管狀元件和對應的方法
【專利摘要】該管狀元件包括結構層(10)，結構層(10)包括尤其是占據(jù)結構層重量的15％-40％的樹脂和占據(jù)結構層重量的2％-10％的纖維20。纖維包括尤其占據(jù)結構層重量的4％-7％的以鐵、磷、碳、鉻為主要成分的無定形金屬合金纖維。用于運輸廢水或飲用水的管道。
【專利說明】管狀元件和對應的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包括至少一個結構層的管狀元件，所述或每個結構層包括占據(jù)結構層重量的15% -60%的樹脂和占據(jù)結構層重量的2% -10%的纖維。

【背景技術】
[0002]從文件FR 2309779得知一種管狀元件，該管狀元件包括帶有玻璃纖維的樹脂。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提出一種具有改善的耐腐蝕性以及抗微小龜裂的管狀元件。另外，管狀元件應當可用于輸送排污水。
[0004]為此，本發(fā)明的目標是上述類型的管狀元件，其特征在于，纖維包括以鐵、磷、碳、鉻為主要成分的無定形金屬合金纖維，尤其是包括占據(jù)結構層重量的4% -7%的纖維。
[0005]根據(jù)一些特定實施例，根據(jù)本發(fā)明的管狀元件可以包括以下特征中的一個或幾個:
[0006]-無定形金屬合金纖維為具有15mm-30mm長度,0.寬度，15 μ m-30 μ m厚度的帶子形狀；
[0007]-無定形金屬合金纖維由無定形混合物(Fe,Cr) 80 (P, C，Si)20組成；
[0008]-纖維包括至少一類以下附加纖維:
[0009].玻璃纖維；
[0010].塑料纖維，尤其是聚丙烯纖維；
[0011].天然纖維，尤其是竹纖維；
[0012]-結構層另外包括尤其占據(jù)結構層重量30%-80%的礦物填充物；
[0013]-礦物填充物包括以下材料中的至少一種:
[0014].硅砂；
[0015]?硅鈣砂；
[0016]?碳酸鈣；或
[0017]?這些材料的混合物；
[0018]-樹脂為以下樹脂中的一種:
[0019]?聚酯樹脂，如鄰苯二甲酸(orthophtalique)樹脂或間苯二甲酸(isophtalique)樹脂；
[0020].乙烯酯(Vinylester)樹脂；
[0021].環(huán)氧(6poxydique)樹脂；
[0022]-管狀元件包括內(nèi)層，內(nèi)層包括樹脂并且沒有無定形金屬合金纖維，尤其是完全沒有纖維；
[0023]-內(nèi)層在任何點都具有0.5mm-3mm的厚度；
[0024]-管狀元件包括外層，外層包括樹脂并且沒有無定形金屬合金纖維，尤其是完全沒有纖維；
[0025]-管狀元件包括與一結構層相鄰的惰性層，惰性層包括占據(jù)惰性層重量的10% -30%的樹脂和占據(jù)惰性層重量的70% -90%的礦物填充物，并且惰性層沒有纖維；
[0026]-管狀元件包括附加結構層；
[0027]-結構層中的至少一個和/或外層包括柔性顆粒，這些柔性顆粒占據(jù)它們所在層重量的3% -30% ;
[0028]-管狀元件為管道系統(tǒng)的管子。
[0029]另外，本發(fā)明的目標是一種制造上述管狀元件的方法，其特征在于該方法包括以下步驟:
[0030]-驅(qū)動模具轉(zhuǎn)動；
[0031]-將液態(tài)樹脂和無定形金屬合金纖維的混合物噴射到旋轉(zhuǎn)模具的內(nèi)表面；
[0032]-使樹脂聚合；
[0033]-從模具取出管狀元件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]閱讀下面僅作為例子給出的描述并參照附圖更好地理解本發(fā)明，在以下附圖中:
[0035]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的管狀接頭的軸向剖面圖；
[0036]圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的管狀接頭與圖1類似的示意圖；
[0037]圖3是圖1和2管狀元件的一部分剖面圖；
[0038]圖4是圖1和2的管狀接頭的管狀元件第一變型與圖3類似的剖面圖；
[0039]圖5是圖1和2的管狀接頭的管狀元件第二變型與圖3類似的剖面圖；
[0040]圖6是圖1和2的管狀接頭的管狀元件第三變型與圖3類似的剖面圖。

【具體實施方式】
[0041]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的管狀接頭，整體用參考標記2表示。
[0042]管狀接頭2包括兩個管狀元件4 (例如為管道的管子)、連接套筒6和兩個密封襯8。
[0043]每個管狀元件4包括插入套筒6中的端部。每次，密封襯8中的一個位于套筒6與管狀元件4之間。
[0044]套筒6可以是金屬，例如鑄鐵。作為變型，套筒6具有與下面參照管狀元件4描述的結構橫截面相同的結構。
[0045]圖2示出了根據(jù)第二實施例的管狀接頭2，下面只描述它與圖1所示的不同。相似零件帶有相同參考標記。
[0046]管狀接頭2包括帶有連接端4A的管狀元件4和帶有套入端4B的管狀元件4。連接端4A被插入到套入端4B中。管狀接頭2包括位于連接端4A與套入端4B之間的單一密封襯8。管狀接頭2不包括連接套筒6。
[0047]圖3示出了管狀元件4結構的橫截面。
[0048]管狀元件4包括結構層10和內(nèi)層12。結構層10界定管狀元件4的外表面14，而內(nèi)層12界定管狀元件4的內(nèi)表面16。結構層10和內(nèi)層12直接相鄰并互相固定。
[0049]結構層10包括樹脂18、纖維20，并且在所示情況下包括礦物填充物22。結構層10特別地由這些成分構成。
[0050]結構層10的樹脂18構成結構層10重量的15% -60%。樹脂18尤其構成結構層重量的20% -35%。
[0051]樹脂18可以是聚酯樹脂，尤其是鄰苯二甲酸或間苯二甲酸，作為變型，樹脂18可以是乙烯酯樹脂或環(huán)氧樹脂。在樹脂為聚酯樹脂的情況下，樹脂可包括加速劑，特別是占據(jù)樹脂重量的0.1% -1%的加速劑，和占據(jù)樹脂重量的1% -4%的催化劑。
[0052]樹脂18使結構層10具有柔韌性。
[0053]纖維20構成結構層10重量的2% -10%。纖維包括以鐵、磷、碳、鉻為主要成分的無定形金屬合金纖維，尤其是其含量可以為結構層重量的4% -7%。特別地，無定形金屬合金纖維可以構成結構層10重量的5% -6%。
[0054]本發(fā)明范圍內(nèi)使用的無定形金屬纖維優(yōu)選地由無定形混合物(Fe1Cr)80 (P, C，Si)2(l 組成。
[0055]這些金屬纖維的內(nèi)在組成產(chǎn)生于鐵-鉻合金，它們的無定形結構有利地保證甚至在諸如如含鹽和酸的環(huán)境之類腐蝕性很強的環(huán)境中的抗氧化性。
[0056]這些無定形金屬合金纖維具有根據(jù)專利申請FR 2 500 851或FR 2 765 212中特別描述的方法制造的不連續(xù)帶子的形狀。因此帶子通過將液體金屬射流噴射到諸如盤或輪之類高速旋轉(zhuǎn)元件上并用水冷卻進行制造。該劇烈冷卻使液體金屬在無定形(非晶)狀態(tài)凝固，除了柔韌性外，這還賦予纖維非常強的機械強度。另外，由于存在鉻，鉻的存在使得無定形態(tài)可以得到出色的耐腐蝕性。
[0057]這里帶子是指長度明顯大于寬度并且寬度明顯大于厚度的基本平行四邊形的形狀。這些金屬帶具有優(yōu)選地為15-30毫米特別是20-25毫米的長度，優(yōu)選地為0.5-2毫米的寬度，優(yōu)選地為15-30微米的厚度。這些金屬帶表現(xiàn)出的拉伸強度可以達到1800Mpa。
[0058]對于優(yōu)選地用于本發(fā)明范圍的無定形結構的金屬帶，特別要提到由SAINT-G0BAINSEVA公司銷售的Fibraflex?纖維。
[0059]纖維20可以包括以下補充纖維類型中的至少一種:
[0060]-玻璃纖維；
[0061]-塑料纖維，尤其是聚丙烯纖維；
[0062]-天然纖維，尤其是竹纖維。
[0063]這些補充纖維的含量可以達到結構層10重量的2%。
[0064]例如，補充纖維可以具有15-20毫米之間的長度。另外，纖維20可以由上述纖維的任何混合物構成，因此，纖維20包括以鐵、磷、碳、鉻為主要成分的無定形金屬合金纖維。
[0065]礦物填充物22尤其構成結構層10重量的30% -80%。特別地，結構層10的礦物填充物22的含量為該結構層10重量的至少65%。
[0066]礦物填充物22可以包括以下材料中的至少一個:硅砂、硅鈣砂、碳酸鈣。作為變型，礦物填充物22可以是包括這些材料中至少兩種的混合物。礦物填充物具有10微米到4毫米之間的粒徑,尤其在60微米到2毫米之間的粒徑。
[0067]內(nèi)層12包括樹脂24，并且該內(nèi)層12沒有無定形金屬合金纖維，尤其是完全沒有纖維。內(nèi)層12可以包括直到10%重量的礦物填充物22，或者沒有礦物填充物22。
[0068]樹脂24可以是聚酯樹脂，尤其是鄰苯二甲酸或間苯二甲酸樹脂，乙烯酯樹脂或環(huán)氧樹脂。樹脂24優(yōu)選地為與結構層10的樹脂18相同的樹脂。
[0069]內(nèi)層12在任何點都具有0.5mm-3mm的厚度。內(nèi)層12是能夠耐受ρΗ1-ρΗ10流體的化學阻擋層。
[0070]對公稱直徑為200mm的管狀元件，管狀元件4在外表面14與內(nèi)表面16之間的總厚度為4mm-32mm,或者為4mm-60mm,并且優(yōu)選地為或?qū)?00mm的公稱直徑為16mm-32mm或8mm-30mm,對800mm的公稱直徑為16mm-60mm。
[0071]圖4示出了圖3的管狀元件4的第一變型。下面只描述該變型與圖3管狀元件4的不同。相似零件帶有相同參考標記。
[0072]管狀元件4包括帶有樹脂32并且沒有無定形金屬合金纖維的外層30。外層30尤其沒有纖維。另外，外層30可能沒有礦物填充物22。
[0073]因此，外層30優(yōu)選地完全由樹脂32構成。樹脂32可以是聚酯樹脂，尤其是鄰苯二甲酸或間苯二甲酸樹脂，乙烯酯樹脂或環(huán)氧樹脂。優(yōu)選地，樹脂32是與結構層10的樹脂18相同的樹脂。外層30在任何點都具有500微米到I毫米之間的厚度。
[0074]外層30與結構層10直接相鄰。管狀元件4的外表面14由外層30形成。因此外層30是精加工層，并保證材料不滲透，并耐受埋入有管狀元件的土壤中的化學侵蝕。
[0075]圖5表示圖3管狀元件4的第二變型。下面只描述該變型與圖3管狀元件4的不同。相似零件帶有相同參考標記。
[0076]管狀元件4包括兩個結構層，即結構層10和附加結構層10A。兩個結構層10和1A中的每一個具有與上述圖3、4的管狀元件4的結構層10相同的組成。
[0077]管狀元件4還包括惰性層40。該惰性層40與結構層10、10A中至少一個相鄰。惰性層40包括占據(jù)惰性層重量的10% -30%的樹脂，和尤其占據(jù)惰性層重量的70% -90%的礦物填充物。另外，惰性層40沒有纖維20。因此惰性層40優(yōu)選地由樹脂和礦物填充物構成。惰性層40的礦物填充物可以是與上述礦物填充物22相同的礦物填充物。惰性層40的樹脂可以是與上述樹脂18相同的樹脂。
[0078]這樣，惰性層40位于兩個結構層10、1A之間。
[0079]惰性層40優(yōu)選地位于管狀元件4的厚度中央。因此，管狀元件在惰性層40處的硬度很高。
[0080]惰性層40的厚度大于結構層10或1A的厚度。優(yōu)選地，每個惰性層40具有2mm到30mm之間的厚度。
[0081]由于礦物填充物比纖維更合算，惰性層40是有利的。因此以合算的方式得到大厚度管狀元件4。
[0082]要指出的是，管狀元件4可以包括一個以上的惰性層40和兩個以上的結構層。
[0083]圖6表示本發(fā)明的管狀元件4的另一變型。下面只描述該變型與圖4管狀元件4的不同。相似零件帶有相同參考標記。
[0084]結構層10包括柔性顆粒42。外層30也包括柔性顆粒42。
[0085]總的來說，結構層10或外層30中的至少一個包括柔性顆粒42。對柔性顆粒而言，為了在斷裂前承受巨大的形變，必須包括具有彈性特征的顆粒，尤其具有斷裂伸長比A%大于70%的彈性特征。
[0086]柔性顆?？梢园ㄔ谏鲜龉軤钤?中以使得結構層10、10A中的至少一個和/或外層30包括柔性顆粒。
[0087]特別地，其它層不包括柔性顆粒。
[0088]柔性顆粒42是例如具有小于4mm的顆粒尺寸的彈性顆粒材料。替代性地，柔性顆粒42是具有小于4_的顆粒尺寸的熱塑材料小球或碎屑。
[0089]所考慮的層中的柔性顆粒的含量為這些柔性顆粒所在層重量的3% _30%。
[0090]圖3-6的管狀元件4優(yōu)選地通過以下方法進行制造。
[0091]根據(jù)第一方法，通過將液態(tài)樹脂18、纖維20以及礦物填充物22的混合物置于旋轉(zhuǎn)模具中來制造結構層10。然后，將內(nèi)層12置于結構層10上。
[0092]根據(jù)第二方法，將液態(tài)樹脂18、纖維20以及礦物填充物22置于旋轉(zhuǎn)模具中，離心力通過滲透(ressuage)導致形成沒有纖維20的內(nèi)層12。
[0093]最后，獨立于該方法之外，隨后使樹脂聚合并從模具中取出管狀元件4。
[0094]通過帶有以下改變的相同方法制造圖4的管狀元件4。
[0095]根據(jù)第三實施例，將對應于外層30的液態(tài)樹脂放置在旋轉(zhuǎn)模具中。然后，在外層30完全聚合前，并且當該外層的樹脂足夠粘稠以不再流動時，按照上述方法之一將結構層10的混合物直接放置在外層30的內(nèi)表面上。
[0096]根據(jù)第四實施例，首先如上所述制造結構層10和內(nèi)層12，然后將外層30放置在結構層10的外表面。
[0097]使用與圖4類似的方式制造圖5的管狀元件，并有如下改變。
[0098]使用與圖3或4的結構層10相同的方式制造結構層10和1A以及惰性層40。
[0099]因此通過相繼使這些不同層置于旋轉(zhuǎn)模具中制造層10、40和10A，在前面的層完全聚合前并且該層的樹脂足夠粘稠以便不再流動時將新層置于前一層上。
[0100]同樣，使用與圖3、4的內(nèi)層12和外層30相同的方式得到圖5的管狀元件4的內(nèi)層12和外層30。
[0101]管狀元件4的制造可以使用FR 2 958 203中描述的方法和裝置來完成。與該文件相比的改進如下:
[0102]將樹脂18、纖維20和礦物填充物22的混合物置于形成旋轉(zhuǎn)模具的諸如鋼制的金屬外殼中，而不是如文件FR 2 958 203所述置于鑄鐵管子中。
[0103]例如通過FR 2 958 203的第一和/或第二液體材料引入裝置將樹脂18引入到混合和噴射裝置中，并且通過FR 2 958 203的第一和/或第二干料引入裝置將纖維20和礦物填充物22引入。
[0104]一旦結構層10聚合，將其從外殼中取出。
[0105]通過對FR 2 958 203的裝置進行補充的方式，可以使用通常用于使油漆霧化的霧化桿放置純樹脂，以便在外殼中形成外層30或者形成內(nèi)層12。
[0106]可以加熱外殼并在放置結束時冷卻外殼以加速聚合和熱收縮，以便能夠?qū)⒐茏訌乃耐鈿ぶ腥〕觥?br> [0107]結構層10包含的無定形金屬合金纖維在腐蝕性環(huán)境中不氧化并且不隨時間降解。并且由于纖維牢固固定在樹脂18中，纖維還可增大管狀元件對微小龜裂的抵抗和對拉伸的抵抗。
[0108]另外，無定形金屬合金纖維具有很大的柔韌性，這便于將纖維適用于根據(jù)本發(fā)明的管狀元件制造方法中。
[0109]最后，結構10中存在的無定形金屬合金纖維允許通過任何適當?shù)拇艡z測方法遠距離檢測埋入的管狀元件4。
【權利要求】
1.一種管狀元件，該元件包括至少一個結構層(?ο ;10、10A),所述或每個結構層包括尤其占據(jù)結構層重量的15% -60%的樹脂以及尤其占據(jù)結構層重量的2% -10%的纖維(20)，其特征在于，所述纖維尤其包括占據(jù)結構層重量的4%-7%的以鐵、磷、碳、鉻為主要成分的無定形金屬合金纖維。
2.根據(jù)權利要求1所述的管狀元件，其特征在于，所述無定形金屬合金纖維具有15mm-30mm長度,0.5mm-2mm寬度，15 μ m-30 μ m厚度的帶子形狀。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的管狀元件，其特征在于，所述無定形金屬合金纖維由無定形混合物(Fe, Cr) 80 (P, C，Si) 20 組成。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的管狀元件，其特征在于，所述纖維(20)包括以下類型的附加纖維中的至少一種: 玻璃纖維； 塑料纖維，尤其是聚丙烯纖維； 天然纖維，尤其是竹纖維。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的管狀元件，其特征在于，所述結構層(10)另外包括尤其占據(jù)結構層重量30% -80%的礦物填充物(22)。
6.根據(jù)權利要求5所述的管狀元件，其特征在于，所述礦物填充物(22)包括以下材料中的至少一種: 硅砂； 硅鈣砂； 碳酸鈣；或 這些材料的混合物。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的管狀元件，其特征在于，樹脂為以下樹脂中的一種: 聚酯樹脂，如鄰苯二甲酸樹脂或間苯二甲酸樹脂； 乙稀酷樹脂； 環(huán)氧樹脂。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的管狀元件，其特征在于，管狀元件包括內(nèi)層(12)，所述內(nèi)層(12)包括樹脂(24)并且沒有無定形金屬合金纖維，尤其是完全沒有纖維。
9.根據(jù)權利要求8所述的管狀元件，其特征在于，內(nèi)層(12)在任何點都具有0.5mm-3mm 的厚度。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的管狀元件，其特征在于，所述管狀元件包括外層(30)，所述外層(30)包括樹脂(32)并且沒有無定形金屬合金纖維，尤其是完全沒有纖維。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的管狀元件，其特征在于，管狀元件包括與結構層(10 ;10、10A)相鄰的惰性層(40)，所述惰性層(40)包括占據(jù)所述惰性層重量的10% -30%的樹脂和占據(jù)所述惰性層重量的70% -90%的礦物填充物，并且惰性層沒有纖維(20)。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的管狀元件，其特征在于，所述管狀元件包括附加結構層(1A)。
13.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的管狀元件，其特征在于，所述結構層(10;10、10A)中的至少一個和/或所述外層(30)包括柔性顆粒，尤其是所述柔性顆粒占據(jù)所述柔性顆粒所在層的重量的3% -30%。
14.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的管狀元件，其特征在于，所述管狀元件為管道系統(tǒng)的管子。
15.一種對根據(jù)前述權利要求中任一項所述管狀元件進行制造的方法，其特征在于以下步驟: 驅(qū)動模具旋轉(zhuǎn)； 將液態(tài)樹脂(18)和無定形金屬合金纖維噴射到旋轉(zhuǎn)模具的內(nèi)表面； 使樹脂(18)聚合； 從模具取出管狀元件。
【文檔編號】F16L9/128GK104160195SQ201380012580
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年3月7日 優(yōu)先權日:2012年3月9日
【發(fā)明者】維多利亞·拉基斯, 奧利維爾·佛和利徹爾, 埃里克·尼德爾蘭德爾, 喬斯·德索薩, G·邦松 申請人:圣戈班穆松橋