專利名稱：一種新型的聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種聚乙烯管材，具體說涉及一種新型的聚乙烯增強復合管材結(jié) 構(gòu)，主要用于石油、化工、礦山、河港疏浚等行業(yè)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，鋼塑復合管以PE與鋼材復合為主，主要缺點是承壓能力較差，加上 PE與超高分子量聚乙烯相比，超高分子量聚乙烯在抗沖擊強度、耐低溫性能、抗拉強度、耐 磨性、抗環(huán)境應力開裂、抗疲勞、自潤滑性能、防結(jié)垢、耐化學腐蝕等方面具有不可替代的優(yōu) 越性。鋼管耐壓能力強，但耐腐蝕、耐磨能力差，每年石油、化工、礦山、河港疏浚等行業(yè)為此 消耗大量鋼材。超高分子量聚乙烯管材其耐磨性是鋼管的7倍左右。用鋼絲做襯的復合管材有多種結(jié)構(gòu)，如CN2202838Y公開了一種管材內(nèi)壁與外壁 之間夾層有一層金屬編織網(wǎng)的復合管材；CN2142168Y公開了至少一層纏繞鋼絲層與塑料 芯管與塑料外層之間涂有粘劑層的復合管材；以上結(jié)構(gòu)管材其抗沖擊強度、抗拉強度、耐磨 性、抗環(huán)境開裂和抗疲勞性能均較低，其承壓力只能達到2. 5MPa。也有以聚乙烯或硅烷交聯(lián) 聚乙烯材料為復合管內(nèi)壁的，由于復合管內(nèi)壁強度不高，加之鋼絲的纏繞方式等原因所致， 在安裝和使用中出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。如采用玻璃鋼為外壁，這種復合管外壁的抗開裂差、碎性 大，極易開裂或剝落，暴露的鋼絲很快被腐蝕，造成管道泄漏。鑒于以上情況，研發(fā)一種既能發(fā)揮鋼塑復合管特別是超高分子量聚乙烯應用特 性，又能克服現(xiàn)有鋼塑復合管承壓能力差的聚乙烯增強復合管材具有十分積極的經(jīng)濟意 義。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有管材設(shè)計結(jié)構(gòu)的不足，提供“一種新型的聚乙烯 增強復合管材結(jié)構(gòu)”。該管材結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、耐磨耐腐蝕性能強、承壓能力高的優(yōu) 點，是一種應用范圍廣、使用壽命長的新型的聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種新型的聚乙 烯增強復合管材結(jié)構(gòu)，包括有基體管、金屬增強層、纖維增強層、外壁，所述纖維增強層、金 屬增強層至少設(shè)置一層，置于基體管與外壁之間，在基體管與纖維增強層之間、纖維增強層 與金屬增強層之間、金屬增強層與金屬增強層之間采用專用特種膠加熱粘接成一體。所述纖維增強層置于基體管與金屬增強層之間，與管材軸心線成0° -10°角度 等距離排列。所述金屬增強層置于纖維增強層與外壁之間，與管材軸心線成54° -70°角度， 呈鋼絲雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)，由右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層組成，所述鋼絲是彈簧鋼絲，鋼 絲直徑是0. 3-2. 5毫米，鋼絲材質(zhì)符合GB4357-89標準中的B、C、D級。所述纖維增強層其所用材質(zhì)是超高分子量聚乙烯纖維、芳綸纖維、滌綸纖維、錦綸 纖維中的一種。[0010]所述基體管與外壁其所用材質(zhì)為分子量120萬-600萬單位的超高分子量聚乙烯。 基體管其所用材質(zhì)還可以是高密度聚乙烯或高密度交聯(lián)聚乙烯。外壁其所用材質(zhì)還可以是 高密度聚乙烯、高密度交聯(lián)聚乙烯、輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶中的一種。本實用新型與現(xiàn)有復合管材結(jié)構(gòu)相比具有如下優(yōu)點
1.本實用新型具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、耐磨耐腐蝕性能強、承壓能力高的優(yōu)點，在特殊 應用領(lǐng)域中替代鋼管，是一種應用范圍廣、使用壽命長的新型聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)。2.因基體管、外壁所用材質(zhì)均是分子量為120萬-600萬單位的聚乙烯，該管材不 但阻燃、抗靜電，而且抗沖擊、耐磨耐腐蝕性能強，其內(nèi)壁光滑、不結(jié)垢，水頭損失比鋼管低 30% ；3.因在基體管、外壁之間設(shè)置有呈鋼絲雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)，由右螺旋纏繞層和左 螺旋纏繞層組成的加強結(jié)構(gòu)層，同時又在管材基體管、外壁之間設(shè)置有等距離排列的纖維 增強層，采用聚乙烯膠或PET膠加熱粘接，使基體管、外壁、金屬增強層及纖維增強層融為 一體，形成穩(wěn)定的力學結(jié)構(gòu)，不會出現(xiàn)縫隙界面，因此消除了管內(nèi)壓力或腐蝕性介質(zhì)侵蝕或 損壞，有效提高管材強度、防腐蝕性能及壓力等級，同時使管材質(zhì)量和使用可靠性大大提 高，其壽命能滿足塑料管材50年使用壽命要求；4.因金屬增強層與管材軸心線成54° -7°角度，呈鋼絲雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)，有效 提高了管材徑向強度，纖維增強層與管材軸心線成0° -10°角度等距離排列，有效提高了 管材軸向強度，與現(xiàn)有管材相比，其管材承壓能力提高2-3倍。

圖1是本實用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的截面結(jié)構(gòu)示意圖圖3是圖1的局部結(jié)構(gòu)放大示意圖圖4是本實用新型另一實施例剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4的截面結(jié)構(gòu)示意圖圖6是圖4的局部結(jié)構(gòu)放大示意圖圖中1.基體管，2.纖維增強層，3.金屬增強層，4.外壁。
具體實施方式
下面通過非限制性實施例，進一步闡述本實用新型，理解本實用新型。根據(jù)用戶需求及所使用環(huán)境設(shè)計管徑的大小、選擇金屬增強層的層數(shù)及鋼絲直 徑、纖維增強層的材質(zhì)及層數(shù)，可設(shè)計制造出其承壓能力為5MPa_幾十MPa以上的各種型號管材。實施例1本實用新型如圖1、圖2、圖3所示，一種新型的聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu) 包括有基體管、金屬增強層、纖維增強層、外壁，所述纖維增強層、金屬增強層至少設(shè)置一 層，置于基體管與外壁之間，在基體管與纖維增強層之間、纖維增強層與金屬增強層之間、 金屬增強層與金屬增強層之間采用專用聚乙烯膠加熱粘接成一體。所述纖維增強層置于基體管與金屬增強層之間，與管材軸心線成0°角度等距離排列，設(shè)置為一層。 所述金屬增強層置于纖維增強層與外壁之間，與管材軸心線成60°角度，呈鋼絲 雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)，由右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層組成，所述鋼絲是彈簧鋼絲，鋼絲直徑 是1毫米，右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層各設(shè)置一層。所述纖維增強層其所用材質(zhì)是滌綸纖維。所述基體管與外壁其所用材質(zhì)為分子量是250萬單位的聚乙烯。例如要設(shè)計制造公稱壓力為6-8MPa的管材管徑145毫米，金屬增強層為一層，鋼 絲直徑1毫米，纖維增強層為一層，其所用材質(zhì)是滌綸纖維。實施例2本實用新型如圖4、圖5、圖6所示，其管材結(jié)構(gòu)與實施例1相同，所不同的是所述 纖維增強層設(shè)置為兩層，所述金屬增強層其右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層各設(shè)置為兩層。實施例2管材公稱壓力為ll_15MPa。管材由專用設(shè)備制造。綜上所述，本實用新型具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、耐磨耐腐蝕性能強、承壓能力高的優(yōu) 點，與現(xiàn)有管材相比，其管材承壓能力提高2-3倍，在特殊應用領(lǐng)域中替代鋼管，是一種應 用范圍廣、使用壽命長的新型聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種新型的聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括有基體管(1)、金屬增強層 (3)、纖維增強層( 、外壁，所述纖維增強層( 、金屬增強層C3)至少設(shè)置一層，置于基 體管(1)與外壁(4)之間，在基體管(1)與纖維增強層( 之間、纖維增強層( 與金屬增 強層C3)之間、金屬增強層(3)與金屬增強層( 之間采用聚乙烯膠或PET膠加熱粘接成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述纖 維增強層(2)置于基體管(1)與金屬增強層(3)之間，與管材軸心線成0° -10°角度等距 離排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金 屬增強層(3)置于纖維增強層(2)與外壁(4)之間，與管材軸心線成討° -70°角度，呈鋼 絲雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)，由右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層組成，所述鋼絲是彈簧鋼絲，鋼絲直 徑是0. 3-2. 5毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述纖 維增強層( 其所用材質(zhì)是超高分子量聚乙烯纖維、芳綸纖維、滌綸纖維、錦綸纖維中的一 種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基 體管(1)與外壁(4)其所用材質(zhì)為分子量120萬-600萬單位的聚乙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型的聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，其基體 管(1)所用材質(zhì)為高密度聚乙烯或高密度交聯(lián)聚乙烯。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型的聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外 壁(4)其所用材質(zhì)是高密度聚乙烯、高密度交聯(lián)聚乙烯、輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶中的一 種。
專利摘要本實用新型公開了一種新型的聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)，屬管材技術(shù)領(lǐng)域。包括有基體管、金屬增強層、纖維增強層、外壁，所述纖維增強層、金屬增強層至少設(shè)置一層，在基體管與纖維增強層之間、纖維增強層與金屬增強層之間、金屬增強層與金屬增強層之間采用專用特種膠加熱粘接成一體。纖維增強層與管材軸心線成0°-10°角度等距離排列。金屬增強層與管材軸心線成54°-70°角度，呈鋼絲雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)，鋼絲是彈簧鋼絲，鋼絲直徑是0.3-2.5毫米。本實用新型具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、耐磨耐腐蝕性能強、承壓能力高的優(yōu)點，與現(xiàn)有管材相比，其管材承壓能力提高2-3倍，在特殊應用領(lǐng)域中替代鋼管，是一種應用范圍廣、使用壽命長的新型聚乙烯增強復合管材結(jié)構(gòu)。
文檔編號F16L9/14GK201875291SQ20102019367
公開日2011年6月22日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者劉海鷹, 李強, 郭愛平 申請人:泰州申視塑料有限公司