高溫環(huán)境下，加固材料的選擇至關(guān)重要，需考慮材料的耐高溫性能、強度保持能力以及與被加固結(jié)構(gòu)的相容性等關(guān)鍵因素，常見的加固材料如碳纖維、芳綸纖維等在高溫下表現(xiàn)各異，碳纖維具有較高的強度和良好的耐高溫性，能在一定程度的高溫環(huán)境中保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有效增強被加固構(gòu)件的承載能力，芳綸纖維同樣具備出色的耐高溫特性，且柔韌性較好，適用于一些復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)的加固，還需關(guān)注材料的熱膨脹系數(shù)，避免因溫度變化產(chǎn)生過大的應(yīng)力導(dǎo)致加固失效，材料的耐久性和長期高溫下的性能穩(wěn)定性也是重要考量。

高溫環(huán)境下加固材料選擇的考慮因素

• 加固對象：
  • 對于金屬結(jié)構(gòu)，如高溫環(huán)境下的金屬設(shè)備或金屬框架，可使用高溫鋁質(zhì)修補劑進(jìn)行修補加固，其由高分子聚合物和鋁質(zhì)填充物組成，能填充設(shè)備表面裂紋和磨損區(qū)域，形成堅固保護層，耐高溫且有理想機械強度，可防止高溫下進(jìn)一步氧化和腐蝕，提高耐磨性和抗壓性$1$1。也可使用如GH4199高溫合金（Ni - Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度在950以下），已用于航空發(fā)動機950以下使用的部件制作$5$5。
  • 對于混凝土結(jié)構(gòu)，若采用粘鋼加固，要選擇耐高溫的粘鋼膠，并且在加固過程中采取防護措施，如設(shè)置防護層（絕熱材料或特殊涂層）、使用耐高溫涂層對加固層保護等，因為高溫下粘鋼膠的粘結(jié)強度會減小、粘結(jié)層會劣化$3$3。
• 加固目的：
  • 如果是為了增加結(jié)構(gòu)強度，像一些高溫環(huán)境下的金屬結(jié)構(gòu)，可選用高強度鋼材或者高溫合金。例如GH4199高溫合金，可用于航空發(fā)動機高溫部件的承力組件制作，能滿足結(jié)構(gòu)強度需求$5$5。
  • 要是為了提高結(jié)構(gòu)的抗變形能力，例如在高溫管道加固中，可能需要選擇具有良好高溫穩(wěn)定性和韌性的材料，高溫鋁質(zhì)修補劑可提高設(shè)備的耐磨性和抗壓性，能在一定程度上抵抗變形$1$1。
• 使用環(huán)境的溫度范圍及其他條件：
  • 當(dāng)溫度極高（如接近950及以下）且對材料性能要求較高的航空航天領(lǐng)域，GH4199高溫合金是合適選擇，已用于航空發(fā)動機相關(guān)部件制作$5$5。
  • 在一般高溫工業(yè)環(huán)境（如溫度低于600 - 700左右），高溫鋁質(zhì)修補劑可用于設(shè)備的修補加固$1$1。同時，若高溫環(huán)境還伴隨高濕度，材料需要具備防銹防腐能力。
• 成本和可行性：
  • 從成本考慮，如果是大規(guī)模工業(yè)設(shè)備加固，高溫鋁質(zhì)修補劑相對成本可能較低，而且操作相對簡單，只需要確保修補表面干凈、干燥，選擇合適修補劑涂敷刮平即可$1$1。
  • 對于一些對成本不太敏感但對性能要求極高的航空航天等領(lǐng)域，GH4199高溫合金雖然加工難度較大（合金化程度高、熱冷加工塑性較差，加工要嚴(yán)格控制鍛軋冷變形量），但由于其優(yōu)良高溫性能仍可選用$5$5。

常見的高溫環(huán)境下加固材料

• 高溫合金類：
  • GH4199高溫合金：Ni - Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度在950以下，可用于制作航空發(fā)動機950以下使用的加力燃燒室隔熱屏、可調(diào)噴口調(diào)熱屏、套筒等焊接承力組件和飛機機載設(shè)備零件$5$5。
• 修補劑類：
  • 高溫鋁質(zhì)修補劑：專門用于修補和加固高溫環(huán)境下的設(shè)備，能填充設(shè)備表面裂紋和磨損區(qū)域，由高分子聚合物和鋁質(zhì)填充物組成，耐高溫、具有理想機械強度，可防止高溫下進(jìn)一步氧化和腐蝕，提高設(shè)備耐磨性和抗壓性$1$1。
• 粘膠類（針對混凝土結(jié)構(gòu)粘鋼加固）：
  • 耐高溫粘鋼膠：在粘鋼加固混凝土結(jié)構(gòu)用于高溫環(huán)境時，耐高溫粘鋼膠有較好的穩(wěn)定性和粘結(jié)性，能在高溫環(huán)境下保持良好性能，不過在使用中環(huán)境溫度應(yīng)盡量控制在不高于60°范圍，同時要配合防護措施使用$3$3。

高溫鋁質(zhì)修補劑的施工工藝

GH4199高溫合金的應(yīng)用案例

耐高溫粘鋼膠的防護措施

高溫環(huán)境下材料成本比較