紫外光固化(UV curing)技术是一种利用紫外光照射使材料迅速固化的技术,在涂料、粘合剂、印刷、塑料等众多领域都有广泛应用。在市政排水管道修复领域,紫外光原位固化修复技术(UV - CIPP)更是凭借其独特优势成为“明星技术”。它是一种通过光化学反应实现管道内衬固化的非开挖修复方法,核心步骤包括预处理与软管预置、紫外光固化成型以及功能升级。通过清淤、检测确定管道缺陷后,将浸渍光敏树脂的玻璃纤维软管拉入旧管道内,利用气压使其紧贴内壁;再采用特殊波长的紫外光照射软管,激发树脂产生聚合反应,快速形成高强度、耐腐蚀的新内衬管,与原管道紧密结合,形成“管中管”结构。修复后的管道不仅恢复原有功能,还能提升抗压、防渗能力,使用寿命可达50年以上,过水截面积几乎零损失。
操作人员必须经过专业培训,要深入了解紫外光固化原理、设备操作以及安全知识等内容。只有经过系统培训的人员,才能熟练且正确地进行施工操作,避免因操作不当导致的安全事故和质量问题。例如,如果操作人员不了解紫外光固化的原理,可能无法准确控制固化时间和光照强度,从而影响修复效果。
首先要确认紫外光固化设备处于正常工作状态。仔细检查设备各部件是否完好,像紫外灯管、反射板、光源控制器等都要逐一检查。同时,还要检查设备接地是否良好,防止漏电情况发生。若设备接地不良,在施工过程中可能会引发触电事故,危及操作人员的生命安全。例如,曾经有施工单位在未检查设备接地的情况下进行施工,结果发生漏电,导致设备损坏和人员受伤。
根据产品要求,准备合适的紫外光固化材料。并且要严格检查材料是否在有效期内,避免使用过期或变质材料。过期或变质的材料可能无法达到预期的固化效果,影响修复质量。比如,使用过期的光敏树脂,可能会导致固化后的内衬管强度不够,无法承受管道的内外压力。
要确保操作区域通风良好,避免有害气体积聚。在紫外光固化过程中,可能会产生一些有害气体,如果通风不好,这些有害气体会对操作人员的身体健康造成危害。同时,检查操作区域照明充足,便于观察固化过程。良好的照明条件有助于操作人员及时发现施工过程中出现的问题,保证施工质量。
在清洗过程中,若需人员在井下作业,井下气体浓度应满足《城镇排水管道维护安全技术规程》中的规定。井下作业前,应开启作业井盖和其上下游井盖进行机械强制通风,通风时间不应少于30分钟。经检测,有限空间内气体浓度不合格的,必须对有限空间进行强制通风。强制通风时要注意:作业环境存在爆炸危险的,应使用防爆型通风设备,且应向有限空间内输送清洁空气,禁止使用纯氧通风;有限空间仅有1个进出口时,应将通风设备出风口置于作业区域底部进行送风;有限空间内有2个或2个以上进出口、通风口时,应在临近作业人员处进行送风,远离作业人员处进行排风,且出风口应远离有限空间进出口,防止有害气体循环进入有限空间;有限空间设置固定机械通风系统的,作业过程中应全程运行。气体检测应测定井下的空气含氧量和常见有毒有害、易燃易爆气体的浓度和爆炸范围。井下的空气含氧量不得低于19.5%、硫化氢浓度不得高于10mg/㎡、一氧化碳浓度不得高于15mg/㎡、氰化氢浓度不得高于1mg/㎡。
用高压气囊(1.5 - 2Mp)对待修复管道上下游进行堵水,在上游管段设置两个堵头,下游管段设置一个堵头。然后用水泵抽干待修复管段内的水。这样做是为了创造一个干燥的施工环境,便于后续的修复工作。
采用高压水射流进行管道清洗,清除管道内部淤泥等松散沉积物。如果沉积物较硬,高压清洗技术无法达到清洗要求时,采用专用工具进行破碎、清理、疏通,但清洗作业不得对管道结构造成损害。原有管道地下水位较高,渗、漏水严重时,应通过注浆等措施对漏水点进行止水或隔水处理。管道内壁有附着物时,应清洗露出管道内壁,并不得损坏管道结构。管道内壁结构受损时,应及时对内壁进行修补。在完成预处理后,对管道进行封堵,为后续的软管拉入做准备。
拉入软管之前应在原有管道内铺设地膜,地膜应置于原有管道底部,并应覆盖大于1/3的管道周长。铺设地膜的目的是减少软管拉入过程中的摩擦力和避免对软管的划伤。地膜拉入后应在井底固定并安装导向滑轮。将软管接头绑扎后,利用卷扬机将软管拉入管道内,软管拉入时应沿管底的垫膜平稳、平整、缓慢地拉入原有管道,拉入速度不得大于5m/min。
软管拉入管道后将紫外灯送入并在软管端口用扎带捆绑扎头,选用的扎头应比管道直径略小。如果检查井井口较小时可采用可拆开组装的扎头下入检查井后进行组装。每个扎头上应捆绑至少三条扎带,扎带捆在扎头的中间位置。
待扎头(扎头有盖)捆绑后将灯架放入软管内,然后进行充气,充气过程应按0.02 - 0.03Bar/min的速度缓慢充气,当压力达到0.2 - 0.3bar时,持续保压20 - 40min,使软管充分涨开。然后依次打开紫外光灯(每盏1000W),以规定的速度0.3 - 1.1m/min回拉灯架,软管在紫外光灯的作用下逐渐固化。固化过程中内衬管内部应保持压力使内衬管紧密贴合原管道内壁。
固化完成后,卸掉扎头,并对管道端头进行处理,使其符合设计要求和使用标准。
使用CCTV机器人对修复后的管道进行检测,检查修复效果是否符合要求,是否存在缺陷等问题。
确认修复质量合格后,拆除管道封堵,恢复通水,使管道恢复正常使用功能。
在使用UV光固机进行固化时,其工艺参数直接影响产品质量。灯管距离基材表面5 - 20厘米时效果最佳,温度控制在25 - 40℃范围内。传送带速度根据产品需求调整,通常在1 - 10米/分钟。固化完成后,产品表面硬度可达3 - 8H,附着力测试达到0级标准。现代UV光固机配备智能控制系统,能实时监测光强和温度,确保每批次产品品质一致。
在软管充气扩张及固化过程中,紫外灯回拉速度应控制在0.3 - 1.1m/min。速度过快可能导致固化不充分,影响内衬管的强度和质量;速度过慢则会延长施工时间,降低施工效率。
充气过程应按0.02 - 0.03Bar/min的速度缓慢充气,当压力达到0.2 - 0.3bar时,持续保压20 - 40min,使软管充分涨开。合适的充气压力和保压时间能保证软管与原管道内壁紧密贴合,确保固化效果。
严格把控紫外光固化材料的质量,确保材料符合相关标准和产品要求。对采购的材料进行严格检验,检查其规格、性能、有效期等是否符合要求。对于不合格的材料,坚决禁止使用。例如,对光敏树脂的粘度、固化速度等指标进行检测,确保其能满足施工需求。
在施工过程中,要对各个环节进行严格监控。安排专人负责记录施工参数,如通风时间、充气压力、紫外灯回拉速度等,确保施工过程符合规范要求。同时,利用CCTV机器人等设备对施工过程进行实时监测,及时发现问题并进行处理。例如,在软管拉入过程中,若发现软管有划伤或破损情况,应及时停止拉入并进行处理。
施工完成后,要进行全面的质量检测。除了使用CCTV机器人检测管道内部情况外,还可以对修复后的管道进行压力测试、渗透测试等,确保修复后的管道满足设计要求和使用标准。例如,通过压力测试检查管道的抗压能力,通过渗透测试检查管道的防渗性能。
紫外光对人体有一定的危害,操作人员在施工过程中应佩戴防护眼镜和防护服,避免直接接触紫外光。同时,在紫外灯开启时,应设置警示标志,防止无关人员进入施工区域。
紫外光固化设备属于电气设备,要确保设备接地良好,防止漏电。操作人员在操作设备前,应检查设备的电气线路是否完好,避免因电气故障引发安全事故。例如,定期检查紫外灯管的连接线路是否松动,防止短路。
在井下作业时,要确保通风良好,防止有害气体积聚。严格按照通风要求进行操作,使用合适的通风设备,保证井下空气含氧量和有害气体浓度符合标准。同时,要对通风设备进行定期检查和维护,确保其正常运行。
在使用卷扬机、水泵等机械设备时,操作人员应严格按照操作规程进行操作。定期对机械设备进行维护和保养,检查设备的运行状况,确保设备安全可靠。例如,检查卷扬机的钢丝绳是否磨损,水泵的电机是否正常运转。