本發(fā)明涉及復(fù)合管道加工制作技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對有腐蝕磨損的大口徑輸送管線所使用的三元復(fù)合管管配件如等徑三通、異徑三通、斜三通、四通、多通等的制作工藝及方法，解決了大口徑管配件內(nèi)表明樹脂固化后模具無法脫模的難題。

背景技術(shù)：
我國近十幾年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，一系列與能源、環(huán)保相關(guān)的重大建設(shè)工程項目如煙氣脫硫、煤炭變油、川氣東送、油氣凈化、海水淡化等均在實施中。由于材料涉及腐蝕磨損和沖蝕磨損等相互作用工況，設(shè)備和管道出現(xiàn)過早泄漏現(xiàn)象頻繁。尤其是沿海地區(qū)的火電廠，由于受到含顆粒泥沙海水的沖蝕磨損作用，大量灰渣輸送管、冷卻水循環(huán)海水管及廢液處理管等，泄漏情況更為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計，我國輸送管道、工藝管道和公用管道累計長達(dá)數(shù)千公里。每年管道因腐蝕、磨損、沖蝕等引起的泄漏相當(dāng)頻繁，維修更換量大，直接經(jīng)濟(jì)損失幾十億元。當(dāng)今可用的管道有三類:金屬類（不銹鋼管、鎳磷鍍層管、高鉻鑄鋼管、高鉻稀土管、滲鋁管、雙金屬管、碳鋼管等）；聚合物類（橡膠襯里鋼管、塑料襯里鋼管、噴塑鋼管、玻璃鋼管、塑料襯鋼復(fù)合管、纖維增強(qiáng)塑料管等）；陶瓷類（鑄石襯里鋼管、陶瓷復(fù)合鋼管、搪玻璃鋼管、水泥澆鑄鋼管等）。這些單質(zhì)管道或二元復(fù)合管，由于性能單一，界面為物理粘接，結(jié)合力弱，僅適用單純的磨損或腐蝕工況，在復(fù)雜工況下使用時壽命均很短，有的不到一個月就泄漏，對社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了很大的影響。這其中彎管、變徑管的失效最快原因是其在輸送介質(zhì)過程中，其受到的磨損相對比直管高幾倍至幾十倍，在磨損腐蝕的交互作用下，失效也遠(yuǎn)快于直管。三元復(fù)合管是由金屬、陶瓷、聚合物等通過自蔓延高溫離心合成技術(shù)（Self-propagatinghigh-temperaturesynthesis簡稱SHS）、真空離心浸漬澆注等特種方法復(fù)合加工而成，同時將金屬承載連接性、陶瓷抗磨耐蝕性和聚合物耐蝕性等單一優(yōu)異性能復(fù)合于一體，實現(xiàn)三元材料復(fù)合后性能最優(yōu)化、協(xié)同化和功能化，不僅可以實現(xiàn)新型復(fù)合管綜合性能的預(yù)設(shè)計以適應(yīng)不同的介質(zhì)工況，而且異種材料界面為化學(xué)結(jié)合，存在過渡層，使界面不同材料的熱膨脹系數(shù)相匹配，粘接力強(qiáng)，具有優(yōu)異的防磨損耐腐蝕抗疲勞的綜合性能。三元復(fù)合管已經(jīng)應(yīng)用于十多條不同的管線工程中，使用壽命長，性價比高，因此得到了用戶的好評和青睞。大口徑耐磨耐蝕三元復(fù)合管也在海水輸送管錢應(yīng)用非常成功，例如應(yīng)用于火力發(fā)電行業(yè)汽輪機(jī)熱交換使用海水循環(huán)冷卻、存在海水腐蝕和泥沙磨損的狀況大口徑凝汽器管道，但大口徑的三元復(fù)合管線，大口徑管配件的制作存在一定難度，原有模具在樹脂固化后無法脫模，強(qiáng)行脫模會造成樹脂層開裂和脫落，沒有可行的模具，只能用原始的手工方法制造，存在原材料浪費(fèi)大、人工耗費(fèi)大、加工效率低、加工質(zhì)量難控制的問題，大口徑三元復(fù)合管管配件的制造成為了大口徑三元復(fù)合管應(yīng)用的瓶頸。由本發(fā)明研制開發(fā)的雙層模具結(jié)合離心澆注的方法能成功地對大口徑三元復(fù)合管件內(nèi)表明樹脂一次成型，脫模容易、便捷，樹脂層表面光滑、厚度均勻，此方法應(yīng)用有效提高了成品質(zhì)量和制造效率，解決了大口徑三元復(fù)合管管配件制造的難題。大口徑三元復(fù)合管配件制作方法的應(yīng)用擴(kuò)大了三元復(fù)合管管線應(yīng)用的范圍，提升了大口徑三元復(fù)合管管線的質(zhì)量穩(wěn)定性，因此具有非常重要的工程應(yīng)用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種大口徑高耐磨耐蝕三元復(fù)合管配件的制作方法，本發(fā)明的提出的大口徑高耐磨耐蝕三元復(fù)合管配件的制作方法，所述三元復(fù)合管配件為三通管件，具體步驟如下：(1)、金屬陶瓷復(fù)合管管件制作成型按照要求將自蔓延高溫離心合成反應(yīng)（SHS）燒制好的陶瓷復(fù)合鋼管切割、打磨、拼接成所需要的三元復(fù)合管配件形狀，安裝法蘭并按要求焊接；(2)、金屬陶瓷復(fù)合管管件拼縫彌合相鄰的陶瓷復(fù)合鋼管之間有拼縫，拼縫處用耐磨材料填充平整，耐磨材料由耐磨無機(jī)粒子和改性樹脂復(fù)合粘接劑組成；(3)、大口徑三元復(fù)合管配件支管的雙層模具制作按照金屬陶瓷復(fù)合管管件離心旋轉(zhuǎn)段的選擇，確定三元復(fù)合管配件的支管，根據(jù)所述支管直徑和長度制作雙層模具，所述雙層模具里層是襯管，起支撐和定位作用，外層是膠管，采用橡膠或塑料制作，厚度為4.5-5.5mm，覆于襯管之外，連接處多用斜口、膠水粘結(jié)；(4)、雙層模具安裝固定將步驟(3)制作好的雙層模具固定在所述支管內(nèi)，使膠管與陶瓷復(fù)合鋼管內(nèi)表面陶瓷層間隙均勻，并控制在3～5mm，膠管外表涂脫模劑，以方便樹脂固化后脫模；(5)、大口徑三元復(fù)合管配件離心旋轉(zhuǎn)組件組裝固定大口徑三元復(fù)合管配件旋轉(zhuǎn)段兩頭接口，安裝好夾具和跟三元復(fù)合管配件的支管對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)配重，置于離心機(jī)上；(6)、大口徑三元復(fù)合管配件內(nèi)表面進(jìn)行真空離心樹脂澆注通過雙層模具上接口用抽真空機(jī)將三元復(fù)合管配件內(nèi)部抽真空-0.1至-0.3大氣壓之后，同時加入有機(jī)/無機(jī)拼混樹脂，啟動離心機(jī)旋轉(zhuǎn)三元復(fù)合管配件，控制轉(zhuǎn)速為60～240r/min，待樹脂初步凝膠（約一個小時，根據(jù)氣溫不同時間會有長短），關(guān)閉離心機(jī)停止旋轉(zhuǎn)；(7)、大口徑三元復(fù)合管管件模具拆除待12小時樹脂固化后（根據(jù)氣溫不同時間會有長短）拆除雙層模具，先抽出襯管，再拆下膠管，膠管與樹脂結(jié)合面涂有脫模劑，所以取下很容易。本發(fā)明中，步驟(2)中所述的耐磨材料為金剛砂、石英砂或氧化鋁陶瓷中任一種，顆粒大小為710～250μm。本發(fā)明中，使用的改性樹脂復(fù)合粘接劑是環(huán)氧樹脂與聚酯樹脂類高強(qiáng)粘合劑組成。本發(fā)明中，步驟(6)中所述有機(jī)/無機(jī)拼混樹脂中的機(jī)樹脂為環(huán)氧樹脂、固化劑和改性劑，或者是不飽和聚酯樹脂、引發(fā)劑和促進(jìn)劑；無機(jī)填料為玻璃鱗片、二氧化硅、二氧化鈦﹑滑石粉和石膏，它們的質(zhì)量比是(1-2):(1-2):(0.2-0.5):(6-9):(4-6)。具體方法是：將有機(jī)樹脂與無機(jī)填料按(2-4):(1-4)質(zhì)量比在拼混樹脂溶劑中混合而成有機(jī)/無機(jī)拼混樹脂，拼混樹脂溶劑采用混合溶劑，它們是二甲苯﹑丁酮或乙酸丁酯任意兩種混合溶劑，拼混樹脂混合溶劑的使用量為有機(jī)樹脂總重量的2-5%。本發(fā)明中，有機(jī)樹脂中環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯樹脂為乙烯基酯樹脂；固化劑為聚酰胺，改性劑為聚硫橡膠，引發(fā)劑為過氧化甲乙酮，促進(jìn)劑為辛酸鈷液。本發(fā)明中，使用有機(jī)/無機(jī)拼混樹脂反應(yīng)浸漬技術(shù)將聚合物樹脂固化于陶瓷基孔隙內(nèi)，并再形成一聚合物樹脂內(nèi)壁層。本發(fā)明的有益效果在于：1、本發(fā)明提出了使用雙層模具結(jié)合離心旋轉(zhuǎn)澆鑄大口徑三元復(fù)合管管件的方法，可使樹脂澆鑄一次成型，包括管件法蘭密封面也同時完成，解決了以往使用單層模具無法脫模，手工涂覆樹脂耗工、耗時、耗料的問題。并且一次性澆鑄使樹脂層表面平整光滑、厚度均勻，所以質(zhì)量得到可靠保證。2、本發(fā)明提出的雙層模具可根據(jù)管件支管形狀定制，解決了大口徑三元復(fù)合管配件內(nèi)不易加工樹脂層的難題，多種大口徑三元復(fù)合管管配件都可以使用此方法。3、本發(fā)明制作的大口徑三元復(fù)合管配件質(zhì)量穩(wěn)定，管配件的使用壽命也得到有效保證，使大口徑三元復(fù)合管應(yīng)用于輸送管線輸送顆粒腐蝕介質(zhì)的整條管線工程技術(shù)上趨于成熟。附圖說明圖1為三元復(fù)合直角三通結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中三元復(fù)合直角三通結(jié)構(gòu)局部放大圖。圖3為直角三通樹脂離心澆注使用的雙層模具示意圖。圖4為圖3中直角三通樹脂離心澆注使用的雙層模具局部放大圖。圖5為三元復(fù)合直角三通樹脂離心澆鑄示意圖。圖6為圖5中三元復(fù)合直角三通樹脂離心澆鑄局部放大圖。圖7為三元復(fù)合斜三通結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為圖7中三元復(fù)合斜三通結(jié)構(gòu)局部放大圖。圖9為三元復(fù)合斜三通樹脂離心澆注使用的雙層模具示意圖。圖10為圖9中三元復(fù)合斜三通樹脂離心澆注使用的雙層模具局部放大圖。圖11為三元復(fù)合斜三通樹脂離心澆鑄示意圖。圖中標(biāo)號：1.鋼管，2.法蘭，3.陶瓷層，4.樹脂層，5.加料閥，6.放氣閥，7.襯管，8.膠管，9.膠板，10.定位封蓋，11.筋板，12.堵板，13.三通，14.夾具，15.雙層模具，16.端蓋組合，17.配重。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例1：對DN600等徑直角三通管（見圖1、圖2）進(jìn)行此方法制作（未注明單位均為mm，以下同）a.金屬陶瓷復(fù)合管DN600等徑直角三通管件制作切割外徑630、鋼管壁厚12、陶瓷層厚度6的金屬陶瓷復(fù)合鋼管，打磨拼接成所需三通，電焊焊接成型，三端口安裝法蘭并電焊焊接。三通管件中心至三端口邊長相同，均為a=b=c=500，a、b同在一直線上，所以進(jìn)行樹脂澆注時選用此直線段為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。b.管件拼縫彌合陶瓷復(fù)合三通管件內(nèi)部拼縫間用耐磨材料彌補(bǔ)，耐磨材料主要由耐磨無機(jī)粒子和改性樹脂復(fù)合粘接劑組成，耐磨材料無機(jī)粒子選擇高硬度金剛砂，粒度450μm。c.制作雙層模具（見圖3、圖4）雙層模具主要是由襯管7、.膠管8、.膠板9、.定位封蓋10、筋板11、堵板12等組成，襯管制作是用4～6的鋼板卷成外徑是576的圓筒，長度700，對接縫電焊焊接并打磨平整，內(nèi)部根據(jù)需要可加支撐。在襯管510高處安裝定位封蓋，封蓋和襯管7間點焊并加筋板支撐，襯管外覆蓋一層厚5的橡膠板，斜口剪貼拼接形成膠管8，并與定位封蓋處法蘭面成型橡膠粘合牢固。d.雙層模具安裝固定在陶瓷復(fù)合三通管件c管段安裝雙層模具，使膠管與金屬陶瓷管內(nèi)表面陶瓷層間隙均勻，并控制在3～5mm，膠管外表涂脫模劑，以方便樹脂固化后脫模。e.三通管件離心旋轉(zhuǎn)組件組裝（見圖5）因為是以a、b管段為軸旋轉(zhuǎn)，所以在a、b管段兩端端口安裝好旋轉(zhuǎn)接管和旋轉(zhuǎn)夾具，根據(jù)三通支管c安裝跟支管對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)配重（約290公斤）。f.三通管件內(nèi)表面進(jìn)行真空離心樹脂澆注將組裝好的管件置于離心機(jī)上，抽真空機(jī)抽出管內(nèi)空氣，達(dá)到-0.02MPa，加入17.7kg經(jīng)配混的拼混樹脂（配混比例為：環(huán)氧樹脂30%，聚酰胺10%，聚硫橡膠10%，玻璃鱗片6%，二氧化硅6%，二氧化鈦1%，滑石粉20%，石膏粉13%，二甲苯2%，乙酸丁酯2%），啟動離心機(jī)，旋轉(zhuǎn)管件，轉(zhuǎn)速為140r/min，打開放氣閥緩慢恢復(fù)管內(nèi)壓力到常壓。g.三通管件模具拆除一個小時后關(guān)閉離心機(jī)，停止旋轉(zhuǎn)，待十二小時樹脂固化后，拆除雙層模具，先抽出襯管，再取出膠管，并拆除離心配件夾具和配重，完成制備，管內(nèi)和法蘭面樹脂一次成型，樹脂層厚度為3～5（見圖6）。實施例2：對DN1000－DN600異徑60度斜三通管（見圖7、圖8）進(jìn)行此方法制作（未注明單位均為mm，以下同）a.金屬陶瓷復(fù)合管DN1000－DN600異徑60度斜三通管件制作切割外徑1020、鋼管壁厚14、陶瓷層厚度6的金屬陶瓷復(fù)合鋼管和外徑630、鋼管壁厚12、陶瓷層厚5的金屬陶瓷復(fù)合鋼管，打磨拼接成所需三通，電焊焊接成型，三端口安裝法蘭并電焊焊接，管件中心至三端口邊長分別為a=400b=950c=950，a、b管段同在一直線上，所以進(jìn)行樹脂澆注時，選用此直線段為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。b.管件拼縫彌合陶瓷復(fù)合斜三通管件內(nèi)部拼縫間用耐磨材料彌補(bǔ)，耐磨材料主要由耐磨無機(jī)粒子和改性樹脂復(fù)合粘接劑組成，耐磨材料無機(jī)粒子選擇高硬度金剛砂，粒度450μm。c.制作雙層模具（見圖9、圖10）為DN1000－DN600異徑60度斜三通c段630管制作雙層模具，雙層模具主要是由.襯管7、膠管8、膠板9、.定位封蓋10、.筋板11和.堵板12等組成，襯管制作是用4～6的鋼板卷成外徑是574的圓筒，長度600，對接縫電焊焊接并打磨平整，內(nèi)部根據(jù)需要可加支撐，在襯管450高處安裝定位封蓋，封蓋和襯管間點焊并加筋板支撐，圓筒外覆蓋一層厚5的橡膠板，斜口剪貼拼接形成膠管，并與定位封蓋處法蘭面成型橡膠粘合牢固。d.雙層模具安裝固定在陶瓷復(fù)合斜三通管件c管段安裝雙層模具，使膠管與金屬陶瓷管內(nèi)表面陶瓷層間隙均勻，并控制在3～5mm，膠管外表涂脫模劑，以方便樹脂固化后脫模。e.斜三通管件離心旋轉(zhuǎn)組件組裝（見圖11）因為是以a、b管段為軸旋轉(zhuǎn)，所以在a、b管段兩端端口安裝好旋轉(zhuǎn)接管和旋轉(zhuǎn)夾具，根據(jù)三通支管c安裝跟支管對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)配重（約310公斤）。f.斜三通管件內(nèi)表面進(jìn)行真空離心樹脂澆注將組裝好的管件置于離心機(jī)上，抽真空機(jī)抽出管內(nèi)空氣，達(dá)到-0.02MPa，加入44.6kg經(jīng)配混的拼混樹脂（配混比例為：乙烯基酯樹脂60%，過氧化甲乙酮1.5%，辛酸鈷液1.5%，玻璃鱗片4%，二氧化硅4%，二氧化鈦1%，滑石粉15%，石膏粉10%，二甲苯2%，丁酮1%），啟動離心機(jī)，旋轉(zhuǎn)管件，轉(zhuǎn)速為120r/min，打開放氣閥緩慢恢復(fù)管內(nèi)壓力到常壓。g.斜三通管件模具拆除一個小時后關(guān)閉離心機(jī)，停止旋轉(zhuǎn)，待十二小時樹脂固化后，拆除雙層模具，先抽出襯管，再取出膠管，并拆除離心配件夾具和配重，完成制備，管內(nèi)和法蘭面樹脂一次成型，樹脂層厚度為3～5。