土壤层中的空隙和渗漏情况，但不能查明孔隙尺寸。红外温度记录仪法可用于定位管道泄漏点和腐蚀出现的孔洞。然而整个技术依赖于单一的传感器，而且在解释红外图像上对技术人员的经验要求至关重要；

　　2. 探地雷达法，此法用于测量土壤层的孔洞深度和尺寸，混凝土管的层理和饱和水渗出的范围，以及管道下的基础。但输出图像复杂，需要经验丰富的人进行判断；

　　4. 表面波光谱分析法，可以区分管壁和周围土壤引起的问题，同时可以检测管壁和土壤情况。主要用于检测大口径的管道。

　　它是采用闭路电视采集图像，通过有线传输方式，进行影像显示和记录的集成系统，主要由主控制器、绕线车，摄像爬行器三个部分构成，多用于管径200～2000mm的排水管道。检测人员通过手柄操控爬行器在管道内的行进速度和方向，控制摄像头的旋转、变焦及灯光照明等，并将管道内部的高清影像信号通过线缆传输到主控上，检测人员可实时地监测管道内部状况，同时将原始图像记录存储下来，当完成管道内窥检测工作后，根据检测的录像资料进行管道缺陷的分析和抓图，并对资料进行处理，编写检测报告，对管道修复工作提出建议。该项检测为目前管道检测行业里面应用最广泛的项目，数据客观可靠，检测手段成熟，效率较高。

　　潜望镜为便携式视频检测系统，该检测系统所运用的镜头具备高变焦倍数和高效的照明灯光系统，操作人员将镜头安装在可伸缩连接杆上，然后将镜头下放至管口位置，通过控制器来调节摄像头和照明以获取清晰的录像或图像。该设备对窨井、靠近窨井的管道检测十分有效，常应用于管径150mm～2000mm的排水管道。潜望镜因检测便捷，多用于管道的普查，但因其无法进入管道，所以对管道内部缺陷的检测，还是管道CCTV检测机器人更具可行性。

　　它采用声波反射技术对管道内的水下物体进行探测和定位，能够提供准确的量化数据，从而检测和鉴定管道的破损情况。主要利用管道成像声纳检测仪以水为介质对管道内壁进行扫描，声纳系统包括发射探头、电缆绕线车和主控三个部分。这种方法无需排水就可以对管道轮廓成像，但只能检测液面以下的管道状况，不能检测管道一般的结构性问题。

　　我国目前大多数的排水管道都是用人工进行清掏，清掏作业的工作量比较大。一般清掏工人使用大铁勺、铁铲等手工工具进行清掏，工作效率较低，而且劳动强度较大，5个人用手工工具一天仅可疏通直径一米的管道100米左右，而且人工清掏也会发生安全隐患，经常会发生伤亡事故，具有较大的清掏成本。

　　绞车疏通法主要应用于较为严重的管道淤积堵塞，淤泥粘接密实，但是却又未完全堵塞管道的情况，而且针对不同性质的淤积物，需要使用不同形式的通沟牛。这需要人工从一个井口到另一个井口进行穿绳操作，由于排水管道的环境条件极其恶劣，严重影响人员的工作进度、身体健康以及生命安全[3]。并且堵塞严重时还会增加穿绳工作的难度，对于结实的堵塞，会增加疏通难度，甚至会造成无法疏通的情况。

　　射高压水流的方法是利用高压喷射车，将高压水送入射水喷头。射水喷头的后端面设置若干射水孔，高压水从后端面射水孔向后射出，反作用推动使射水喷头和胶管一同向前进，同时清洗管壁。当喷头到达检查井，将淤积物冲到检查井中，由吸污车吸走。这种方式适用于各种直径的排水管道，但是需要大量清水，需要较大的清淤成本。

　　水力疏通法是利用能够挡水的装置将污物挡在排水管道上游，使管道上下游形成较大水位差，用大流速来将上游的淤积物冲到下游的井中，再由吸污车运走。这种方法适用于排水管道流量较大而且淤积物不多的情况，保证上游的水不能有分支，不能流进附近建筑物内。

　　吸污车在吸污过程中会将污物与污水一同吸收，这样吸污效率并不高，可以将吸污车设置水污分离，以此吸收大量淤泥，提高吸污车工作效率，但是吸污车造价过高，并不适应当前国情。可以结合搅拌机使用，将污物与水进行充分混合，那么吸污车一次就可以吸收大量的淤泥，提高吸污车的效率。

　　当前的射水喷头较重，容易插入淤泥中，从而不能前进。可以将喷头设置成空腔，减轻喷头的重量，让喷头漂浮在水面上。将射水孔设置成有倾斜角度的孔，让射水喷头在工作时能够进行旋转，增加浮力，同时可以均匀冲刷管道，提高冲洗效率和冲洗质量。

　　在面对建筑垃圾、树根、油污等在排水管道中堵塞严重、堵塞物坚硬或者韧性高等恶劣条件，当前的解决办法只能破开路面，对管道进行破拆疏通。可以研制出旋转切削式管道疏通清洗器，在射水喷头顶端配备锯齿型或刀片，射水喷头前进旋转时产生切削作用，可以对坚硬或韧性高的堵塞物进行切碎疏通，在射水喷头后配备链条，对射水喷头未切削到的部分进行进一步的破碎，完成管道疏通。

　　因管道质量不均匀、管道结垢、管壁腐蚀或外力破坏，管道坍塌等各种原因，城市道路下的排水管存在管网沉积、渗漏、变形和损坏等病害和缺陷，影响管网功能，降低排水能力，导致暴雨时路面积水或者排水不畅。

　　常用排水管道非开挖修复按技术可分为土体注浆法，嵌补法，套环法，局部内衬，现场固化内衬修复，折叠，裂管法等。

　　用于地基加固防渗处理，常用土体注浆法。土体注浆法通过管内向外或地面向下对排水管道周围土体和接口部位，检查井底板和四周井壁注浆，形成帷幕防止渗漏，固化管道和检查井四周土体，填充因水土流失造成的空洞，增加地基承载能力和变形模量，隔断地下水渗入管道及窨井的途径的一种堵漏，填充方法。

　　点状CIPP修复技术包含一个加强衬管，加强衬管由两层玻璃纤维编制粗纱和一层位于两者之间的聚酯层构成，将三层材料用聚酯线mm的间距按锯齿形缝合在一起。在现场切割衬管，并用环氧树脂浸泡，以适应就管道的特殊要求。衬管材料吸附充足的树脂，当压缩衬层时，树脂能填充凹凸不平的管壁、封堵裂隙，因此能在旧管和衬层间形成良好的密封层。

　　排水管道热固化法修复技术，也称原始固化法（Cured-In-Place-Pipe; CIP软衬法适用于管径为50～2700mm的各类管线的修复。软衬管的置入方法有两种：翻转法和拉入法。

　　该技术使用浸透热固性树脂的带有防渗膜的纤维增强软管或编织软管作衬里材料，将浸有树脂的软管一端翻转并用夹具固定在待修复管道的入口处，然后利用水或气压使软衬管浸有树脂的内层翻转到外面，并与旧管的内壁粘结。一旦软衬管到达终点，向管内注入热水或蒸汽使树脂固化，形成一层紧贴旧管内壁的具有防腐防渗功能的坚硬衬里。固化前树脂管的柔性和内部压力可使其充填裂隙、跨过间隙、绕过弯曲段。树脂固化之后，软衬管形成一和原管的形状一致，内径比旧管道稍小的新管。

　　CIPP拉入法树脂内衬工艺是采用有防渗透薄膜的无纺毡软管，经树脂充分浸渍无纺毡软管后，从检查井处拉入待修复管道中，用水压或气压将软管涨圆，固化后，形成一条坚固光滑的新管，达到修复的目的。从国外旧管修复情况来看，由于这项技术适应性强，质量可靠，利用检查井作业，可以做到一揪土不动，是真正意义上的非开挖，已在排污管道上得到的广泛的应用。特别是采用该技术修复排污重力管道其遇下沉的管道有很好的通过性，使得许多百米左右的下U型过河管道，有了内衬修复的可能。

　　排水管道热固化法修复技术技术特点：（1） 以最小的开挖和占地面积达到修复目的

　　（4） 内衬管基材韧性好，与复合树脂浸渍相容性好，内衬层隔绝了腐蚀环境，完全控制了管道的内腐蚀。

　　（6） 承压能力高：厚度为5mm的内衬层，在内衬后点的钢管管壁上开12mm的孔，耐压3.0Mpa无变化。

　　施工原理为：在现有的旧管道内壁上衬一层热固性物质（如树脂），利用内衬翻转或者绞车把软衬管拉到预定位置，通过加热（利用热水、热蒸汽或紫外线等）使其固化，从而形成与旧管道紧密配合的内衬管。

　　软衬法可广泛、有效地应用于污水管道、饮用水管道、化学工业管道以及压力管道等。软衬法的物理特性决定它可以适用于不同管道形状的施工，包括直管、弯管、不同断面形状的管道、截面变化的管道、带有连接支管的管道以及变形和错位的管道等。

　　它基本上可以被描述为由不同的填充材料和基体组分协同组合而成的一种基体得到增强的层合片材。基体树脂是复合材料的基础。对于不同的应用场合来讲，选择正确的基体树脂是非常重要的，这关乎材料是否能够提供长期有效的解决方案这个问题。基体树脂是高质量的环氧乙烯基酯树脂，这种材料在极端环境下、在造船和玻璃钢管道上等领域有着可证实的多年的应用历史。

　　一些制造商可能会稀释他们的树脂，但是据我们的研究表明，低质量的树脂可能导致在地下的涂层快速老化。

　　对于应用来讲，和选择树脂同样重要的是选择正确的填充材料。一些制造商试图用一种规格的产品去迎合所有的应用，而且基本上在所有的条件下，无论是用于耐火、腐蚀或者耐化学介质方面，都试图用一种形式的产品满足所有的应用。在不同的填充材料的应用方面科技界开展了相当多的科学研究，而且能够为不同的应用条件提供特制的基体树脂。在长期服役性能方面，材料的选择是至关重要的因素。使用了错误的填充材料，基体树脂不能够充分浸润填充材料，能够导致填充材料与基体之间粘接力差的后果，而且导致防护层上发生有害的化学反应，这将会不可避免的导致防护层过早的破坏和失效。

　　紫外线固化复合材料仍然处于发展初期，当更多的工程师意识到这些材料使用的便捷性、出色的力学性能、硬度、较高的冲击性能和多功能的特点之后，紫外线固化复合材料的应用会得到不断增长。

　　科研团队，正在开发荧光材料和红外反射材料的应用，正在开发对于管道和容器结构修复的易于操作的复合材料系统。

　　在世界上一些最为苛刻的环境下，紫外线（UV）固化复合材料已经有了一定的应用，可被证实的应用历史超过15年。从炎热且多风沙的沙漠到极端寒冷的极地，这些地方和海洋条件一样，都是极端困难和富有挑战性的。无须现场调配胶粘剂这一点使光固化材料应用起来更为简单快捷，这种简便性给很多腐蚀防护工程师提供了一种新的材料选择。随着越来越多的工程师意识到这种坚硬且多功能材料具有用途广泛、力学强度出色、抗冲击性强等优点，光固化材料的用量正在不断增长。

　　在石油和天然气工业中，紫外线固化复合材料正在被许多公司所使用，主要用于腐蚀防护（CORROSION PROTECTION）和隔热外保护层（OVERINSULATION PROTECTION，简称OIP）领域，应用的范围包括管道、储罐、压力容器、码头桩腿和其他很多应用中。

　　这种材料可以保护地上的以及埋地的管道避免腐蚀和风化的影响。埋地管道传统上使用沥青或者缠绕带类的材料作为保护层。这些材料有可能被土壤的移动、温度变化所破坏，地上的管道还可能被紫外线破坏防腐层。紫外线固化的复合材料具有致密和力学强度坚韧的特点，并且由于是紫外线固化的，其本身具有抗紫外线辐射退化的能力。

　　由于管道与支撑点之间的相对错动，管道的支撑区域是最容易发生腐蚀和侵蚀的部位。紫外线固化的复合材料能够作为一种预制好的自身能够粘接的“补丁”，能够很容易的在现场安装上去并且提供极高的表面硬度。

　　隔热材料的目的是防止低温的冷的液体获得热量（保冷）或者防止需要用加热来降低黏度以保证正常流动的流体散热（保温）。传统的金属外壳（白铁皮）包覆被用来做隔热保护层。很不幸的是，在端接和重叠部位的金属板之间，密封很容易失效，而且容易发生扭曲，能够导致水汽侵入隔热层并且可能导致与其所保护的目标相关联的热量的获得或损失。脚踏也能够导致管道上金属外壳的变形和这些失效的发生。

　　金属外壳的失效和水汽的进入不仅仅导致热量的获得或丧失，而且能够导致在隔热层下面的腐蚀（corrosion under insulation (CUI)），这是一种隐藏在隔热层和金属外壳下面的很难被检测到的腐蚀形式。紫外线固化的复合材料能够克服上述问题并提供一个力学性能出色且不漏水的防线。紫外线固化复合材料作为隔热外防护层来讲是密封的、无缝隙的，并且即使在大多数极端条件下，端接部位不会产生失效和扭曲变形。

　　当我们怀疑隔热层下面的腐蚀（CUI）发生的时候，或者由于某种原因必须检测隔热层下面的管道时，复合材料层和隔热材料能够被切割开，然后像拔塞子一样拔掉，就可以将底下的管道露出来。当检测实施完成后，这个塞子可以被简单的再这个检测孔，然后用一块紫外线固化复合材料补丁覆盖粘接即可。覆盖的补丁然后可使用紫外线灯照射进行固化。整个程序可在数分钟内完成。隔热外保护层重新变得既有强度又能够防水。使用金属外壳想获得同样的结果是极其困难的。

　　可以在飞溅区或潮差带等易于发生腐蚀的区域使用紫外线固化复合材料覆盖保护。

　　光固化材料可以现场应用在已经存在的设施上，也能够在工厂车间里在管道或容器的建设时预先铺设在上面，作为腐蚀防护层或隔热外防护层来使用。这种方法有许多明显的优点，包括：

　　在可控环境下健康，安全项目能够更好地得到管理，比现场服务更为节省时间，同时提升了健康&安全项目的水平也节约了成本。

　　由于固化后的复合材料有出色的力学强度和弯曲的强度，运输包覆好或涂覆好的管道及设备到建设现场过程中，潜在的对结构造成破坏的可能性显著的降低了。

　　实施水平定向钻管道穿越工程时，管道外防腐层在地下拖曳的过程中很容易受到岩石刮擦等外力摩擦和破坏，导致施工完成后管道即存在防腐层破损的缺陷，为了解决这一问题，使用光固化抗摩擦保护套，来实现对管道防腐层的保护。

　　独特的光固化复合材料设计，使得光固化复合材料具有良好的耐磨性、柔韧性，将管道起吊之后，也能与管道良好的协同变形。与管道防腐层粘接力大，不会产生脱落问题。

　　根据动力源可分为静拉碎(裂)管法和气动碎管法两种工艺，静拉碎(裂)管法是在静力的作用下破碎原有管道或通过切割刀具切开原有管道，然后再用膨胀头将其扩大；气动碎管法是靠气动冲击锤产生的冲击力作用破碎原有管道。

　　适用范围碎(裂)管法技术指南中的规定：典型的管道直径范围为50~1000mm，理论上碎(裂)管法的最大直径为1200mm。碎(裂)管法一般用于等管径管道更换或增大直径管道更换。更换的管道直径大于原有管道直径的30%的施工时比较常见的。扩大原有管道直径3倍的管道更换施工已经成功进行，但需要更大的回拖力，并可能出现较大的地表隆起。0.8cm或埋深小于0.8m时，建议不要使用该方法，如要采用该方法，应采取相应的保护措施。

　　碎裂管法管道修复技术相比开挖法具有施工速度快、效率高、价格优势、对环境更加有利、对地面干扰少等优势。与其他管道修复方法相比，碎(裂)管法的优势在于它是能够采用大于原有管道直径的管道更换原有管道，从而增加管道的过流能力的施工方法。研究表明，碎(裂)管法非常适合更换管壁腐蚀超过壁厚80%(外部)和60%(内部)的管道。

　　根据新思界产业研究中心发布的《中国非开挖管道修复行业市场深度评估及2019-2023年投资可行性咨询报告》显示，非开挖管道修复技术通常是通过定向钻进或通过管井导入的方式铺设、更换或修复地下管道的技术。非开挖管道修复技术更加容易、干净、快速且便宜，且能够极大避免交通堵塞。预计2019-2025年全球非开挖管道修复技术市场将会快速增长，到2025年有望超过60亿美元。其中美国、德国、加拿大等发达国家的供水管道及污水管道老化使得这些地区对于非开挖管道修复需求大。预计未来几年美国仍将是全球非开挖管道修复的最大市场，在材料和技术方面也处于全球领先地位。此外受到日本、中国和澳大利亚等地基础设施建设以及修复等因素推动，亚太地区有望成为全球非开挖管道修复市场增长最快的地区⑦。

　　⑦《中国非开挖管道修复行业市场深度评估及2019-2023年投资可行性咨询报告》

　　注：只可参考学习，不可用作商业用途等，本文有引用相关期刊，文章等知识，如有侵犯请来信告知。raybet雷竞技官方网页版raybet雷竞技官方网页版raybet雷竞技官方网页版