1、1“旋转气流法”技术介绍一、什么是“旋转气流法”?“旋转气流法”是高压气、水管道内壁除垢除锈及涂膜防腐方法及大、中型管道内壁除锈除垢及涂膜防腐方法等二项发明专利的统称。“旋转气流法”是一种采用高压气水改造管道内壁的方法。顾名思义,它就是用压缩气体充当着无形的内置工具,作为载体伸进管道,把沙、石等磨料作为被载体送进管道,对内壁进行撞击摩擦清除锈垢;然后通过高压水对管道进行清洗,清除管道内粘附的锈垢;然后通过空气,对管道内壁进行吹干,消除水分;然后把需要喷涂的防腐涂料等液体防腐材料载入管道进行涂膜防腐保护内壁的技术。二、这个新技术主要特点是什么?(一)它具有良好的非开挖属性传统的管道修复技术,要将
2、地面破开,管道切割下来清洗、内涂层或更换,然后恢复地面,施工影响通行且周期长。“旋转气流法”它不需要损坏建筑、装潢、路面、机器、设备,可以把埋在里面的管道的内壁进行修复,并改造成优质的复合管道。无论深埋在里面的管道怎么变化或口径如何小,如水平、转弯、垂直、倾斜及同一根管线的口径变异或小于 DN80mm 的管道,都可以不2开挖、不拆卸的原位进改造。(二)它具有良好的一次性除锈、涂层属性传统的管道内防腐技术,首先进行除锈,然后对管道进行内涂层,然后管道进行现场敷设焊接,然后对焊接处的内涂层进行修补。工序复杂,而且管道施工和防腐内涂层施工交叉进行,同一个施工单位还好,如果由两个施工单位完成,施工协调
3、工作很难进行。“旋转气流法”不需要交叉施工,需要内涂层的管道焊接施工完成后,一次性完成除锈及内涂层施工。(三)它具有良好的管道防渗属性1、防渗技术防渗技术,就是将埋藏在地面下的重力流污水管道由承插式管道改为连续式钢制管道,将防渗膜置于管道内部,保护管道不受腐蚀,达到管道防渗的目的。2、传统的管道防渗技术包括:防渗膜技术:就是在管道的外面铺设一层防渗膜,当管道中介质泄漏时,防渗膜承担收集、阻挡介质扩散的任务。缺点是:(1)施工工序复杂,防渗膜和管道同步施工,管道焊接可能烧坏防渗膜,管道施工可能造成防渗膜破坏、粘接不实,很难达到防渗的目的;(2)防渗膜施工完成后,再增加管道会十分困难。3、管沟技术
4、:就是在管道的外面修建一条沟,当管道中介质泄漏时,沟承担收集、阻挡介质扩散的任务。缺点是:3(1)装置本身位置十分紧张,特别对于北方地区来讲,沟会很深,影响管道的布置和穿越;(2)沟的上面要加盖板,为防止爆炸,沟的内部还需要充沙,投资很大,通行不便;(3)沟施工完成后,再增加管道会十分困难,甚至比防渗膜还困难。4、管道内防腐技术可以很好的代替防渗膜和管沟技术:(1)石油化工企业管道的防渗主要是隐蔽在地下的重力流污水管道,渗漏的主要位置在管道的接口处,因为以前采用的都是承插管道,会由于管道变形渗漏。为了解决这个问题,我们尽量采用压力输送的方式,但钢制管道的内壁腐蚀很严重,需要进行内涂层防腐。即使
5、这样,装置(罐区)内还是有相当部份的重力流管道存在,为解决渗漏,可以采用连续的钢制管道,内壁同样需要防腐,相当于在管道内壁增加一层防渗膜,以此达到防渗的目的;(2)比承插管道安装空间更小,因为承插管道有时需要管道基础;(3)需要增加管道,只需要焊接工作完成后,现场重新对新增加管道进行内喷涂,十分方便。三、主要优点是什么?1、它达到了管道改造与破坏(建筑、装潢、设备)的矛盾统一,它是用物理的方法有效地保护了环境,节约了大量的钢铁资源,符合节能减排的要求。42、它又达到了管道材质寿命与使用寿命的矛盾统一,管道是输送流体的最高效、最经济、最普及的运输工具。这个工具有二个寿命,一个是材料质量寿命,一般
6、而言埋在地下、墙内设备内的管道外腐蚀的影响是轻微的,在特殊环境下我们还可以轻而易举地对它事先进行外防腐,可确保它 50 年、100 年的材质寿命。另一个是使用寿命,人们在使用过程中由于介质对内壁的化学腐蚀及结垢等原因,大大影响它的使用寿命,大量的工业管道在建设初期由于安全等焊接工艺的要求,难以事先进行内壁防腐,因此二个寿命一般达到数倍之差,甚至达到十几倍之差。在 20 世纪,我国还在大量使用无内防腐的管道,结垢腐蚀的问题非常普遍。我们例举大家都比较熟悉的而且对内壁腐蚀最轻的自来水管道为例:水量清管彻底,达到新管的流量;水质克服管道输水过程的二次污染;蚀化不再生水锈、水垢三个方面都有很大的优势。
7、由此可见它具有延长管道寿命,甚至是一劳永逸的效果。3、它可以代替防渗膜及管沟,实现重力流管道的防渗,对压力流腐蚀性介质的管道,进行内部的防腐蚀处理。工艺图片如下:56四、发明的启迪目前,许多行业:供水、暖气、钢铁、化工、印染、石化、军工等,都需敷设各类管道,输送各种流液,产生对金属管内壁不同程度的结垢及腐蚀。对在役管道的保护可有效地延长管道寿命,然而对管道的内壁保护是众所关心的难点,尤其是一些工业管线,必须采用焊接等手段连接,难以实施施工前预内衬防腐。为此管道内壁的腐蚀、结垢问题严重影响管道的使用寿命,只得牺牲管道材质寿命,即更换管道,形成管道材质寿命与使用寿命的冲突。下面对金属管道腐蚀影响较
8、轻的自来水供水行业为例。许多城市早已认识到水管内壁结垢的严重性,开始禁止使用镀锌钢管作给水管。这一举措解决了今后的问题,但历史遗留问题怎么办?在供水系统中许多城市长距离,大口径的输水管实施内防腐较容易,且工作做得较好。而配水管道内防腐工作做的较差。配水管相对输水管而言其主要差异是:管网总量大、密度高、分支多、曲折度大、竖管多、口径小。针对配水管网特点,如果采用传统的拆、排管方法及现代先进的机械法、衬套法技术改造,不仅工期长,成本高,施工难度大,这就使许多老管网难以加快改造步伐。这项配水管网改造工程不单是经济问题,受社会、市民的牵制较大,故所需投资十分巨大。直接影响我国大、中型城市用水与欧盟接轨
9、,影响我国实现直饮水(生饮自来水)化的进程。有研究表明,对于未做内壁防腐处理的自来水金属管道,当超过 5-10 年时,污垢就已达到恶化水质的程度。对于防腐处理程度较7差的金属管道 3-5 年就开始出现腐蚀现象。 (由于建筑业的层层转包采用冷镀锌钢管供水在 2-3 年就出现恶水现象。此例不少) 。管道使用年限越长,腐蚀越严重,出水量越少,水质状况越糟。众所周知,管道有二个寿命:一个是材质寿命,一个是使用寿命,在此对管道内壁的防垢防腐比外防腐更有效地延长使用寿命,使二个寿命的矛盾相对统一。因而管道内防腐的重要性更为突出。一般地下金属管道受到土壤、路面的外保护,在住宅楼内的水管得到管廊、钢筋水泥等隐
10、蔽保护,因此它的材质寿命基本和建筑寿命同步(这也是建筑法规对隐蔽工程的要求) 。而事与愿违,由于内壁问题使管道使用寿命远远低于材质寿命,形成二个寿命的巨大差异。而配水管网是供水系统的重要组成部分,又量大面广,是供水系统的最终环节,是对用户优质服务的最终体现。改革开放以来我国政府对居民的饮用水卫生十分重视,化费巨资(数千亿元) ,改造制水厂工艺设备,使我国极大部分制水厂的出厂水质达到国家新标准,甚至优于国家标准。出厂水质,达到可以生饮,可是水到居民家却不能生饮,甚至有的地方出现黄水、臭水现象,这种投资与效果的巨大反差,多么令人可惜而无奈。这是配水过程的二次污染所致,而二次污染的重点和难点是管道的
11、二次污染,现在我国的城市配水管网正处于更新改造的新时期,合理的管网的改造是以最小的投资获得最大的社会和经济效益。“旋转气流法”的发明,有效地解决了输、配水管网中小口径管道非开挖改造的难题,同时又大大简化了大中型管道的非开挖修8复技术。 “旋转气流法”是一种最新的以非开挖方式,清洗、修复、改善在役各类管道内壁的技术。它可以把普通的钢管、铸铁管在原位除锈除垢并涂膜防腐改造成优质的复合管。受管道内防腐技术和防渗膜防渗技术的启发,重力流污水管道采用连续钢制管道,将防渗膜置于管道内部,通过保护管道,达到防渗的目的。如何能实现上述目的,龙卷风受到启发。起源于大自然的龙卷风现象,龙卷风形成有二大因素,一是冷
12、热、干湿气团的对流(主因) ;二是地球的自转(决定旋转方向) 。在广宽的田野、沙漠中,热气流上升达到一定速度时就形成旋风,将沙、石、物品卷向天空,形成强大的破坏力,根据这一自然现象,我们在管道内人为制造“龙卷风” ,加带沙石破除结垢,然后再加带涂料进行涂膜防腐。五、技术原理大家知道,任何流体都有粘性的,气体也不例外,而粘性是形成旋流的主因,其次是阻挡旋流。在管道内的气流,我们用压差来实现,气流速度与压差、阻力有关,压差大小是形成速度大小的主因,我们可控制压差达到所需的风速。在较为干净的管道内,空气运动的形态有三种,一是直流速度过高;二是波流速度过低;三是旋流速度适中。但在布满不规则垢的内壁它又
13、形成第四种状态紊流。我们采用第三、第四种的气流方式加入磨料在离心力及二相流的作用下,以滚动摩擦的方式清除锈、垢。离性力大家都熟悉,那什么事二相流呢:在管道内,气、物高9速混合流的情况下,会产生分流现象。密度高的物质会紧贴管壁运动,这样在二种力的高速运动下,作用力都落在壁上,因此起到极佳的除垢效果。在加上涂料的高粘性,涂膜的效果就更佳。六、技术方法:在管线的二端开一个进风口,一个出风口(也可多个进风口,多个出风口,视管网情况而定)将压缩空气引进管道,在管道内括“龙卷风” ,飞沙走石,除锈除垢,再通过“龙卷风”及二相流的原理(可控制龙卷风的强度)将液体状态的环氧树脂等流体涂料,均匀地涂复在管道内壁
14、,固化后即完成管道内壁防腐。七、技术比较:目前世界上对在役管道的修复技术有几十种,但可以把它划分为五大类:1、化学法(酸洗等) ;2、振动法(超声波等) ;3、电磁法(电击、阴极、磁化等) ;4、机械法(内置工具,水射流,机器人等) ;5、衬套法(穿插玻璃钢,软管等) 。但既能清管又能防腐的技术主要是二大类:机械法和衬套法,但这二大类方法又遇到难以克服的四大难题:管道转弯、管道变径、管道垂直、小口径管道。本技术较好的继承了这五大类方法的优点,又有效地解决了这四大难题。10在供水业中,大量的小口径配水管及公寓、大厦内的管网改造,过去无法实施非开挖改造,只得开挖更新管网。这些管道形成平面与立体综横
15、交叉的隐蔽管网,是非开挖改造的空白与难题,而“气流法”在此解决了难题,填补了空白,创造了奇迹。下面例举高楼大厦内管网的更新与改造对比:更换管道 旋转气流法1 投资费用 100% 50%以下2 施工方法弃旧管、排新管(旧管嵌在建筑内)原位把旧管改造成复合管3 金属资源 消耗 100% 消耗 1%4 施工效率 1 105 对建筑、装璜影响 全线影响 影响若干个点6 施工善后处理重建管道外保护,数年后需再建管道外保护无需再建管道外保护,有原本永久性的建筑保护7 施工扰民 较严重 极轻微8 楼容 新管外露、有损美观无管道外露(初建原状)9 施工效果解决水量、水质,克服管道二次污染解决水量、水质,克服管
16、道二次污染10 使用寿命 与管材寿命一致 与管材寿命一致由此可见它基本达到了二个矛盾的统一:管道改造与破坏(建筑、设备)矛盾的统一,管道材质寿命与使用寿命矛盾的统一。八、技术优势1、对在役的管道,无论其走向分布多复杂,不需要破坏建筑装方法项目11璜,便可清除管道内的水锈、水垢并涂膜防腐。2、能迅速恢复管道的输水能力,不再生水垢、克服二次污染。3、与传统方法与现代同类非开挖技术比较工作效率提高十几倍到几十倍。施工成本则下降 50%以上。4、首创了小口径管道非开挖修复的难题,填补了世界空白。5、附合国家建设环保社会,节能社会的要求。6、可以用于防渗设计。改变了管道外防渗的格局,使管道外防渗发展到内
17、防渗。“旋转气流法”的诞生,已创造了 1000 多公里各类管道的非开挖方式原位改造成优质复合管的业绩。在为北京市自来水集团公司、金华市自来水总公司等多家大型专业公司的服务中得到好评,在江苏、浙江、山西、广东等地也得到了广泛的应用。九、应用情况:“旋转气流法”修复了大量的中口径的工业、化工管道,把普通钢管、白铁管、铸铁管改造成优质的复合管。在上海已为 400 余万建筑平方米内的高楼、大厦、公寓、新村住宅内的管道改造,排除了市民水小、水黄、水臭的困扰。在国内得到了北京市自来水集团公司、常熟市自来水公司、金华市自来水总公司等多家大型专业公司的好评,在共同的合作中结出了丰硕的成果,在江苏、浙江、山西、
18、辽河等地也得到了广泛的运作,并已创造了 1000 多公里各类旧管道的非开挖式原位改造成优质复合管的业绩。在工业领域此技术已为采油业的管道内壁改造;为船只、潜水艇等预埋式的管道非12拆卸的原位内壁改造;及核电工业的管道改造,都得到了专家的赞赏、好评。在北京为奥运作出了积极的贡献。北京政府向国际奥运会承诺:2008 年前北京区用水与欧盟接轨。 “旋转气流法”使北京政府艰难的承诺提前变成了现实。由于采纳“旋转气流法”技术对北京市无内防腐的管道实施全面的非开挖改造(这项全市全面改造的任务已基本完成) ,克服了管道二次污染,为市政府节约了大量的时间与资金,实现了庄严的承诺,又保护了北京的市容与环境及优秀
19、建筑,为节能减排工作作出了新贡献。十、获得荣誉:此技术的发明获得了多项奖项:中国发明专利 美国发明专利全国发明展览会金奖 国际发明展览会金奖上海市发明项目转化实施优秀成果奖首届上海民间发明创新大赛一等奖(第一名)市政协科促会十大重点发明项目第一名上海市节能减排十大优秀发明专利奖等被誉为中国民间重大发明项目十一、部份工程实例:工程单位或地址 清垢涂膜工程内容高桥地区17 个小区 100 余万 m2住宅区、住宅楼内管:DN20DN100,150 多 km13花木地区近 10 个小区 地下管:DN200DN50,10 多 km下南地区 10 多个小区 地下管:DN200DN50,10 多 km太原市
20、西山矿、太钢等 室内取暖管:DN15DN80,300 多 km新世纪广场兴义路 48 号20 层大厦:DN150DN25 楼内管南京空政上海政治学院干休所地下管:DN50DN200,5km楼内管:DN20DN80,15km 多西康路 1249 弄 33 号太极大厦18 层居民楼内管道汾阳路 77 弄 15 高层室内室外管道江苏常熟虞园菱塘小区地下管:DN200DN50,5km 多合全药业有限公司 部分生产用管道北京市垡头小区东直门小区地下管道:DN50DN200,8km 多楼内管道:DN20DN100,35km 多金华市邮电小区滨江小区地下管道:DN50DN200,7.5km 多北京总政干休所小区地下管:DN50DN200,11 余 km楼内管道:DN20DN100,45 余 km中国石化股份有限公司镇海炼化份公司低盐污水(PDa) 、高盐污水 (SDA)、再生水(RUD)总合污水(PW) 等各类管道:DN150DN400 ,19 余 km中国人民解放军第四八零五厂舰艇内管道吉林省天德立管道工程服务有限公司联系人:逄立岩电 话:0436-5088168-603 1330436845814邮 箱: