الملخص

يقدم هذا البحث دراسة عملية حول إصلاح الأنابيب المعدنية بإستخدام المواد المركبة المصنوعة من الألياف الزجاجية و مادة البولمر اللاصقة. تمت محاكاة الأنابيب المعطوبة بأنابيب مصنوعة من الحديد المكربن بطول 900 مم و قطر داخلي 83 مم و سمك 12.5 مم. ثقبت الأنابيب في منتصفها بأقطار 10 و 15 و 20 مليمتر لتحاكي الأعطاب التي يمكن أن تصاب بها في الواقع. كما تم لف شريط من الألياف الزجاجية، عدة لفات حول الثقب، بعد نقعه في المادة البوليستر اللاصقة. بعد إتمام عملية اللف ربط مكان الإصلاح بالقامطة الحديدية ربطا جيدا ثم تركت لتجف لمدة 48 ساعة. تم ضغط الأنابيب بضغط داخلي بعد جفافها بواسطة جهاز الضغط الهيدروليكي الذي يتكون من مضخة هيدروليكية (ذات سعة 600 بار) وأنابيب توصيل ومجسات انفعال وعداد لقراءة الضغط.
لقد بينت التجارب أن القامطة الحديدية المبتكرة في هذا البحث، حيث تجرب لأول مرة، تعمل بكفاءة عالية حيث وصل أعلى ضغط الي قيمة 200 بار، ويعتبر هذا الضغط عاليا جدا مقارنة مع الضغوط في خطوط الأنابيب المستخدمة في الصناعات النفطية. كما أتضح أن مخططات الإجهاد والانفعال العملية اتخذت علاقة غير خطية مقارنة مع المخططات النظرية. ولقد بينت الإختبارات المجهرية وجود تشققات مجهرية وجيوب هوائية دقيقة وكذلك انفصال بين الطبقات نتيجة تأثير الضغط المسلط. من أهم نتائج هذا البحث هو أن عملية الإصلاح بإستخدام المواد المركبة يمكن استخدامها في إصلاح الأنابيب الحديدية المعطوبة نتيجة الصداء وغيرها من العوامل الأخرى بكفاءة عالية. يعزز هذه الكفاء إستخدام القامطة الحديدية التي منعت مشكلة التسرب نتيجة التشققات وإنفصال الطبقات منعا تاما.

ABSTRACT

This Paper presents an experimental study of composite materials for the rehabilitation of steel pipes. Three specimens, of 83 mm internal diameter, 12.5 wall thickness and 900 mm length, were cut from new carbon steel pipes with ASTM specification (SA-106). In each specimen a hole was drilled at its mid length to simulate the corrosion defect. The diameters of the holes were chosen as 10, 15, and 20 mm. The composite repair materials were fiber glass woven roving (type E) and polyester resin. Bolted steel clamps were used to clamp the composite repairs around the pipes at the defect holes to minimize the delamination effect and stop the leakage of water during the tests of the pipes. A special rig was designed to carry out pressurized tests on the repaired pipes. It was concluded that the maximum pressure obtained was 200 bar for the pipe with 10 mm defect hole. The microscopic examination showed that matrix cracking and delamination were the dominant failure mode in the most of failed pipes.