毕业论文课题相关文献综述
1.国内外背景
进入20世纪90年代以来，钢制管道的碳纤维修复缺陷技术发展逐渐兴起。钢制油气管道在服役过程中进行焊接修复风险较高，操作过程中有可能发生渗透、氢脆和冷脆，增加作业难度，而采用碳纤维修复技术，利用粘合剂在管道外加一个碳纤维加固层，恢复在役管道的服务强度，并且还能保证压力管道的连续运行。在役运行的管道由于内部存在压力，会同时发生径向膨胀和管壁的环向拉伸压力。油气输送过程中会对管道内壁造成腐蚀，当管道内壁出现腐蚀坑时，该区域所承受的径向和环向压力会高于正常的无损区域，当压力达到一定程度时，腐蚀坑区域缺陷可能发生破裂甚至造成油气泄漏。针对管道缺陷，人们开发了复合材料管道修复技术，采用纤维材料和树脂复合材料加附在管道外壁，以此来承载管道径向和环向压力引起的膨胀，分担管道压力载荷，达到管道内外压力平衡，从而实现修复管道的目的，保证管道的承压能力和正常运行。而碳纤维材料修复技术是在原有的复合材料修复技术基础上进行改良深化得来，该技术工艺中除了碳纤维材料，还使用到纳米填充材料以及粘结剂，首先使用纳米填充材料填平缺陷，然后利用粘结剂将碳纤维材料包覆于管道外壁。粘结剂固化后，碳纤维材料能够具有良好的弹性模量及抗拉强度，这将限制由缺陷处产生的径向膨胀变形，减少缺陷处的拉伸应力，以实现管道缺陷加固修复。[1]
目前，国内在役的各类油气管道5万余km，由于制造过程中的缺陷、环境的腐蚀、第三方破坏等因素，存在着泄漏、破裂甚至爆炸的危险。为了保证这些管道的完整性，使其安全运行，国内外进行了大量的研究。实践证明，对管道进行检测－评估－维修补强是保证管道完整性的一个有效的作业链条。补强是利用各种方法对管道缺陷进行修复，补足强度，从而使其满足管道安全运行压力，延长管道的使用寿命。管道维修补强的技术很多，一般分为焊接类、夹具类和纤维复合材料类，其中纤维复合材料修复补强技术作为一种高效快捷的新型修复技术，已经在油气管道维护和大修中得到应用。修补所用的复合材料主要是玻璃纤维材料和碳纤维材料，碳纤维材料具有优异的拉伸强度和弹性模量，代表着纤维复合材料补强技术的发展趋势。
2.材料特性
碳纤维，顾名思义是一种纤维状的碳材料，其强度高于钢，密度小于铝，具有优异的耐腐蚀性和耐高温性，并且还具有与铜相似的导电性能，是集优良的电学、热学和力学性能于一体的新型材料。在1000℃以上的惰性气体中，利用高温分解法对有机纤维(聚丙烯腈、沥青等)进行烧制，去除纤维中除碳以外的其他元素即得到碳纤维。生产碳纤维的原料主要有粘胶纤维、沥青纤维和聚丙稀腈纤维。但目前，粘胶纤维已经逐渐被沥青纤维和聚丙烯腈纤维所取代，聚丙烯腈纤维在碳纤维生产原料中占有较高比重，沥青纤维由于其较低的成本和高含碳量也已经受到高度重视。碳纤维具有很高的机械强度，通用级碳纤维的抗拉强度约为70~140kg/mm2，弹性模量3~10t/mm2；高性能碳纤维的抗拉强度约为200~350kg/mm2，弹性模量10~40t/mm2。
3.碳纤维复合材料修复原理
这种修复补强技术的主要思路是利用纤维材料在纤维方向的高强度特性，利用粘结树脂在管道外边包覆一个复合材料修复管道层，来恢复含缺陷管道的服役强度。复合材料修复技术由专用修补剂、树脂基碳纤维复合材料和外保护层组成，首先使用填平树脂对管道缺陷进行填平处理，然后利用手糊成型技术，将碳纤维片材和环氧树脂交互地铺层粘结在一起，在需要补强的管道外缠绕纤维材料，形成纤维复合材料补强层。由于碳纤维复合材料和修补剂均具有较高的层间剪切，优良的耐腐蚀性能，优良的抗老化性能，低吸水率和良好的耐温性能，热膨胀系数与钢接近，补强层固化后，能够代替管道材料承载管内压力。利用碳纤维增强复合材料在管道外形成复合材料修补层，与管道形成一体，分担管道承受的载荷，降低管道的应力并且限制管道缺陷处的应力集中，从而达到对管道补强的目的，恢复管道的正常承压能力。[2]
4.适用范围
（1）外部腐蚀危及到结构的完整性。采用此修复系统后可能会阻止进一步的破坏。
（2）外部机械损伤，如凹坑、凿伤、支撑处的磨蚀或磨损。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
