專利名稱：一種高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種聚乙烯管材，具體說涉及一種高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)，主要用于耐磨、耐腐蝕、抗沖擊、摩阻系數(shù)小、承壓能力高等特殊要求下使用的鋪設(shè)管線。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，鋼管耐壓能力強(qiáng)，但耐腐蝕、耐磨能力差。鋼塑復(fù)合管以PE與鋼材復(fù)合為主，主要缺點(diǎn)是承壓能力較差，其適用范圍仍局限在埋地低壓水管。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(qiáng)度、耐低溫性能、抗拉強(qiáng)度、耐磨性、抗環(huán)境應(yīng)力開裂、抗疲勞、自潤滑性能、防結(jié)垢、耐化學(xué)腐蝕等方面具有不可替代的優(yōu)越性。用鋼絲做襯的復(fù)合管材有多種結(jié)構(gòu)，一種是管材內(nèi)壁與外壁之間夾層有一層金屬編織網(wǎng)的復(fù)合管材；另一種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(fù)合管材；以上結(jié)構(gòu)管材其抗沖擊強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)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(dá)到2. 5MPa。已有技術(shù)中，也有以聚乙烯或硅烷交聯(lián)聚乙烯材料為復(fù)合管內(nèi)壁的，該種復(fù)合管內(nèi)壁強(qiáng)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(fù)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)一種既能適應(yīng)野外各種復(fù)雜地形及環(huán)境條件，抗沖擊、耐腐蝕、重量輕、輸送量大、拆卸靈活方便的高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材具有十分積極的經(jīng)濟(jì)意義。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有管材設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的不足，提供“一種高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)”。該管材結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、耐磨耐腐蝕性能強(qiáng)、承壓能力高、抗沖擊、摩阻系數(shù)小、節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)，是一種適用于特殊要求下， 使用壽命長的高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)，包括有基體管、增強(qiáng)層、外壁。所述增強(qiáng)層至少設(shè)置一層， 置于基體管與外壁之間，在基體管與增強(qiáng)層之間、增強(qiáng)層與外壁之間采用改性專用聚烯烴膠或?qū)Ｓ铆h(huán)氧樹脂膠加熱加壓粘接成一體。所述增強(qiáng)層設(shè)置為金屬增強(qiáng)層或纖維增強(qiáng)層。所述金屬增強(qiáng)層與管材軸心線成50°_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0. 6-1. 5毫米，其鋼絲纏繞間隙最小為0. 5 mm。所述纖維增強(qiáng)層與管材軸心線成50°-60°角度，呈纖維雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)，由右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層組成，所述纖維是經(jīng)涂覆專用環(huán)氧樹脂膠的纖維，纖維線密度為1200-4800tex，涂膠層厚度 0. 2mm-0. 5 mm。所述纖維增強(qiáng)層其所用材質(zhì)是超高分子量聚乙烯纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、滌綸纖維、錦綸纖維中的一種。所述玻璃纖維是E型高強(qiáng)無堿玻璃纖維。所述基體管其所用材質(zhì)是分子量為150萬-500萬單位的超高分子量聚乙烯。所述外壁其所用材質(zhì)是改性高密度聚乙烯。本實(shí)用新型與現(xiàn)有復(fù)合管材結(jié)構(gòu)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、耐磨耐腐蝕性能強(qiáng)、承壓能力高、抗沖擊、摩阻系數(shù)小、重量輕、拆卸安裝方便、節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)，是一種適用于特殊要求下，使用壽命長的高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)。2.因基體管所用材質(zhì)是分子量為150萬-500萬單位的聚乙烯，管材外壁所用材質(zhì)是改性高密度聚乙烯。該管材不但阻燃、抗靜電，防紫外線、而且抗沖擊、耐磨耐腐蝕性能強(qiáng)，其內(nèi)壁光滑、不結(jié)垢，水頭損失比鋼管低30%，抗沖擊強(qiáng)度可達(dá)100KJ/m2，是普通高密度聚乙烯管的5倍以上。流動(dòng)摩阻系數(shù)小，顯著提高輸送介質(zhì)流通速度，達(dá)到節(jié)省能源的目的。3 .因在基體管、外壁之間設(shè)置有呈鋼絲或E型高強(qiáng)無堿玻璃纖維雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)，由右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層組成的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)層，采用改性專用聚烯烴膠或?qū)Ｓ铆h(huán)氧樹脂膠加熱加壓粘接，使基體管、外壁、增強(qiáng)層融為一體，形成穩(wěn)定的力學(xué)結(jié)構(gòu)，不會(huì)出現(xiàn)縫隙界面，耐環(huán)境應(yīng)力開裂，因此消除了管內(nèi)壓力或腐蝕性介質(zhì)侵蝕或損壞，有效提高防腐蝕性能及壓力等級(jí)，適用于在-41°-46°的溫度環(huán)境下工作，同時(shí)使管材質(zhì)量和使用可靠性大大提高，其壽命可達(dá)幾十年之久；4.因增強(qiáng)層與管材軸心線成50°_60°角度，呈雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)，其纏繞間隙最小為0. 5 mm，從而提高了單層纏繞根數(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)了復(fù)合管材承載能力，使其具備了高承壓能力。一方面有效提高了管材環(huán)向強(qiáng)度，另一方面使環(huán)向強(qiáng)度與軸向強(qiáng)度趨于平衡狀態(tài)，有效提高管材承壓強(qiáng)度，其工作壓力可達(dá)6MPa以上。

圖1是本實(shí)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。圖中1 .基體管，2 .增強(qiáng)層，3 .外壁。
具體實(shí)施方式
下面通過非限制性實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型，理解本實(shí)用新型。根據(jù)用戶需求及所使用環(huán)境設(shè)計(jì)管徑的大小、選擇確定增強(qiáng)層的材質(zhì)、纏繞間隙及層數(shù)，可設(shè)計(jì)制造出其承壓能力為5 MI^至幾十MPa以上的各種型號(hào)管材。實(shí)施例1本實(shí)用新型如圖1、圖2所示，該結(jié)構(gòu)包括有基體管、金屬增強(qiáng)層、外壁，金屬增強(qiáng)層設(shè)置一層，置于基體管與外壁之間，在基體管與金屬增強(qiáng)層之間、金屬增強(qiáng)層與外壁之間采用專用聚烯烴膠加熱粘接成一體。[0027]金屬增強(qiáng)層置于基體管與外壁之間，與管材軸心線成58°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。所述基體管所用材質(zhì)為分子量是250萬單位的聚乙烯。外壁其所用材質(zhì)是改性高密度聚乙烯。例如要設(shè)計(jì)制造公稱壓力為6-8MPa的管材管徑145毫米，金屬增強(qiáng)層為一層，鋼絲直徑1毫米，鋼絲纏繞間隙為0. 7毫米，外壁厚2毫米。實(shí)施例2本實(shí)用新型其管材結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，所不同的是增強(qiáng)層所用材質(zhì)是抗拉強(qiáng)度大于ISOOMI^的E型高強(qiáng)無堿玻璃纖維，在基體管與纖維增強(qiáng)層之間、纖維增強(qiáng)層與外壁之間采用專用環(huán)氧樹脂膠加熱粘接成一體。纖維增強(qiáng)層置于基體管與外壁之間，與管材軸心線成58°角度，呈纖維雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)，由右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層組成，所述纖維是經(jīng)涂覆環(huán)氧樹脂膠的玻璃纖維， 纖維直徑是1. 1毫米，纖維線密度為MOOtex，涂膠層厚度0. 2mm,右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層各設(shè)置一層。管材由專用設(shè)備制造，先生產(chǎn)芯管，進(jìn)一步到復(fù)合線上復(fù)合。綜上所述，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、耐磨耐腐蝕性能強(qiáng)、承壓能力高、抗沖擊、摩阻系數(shù)小、重量輕、拆卸安裝方便、節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)，是一種適用于各種野外復(fù)雜地形及環(huán)境條件，適用于特殊要求下，使用壽命長的高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括有基體管(1)、 增強(qiáng)層(2)、外壁(3)，所述增強(qiáng)層(2)至少設(shè)置一層，置于基體管(1)與外壁(3)之間，在基體管(1)與增強(qiáng)層(2)之間、增強(qiáng)層(2)與外壁(3)之間采用改性專用聚烯烴膠或?qū)Ｓ铆h(huán)氧樹脂膠加熱加壓粘接成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述增強(qiáng)層(2)設(shè)置為金屬增強(qiáng)層或纖維增強(qiáng)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬增強(qiáng)層與管材軸心線成50°-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0. 6-1. 5毫米，其鋼絲纏繞間隙最小為0. 5 mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)其特征在于，所述纖維增強(qiáng)層與管材軸心線成50°-60°角度，呈纖維雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)，由右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層組成，所述纖維是經(jīng)涂覆專用環(huán)氧樹脂膠的纖維，纖維線密度為 1200-4800tex，涂膠層厚度 0. 2mm-0. 5 mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述纖維增強(qiáng)層其所用材質(zhì)是超高分子量聚乙烯纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、滌綸纖維、 錦綸纖維中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述玻璃纖維是E型高強(qiáng)無堿玻璃纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基體管(1)其所用材質(zhì)是分子量為150萬-500萬單位的超高分子量聚乙烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外壁(3 )其所用材質(zhì)是改性高密度聚乙烯。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)，屬于管道連接件技術(shù)領(lǐng)域。包括有基體管、增強(qiáng)層、外壁。所述增強(qiáng)層至少設(shè)置一層，置于基體管與外壁之間，在基體管與增強(qiáng)層之間、增強(qiáng)層與外壁之間采用改性專用聚烯烴膠或?qū)Ｓ铆h(huán)氧樹脂膠加熱加壓粘接成一體。所述增強(qiáng)層設(shè)置為金屬增強(qiáng)層或纖維增強(qiáng)層。所述增強(qiáng)層與管材軸心線成500-600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0.6-1.5毫米，其鋼絲纏繞間隙最小為0.5mm。所述基體管其所用材質(zhì)是分子量為150萬-500萬單位的超高分子量聚乙烯。所述外壁其所用材質(zhì)是改性高密度聚乙烯。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，是一種適用于特殊要求下，使用壽命長的高承壓超高分子量聚乙烯增強(qiáng)復(fù)合管材結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)F16L9/12GK202091649SQ201020627559
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月27日
發(fā)明者劉海鷹, 李強(qiáng), 鄒慈勝, 郭愛平 申請(qǐng)人:泰州申視塑料有限公司