Gia cố ống thép nén

Giới thiệu

Các phương pháp gia cố và gia cường ống thép chịu lực truyền thống thường bao gồm ba loại: thay thế ống tại chỗ (gia cố bằng ngói), gia cố vỏ ống và gia cố bê tông cốt thép thuê ngoài. Tuy nhiên, các phương pháp gia cố truyền thống này đòi hỏi phải ngắt nước và điện, thời gian gia cố dài hơn, ảnh hưởng lớn đến sản xuất. Gia cố bằng sợi carbon là một công nghệ mới được phát triển trong mười năm qua. Phương pháp này có cấu trúc và vận hành đơn giản, thời gian thi công ngắn, ảnh hưởng đến thời gian vận hành ngắn của thiết bị. So với các phương pháp truyền thống, phương pháp này có những ưu điểm rõ ràng.

Giới thiệu về dự án

Dự án nằm cách thác Longting ở huyện Cổ Điền, tỉnh Phúc Kiến khoảng 1km về phía thượng lưu. Trung tâm bảo tồn nước bao gồm các đập chắn, cửa lấy nước dạng bờ, đường hầm dẫn nước, giếng phun, đường ống áp suất cao, nhà máy trên mặt đất và trạm chuyển mạch. Tổng công suất lắp đặt của nhà máy điện là 2x65MW và tổ máy đầu tiên được đưa vào vận hành vào ngày 30 tháng 3 năm 1969. Tổ máy thứ hai phát điện vào ngày 28 tháng 8 năm 1973 và dự án về cơ bản đã hoàn thành vào cuối năm đó. Nhà máy điện chủ yếu chịu trách nhiệm điều chế tần số, cắt đỉnh, điều chế pha và các nhiệm vụ dự phòng lưới điện. Đường ống áp suất cao của nhà máy điện dài khoảng 274m, độ dốc là 1: 1,7, đường kính trong của ống lót thép là 6,4m, độ dày của bê tông là 60cm và đường ống cục bộ được bổ sung bằng bê tông tấm thép, đường kính trong giảm dần xuống còn 5,0m. Ống nhánh 1 và ống nhánh của máy dài 33,6m, đường kính trong 4,0m, đoạn ống hở làm bằng ống thép chịu lực, cột áp lớn nhất 125,0m, cột áp nhỏ nhất 105,0m, cột áp thiết kế 108,0m, tốc độ tăng áp lực nước khi xả tải là 56,54%.

Tình trạng ống thép chịu áp lực

Do ống thép chịu áp lực đã sử dụng hơn 30 năm, vật liệu đã bị lão hóa ở một mức độ nhất định, ống thép bị ăn mòn nghiêm trọng, lớp xen kẽ xuất hiện rõ ràng, ứng suất vượt quá thông số thiết kế và không còn đáp ứng được các yêu cầu của thông số kỹ thuật hiện hành. Do đó, để đảm bảo vận hành an toàn ống thép chịu áp lực, khuyến nghị nên gia cố ống thép chịu áp lực.

Gia cố ống thép bằng lớp bọc sợi carbon

Độ bền kéo cao của vật liệu composite gồm vải sợi carbon và tấm thép được sử dụng để tăng cường độ chịu kéo của ống thép chịu áp lực. Phương pháp cụ thể là: làm sạch bề mặt ống thép, làm phẳng và làm nhám phần cần dán, bôi keo kết cấu sợi carbon và dán. Sau đó, dán một lớp vải sợi carbon dày 0,167 mm lên trên, cứ như vậy, dán tổng cộng 3 lớp sợi carbon, cuối cùng phủ nhựa tẩm lên bề mặt lớp sợi carbon thứ ba (xem Hình 2).

300g sợi carbon bọc

HM-30 carbon fiber fabric.pdf

Phần kết luận

Vật liệu sợi carbon có tính chất cơ học vượt trội và hiệu quả chống ăn mòn tốt. Việc sử dụng gia cường sợi carbon có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu tải của ống thép chịu áp lực. Nó cũng có ưu điểm là thời gian thi công ngắn, dễ thi công và đảm bảo chất lượng dễ dàng. Hiện nay, việc ứng dụng vật liệu sợi carbon trong kỹ thuật ngày càng phổ biến và có triển vọng phát triển rất tốt.

By Liu Lihua