專利名稱：一種可盤繞式鋼絲增強塑料復合管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于塑料復合管材技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種使用于石油、化工、海洋等領(lǐng)域的可盤繞式鋼絲增強塑料復合管。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行業(yè)對能源的需求大量增加，尤其對油氣資源的依賴性更強，但是國內(nèi)大型的油田現(xiàn)在處于二采、三采時期，輸送管道隨著油氣開采的情況其使用壓力、溫度會越來越高，如新疆油田現(xiàn)應用鋼制管線使用溫度80°C、壓力32MPa，現(xiàn)有油氣工業(yè)生產(chǎn)用于輸送介質(zhì)的管道一般采用鋼管或玻璃鋼管，其中鋼管的缺陷是重量大、易腐蝕、使用壽命短，玻璃鋼管的缺陷是承壓能力低、抗蠕變性差、維修難度大、報廢后無法再利用，易于造成環(huán)境污染。針對目前存在的問題，輸送管道技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了多種塑料復合管，如中國專利200410007511. 2公開了一種柔性復合高壓輸送管，其承壓彡32MPa，耐溫彡65°C ;中國專利200920048665. 4公開了一種耐溫熱塑性塑料復合管道，其承壓彡15MPa，耐溫彡70°C ;以上復合管在使用壓力及溫度方面 達不到現(xiàn)場特殊應用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供提供一種結(jié)構(gòu)設計合理、承壓能力和耐溫性能高、成型后管材彎曲半徑小、耐磨、耐腐蝕性能強的可盤繞式鋼絲增強塑料復合管。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種可盤繞式鋼絲增強塑料復合管，由高分子聚合物材料制成的內(nèi)管層和外管層，在所述內(nèi)管層外壁與外管層的內(nèi)壁間纏繞或編織有至少一層拉伸強度大于1700Mpa、直徑為
O.2-2. 4mm的鋼絲加強層；其中
所述的內(nèi)管層由硅烷交聯(lián)聚乙烯構(gòu)成；
所述的外管層包括92— 97重量份的高密度聚乙烯和5— 8重量份的炭黑色母料；
所述內(nèi)管層、纖維層和外管層組合為一體結(jié)構(gòu)。構(gòu)成上述一種可盤繞式鋼絲增強塑料復合管的附加技術(shù)特征包括
——所述的鋼絲加強層的里外兩層設置有由滌綸工業(yè)纖維、芳綸纖維或/和玻璃纖維纏繞或編織層；
——構(gòu)成所述鋼絲加強層所纏繞或編織的滌綸工業(yè)纖維、芳綸纖維、玻璃纖維和鋼絲與管材軸心線的夾角為54° 47'或67. 79'；
——所述的外管層中還含有5 —10重量份的玻璃短纖維；
—所述的玻璃短纖維長度在O. 5-1. 5厘米間。本發(fā)明所提供的可盤繞式鋼絲增強塑料復合管同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點其一，由于構(gòu)成該鋼絲增強塑料復合管的結(jié)構(gòu)中內(nèi)管層、鋼絲加強層和外管層間采用非粘接結(jié)構(gòu)，使得成型后的管材的彎曲半徑較小，在儲存、運輸、安裝、鋪設時更加方便；其二，由于構(gòu)成鋼絲加強層的里外兩側(cè)設置有由滌綸工業(yè)纖維、芳綸纖維或玻璃纖維構(gòu)成的纏繞或編織層，使得構(gòu)成管材的管材的彎曲半徑更??；其三，由于在構(gòu)成復合管的內(nèi)外管層層間沒有使用化工粘合劑，降低了作業(yè)場所的空氣環(huán)境污染，并有利于生產(chǎn)工人的人身健康；其四，由于構(gòu)成鋼絲加強層所纏繞或編織的纖維、鋼絲與管材軸心線成為54° 47'或67.79'角度，呈雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)，可以使復合管的環(huán)向和軸向強度及承壓能力提高2-3倍。


圖1為本發(fā)明供的可盤繞式鋼絲增強塑料復合管的徑向結(jié)構(gòu)示意 圖2為上述復合管的結(jié)構(gòu)示意 圖3為上述復合管的管壁的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所提供的一種對可盤繞式鋼絲增強塑料復合管的結(jié)構(gòu)做進一步的詳細說明。如圖1所示，為本發(fā)明所提供的一種可盤繞式鋼絲增強塑料復合管的徑向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。構(gòu)成該增強塑料復合管的結(jié)構(gòu)包括由高分子聚合物材料制成的內(nèi)管層I和外管層2，在上述內(nèi)管層外壁與外管層的內(nèi)壁間纏繞或編織有拉伸強度大于1700Mpa、直徑為
O.2-2. 4mm的鋼絲加強層3.上述內(nèi)管層1、鋼絲加強層3和外管層2組合為一體結(jié)構(gòu)。如圖2、3所示，構(gòu)成上述可盤繞式鋼絲增強塑料復合管的結(jié)構(gòu)中，
—構(gòu)成鋼絲加強層3的纏繞或編織鋼絲層4為兩層(可以根據(jù)需要纏繞或編織三層、四層或六層)結(jié)構(gòu)，并在鋼絲加強層的里外層設置有由滌綸工業(yè)纖維、芳綸纖維或/和玻璃纖維纏繞或編織層5?！獦?gòu)成上述鋼絲加強層所纏繞或編織的滌綸工業(yè)纖維、芳綸纖維、玻璃纖維和鋼絲與管材軸心線的夾角A為54° 47'或67. 79'，改變了纏繞角度為54. 73'的傳統(tǒng)選擇。通過改變纏繞角，層厚度可減少15%左右，在這個編織或纏繞角度下，一方面提高了管材的環(huán)向拉伸強度，另一方面使環(huán)向強度和軸向拉伸強度趨于平衡狀態(tài)，能夠有效的提高管材的承壓能力。改變纏繞角是改變定長纏繞復合管道環(huán)向與軸向拉伸強度之比的主要措施。增大纏繞角對定長纏繞工藝更為有利。適當增大纏繞角，減小管道的厚度，仍不會降低軸向強度安全系數(shù)，這樣可以大幅度降低工程造價。構(gòu)成上述可盤繞式鋼絲增強塑料復合管內(nèi)管層和外管層的具體實施方式
為
構(gòu)成復合管的內(nèi)管層的材料為硅烷交聯(lián)聚乙烯A料、B料
復合管的外管層的構(gòu)成材料包括92— 97重量份的高密度聚乙烯和5— 8重量份的炭黑色母料，還可以在其中添加5 —10重量份的玻璃短纖維。制備時，首先，將混合好的硅烷交聯(lián)聚乙烯A料、B料通過擠出機頭模具，經(jīng)過真空定徑和冷卻定型，并且在90°C的溫水中浸泡4 8小時后，形成硅烷化交聯(lián)聚乙烯內(nèi)管層I ;
然后再該內(nèi)管層上纏繞或編織由滌綸工業(yè)纖維、芳綸纖維、玻璃纖維和鋼絲構(gòu)成的鋼絲加強層；
第三步，將混合好的高密度聚乙烯7600M和炭黑色母料通過擠出機頭模具，經(jīng)過真空定徑并包覆在內(nèi)管層纏繞或編織的鋼絲加強層上并冷卻定型，形成外管層。由于在構(gòu)成構(gòu)成復合管的內(nèi)管層由硅烷交聯(lián)聚乙烯構(gòu)成，使得該復合管的耐溫可以達到90°C以上，且外管層中含有玻璃短纖維，因此不僅提高了復合管的耐溫性能，而且還提高了其軸向和環(huán)向拉伸強度。構(gòu)成上述復合管的外管層中所含的玻璃短纖維的長度控制在O. 5—1. 5厘米間；長度太短起不到提高軸向和環(huán)向拉伸強度的作用；長度大于2. O厘米時會使得混合困難，并且纖維和塑料的結(jié)合力下降，同樣會導致復合管軸向和環(huán)向拉伸強度的降低。由于該結(jié)構(gòu)的復合管的彎曲半徑變小，因此在安裝、鋪設時能夠大幅度減少現(xiàn)場施工作業(yè)帶面積，降低施工鋪設的難度。
權(quán)利要求
1.一種可盤繞式鋼絲增強塑料復合管，其特征在于由高分子聚合物材料制成的內(nèi)管層和外管層，在所述內(nèi)管層外壁與外管層的內(nèi)壁間纏繞或編織有至少一層拉伸強度大于1700Mpa、直徑為O. 2-2. 4mm的鋼絲加強層；其中 所述的內(nèi)管層由硅烷交聯(lián)聚乙烯構(gòu)成； 所述的外管層包括92— 97重量份的高密度聚乙烯和5— 8重量份的炭黑色母料； 所述內(nèi)管層、纖維層和外管層組合為一體結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可盤繞式鋼絲增強塑料復合管，其特征在于所述的鋼絲加強層的里外兩層設置有由滌綸工業(yè)纖維、芳綸纖維或/和玻璃纖維纏繞或編織層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可盤繞式鋼絲增強塑料復合管，其特征在于構(gòu)成所述鋼絲加強層所纏繞或編織的滌綸工業(yè)纖維、芳綸纖維、玻璃纖維和鋼絲與管材軸心線的夾角為54° 47'或67. 79'。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可盤繞式鋼絲增強塑料復合管，其特征在于所述的外管層中還含有5—10重量份的玻璃短纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可盤繞式鋼絲增強塑料復合管，其特征在于所述的玻璃短纖維長度在O. 5—1. 5厘米間。
全文摘要
本發(fā)明屬于塑料復合管材技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種可盤繞式鋼絲增強塑料復合管。其構(gòu)成該復合管的技術(shù)方案由高分子聚合物材料制成的內(nèi)管層和外管層,在內(nèi)管層外壁與外管層的內(nèi)壁間纏繞或編織有至少一層拉伸強度大于1700Mpa、直徑為0.2-2.4mm的鋼絲加強層；其中內(nèi)管層由硅烷交聯(lián)聚乙烯構(gòu)成、外管層包括92—97重量份的高密度聚乙烯和5—8重量份的炭黑色母料；上述內(nèi)管層、纖維層和保護層組合為一體結(jié)構(gòu)。該可盤繞式鋼絲增強塑料復合管具有彎曲半徑小、承壓能力高和耐高溫性能的優(yōu)點。
文檔編號F16L11/08GK103062527SQ201310031458
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者張鵬, 郝偉, 趙聰, 陳寶峰 申請人:河北宇通特種膠管有限公司