專利名稱：疏浚用大口徑耐磨復(fù)合管及其制備方法
疏浚用大口徑耐磨復(fù)合管及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于疏浚工程領(lǐng)域設(shè)備及制備工藝，特別涉及一種疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管及其制備方法。
背景技術(shù)：
疏浚管道是疏浚施工船、挖泥船的配套產(chǎn)品，用于江河湖海的清淤排污、航道疏浚、港口建設(shè)及填海造地、海地采礦等工程。目前，疏浚輸沙工程中，疏浚管大多采用合金鑄鐵、鑄鋼等金屬材料，I 3年左右管線磨損、生銹嚴重，經(jīng)常需要修補；同時重量重，安裝搬運不方便。本發(fā)明所制備的疏浚管采用復(fù)合材料制備，耐磨、抗腐蝕性好，使用壽命長；強度高、重量輕，管道運輸方便。本發(fā)明的耐磨疏浚管大規(guī)模應(yīng)用能提高疏浚的整體效益和效率，很有發(fā)展前景。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的旨在改進金屬疏浚管道耐磨性、抗腐蝕性差、重量重的缺點提供一種疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管。
本發(fā)明目的采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)，一種疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管，其公稱直徑400 2000mm，長度4 12m，由復(fù)合材料管身和復(fù)合材料帶頸法蘭組成，管身從內(nèi)向外分為耐磨層和纏繞結(jié)構(gòu)層兩部分，帶頸法蘭開有均布螺栓連接孔，管一頭端面設(shè)有密封槽；所述的纏繞結(jié)構(gòu)層和帶頸法蘭所用復(fù)合材料為樹脂與玻璃纖維紗，所述的耐磨層所用復(fù)合材料為樹脂與耐磨填料。
本發(fā)明的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管公稱直徑700 1500mm,長度4 12m。
本發(fā)明的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管中，其耐磨層厚度6 18mm，耐磨層所用的復(fù)合材料中耐磨填料與樹脂質(zhì)量比為150:100 300:100。
本發(fā)明的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管中，所述的耐磨填料為碳化硅、三氧化二鋁、氮化硅、氧化鋯陶瓷中一種或兩種的混合，如果是兩種混合物，混合比為30:70 70:30。
本發(fā)明的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管中，所述的纏繞結(jié)構(gòu)層厚度6 20mm，所用的復(fù)合材料中玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在60% 75%。
本發(fā)明的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管中，所述的帶頸法蘭所用的復(fù)合材料中玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在50% 75%。
本發(fā)明的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管中，耐磨層、纏繞結(jié)構(gòu)層和帶頸法蘭的復(fù)合材料中所用的樹脂為不飽和樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂、聚氨酯或酚醛樹脂。
本發(fā)明的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管的制備方法，其制備工藝如下:首先，把芯模安裝在纏繞機上，按耐磨填料和樹脂的質(zhì)量比例150:100 300:100將耐磨填料加入樹脂中攪拌均勻，然后均勻地涂抹在芯模上到耐磨層設(shè)計厚度；固化后修平表面，然后在耐磨層上微機控制纏繞樹脂浸潤的玻璃纖維紗制成復(fù)合材料纏繞結(jié)構(gòu)層，其中玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在60% 75% ;固化后，兩端手工鋪放結(jié)合纏繞的方法制備出復(fù)合材料帶頸法蘭，其帶頸法蘭所用的樹脂浸潤的玻璃纖維紗復(fù)合材料中，玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在50% 75% ;整體固化后，加工出螺栓連接孔和密封槽即成。
本發(fā)明的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管的用法，使用時管端面密封槽中安裝橡膠密封圈，將兩根管之間帶頸法蘭通過螺栓連接孔螺栓連接。
本發(fā)明的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管有以下優(yōu)點: 1)管道包括管道之間的連接法蘭整體采用復(fù)合材料制備，抗腐蝕性好、重量輕，運輸方便； 2)耐磨填料增強樹脂復(fù)合材料耐磨層，提高了管道的抗磨損性能；同時，復(fù)合材料纏繞結(jié)構(gòu)層的存在，不會由于耐磨層的磨損而降低管道的機械性能； 3)管與管之間通過復(fù)合材料法蘭直接用螺栓連接，安裝、拆卸及運輸都方便，管道遭到外力破壞后，修復(fù)更換管道同樣方便。
使用本發(fā)明 制備的疏浚管具有耐磨性和抗腐蝕性好、使用壽命長、管材重量輕、減少能耗、使用方便，是金屬疏浚管優(yōu)異的替代品。


圖1為本發(fā)明的耐磨復(fù)合材料管結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的耐磨復(fù)合材料管帶頸法蘭結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的耐磨復(fù)合材料管結(jié)構(gòu)剖視圖； 其中:1 一管身；2—帶頸法蘭；3—耐磨層；4一纏繞結(jié)構(gòu)層；5—螺栓連接孔；6—密封槽。
具體實施方式
實施例1 疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管制備。疏浚大口徑耐磨管公稱DN700，長度6m，耐磨層厚度8mm,纏繞結(jié)構(gòu)層厚度IOmm,管體總厚度18mm,兩端法蘭均布24個？ 22mm螺栓孔,法蘭盤厚度36mm。制備工藝如下:首先，把直徑？ 700、長度8m芯模安裝在纏繞機上，把100目和60目的碳化硅顆粒的混合物，兩種顆粒質(zhì)量比為40:60加入到乙烯基酯樹脂中混合均勻，其中，碳化硅顆粒與乙烯基酯樹脂質(zhì)量比為250:100，然后均勻地涂抹在芯模上，厚度8mm ;固化后，表面打磨平滑，在其表面上微機控制纏繞浸潤乙烯基酯樹脂的玻璃纖維紗，制備復(fù)合材料纏繞結(jié)構(gòu)層，層厚10mm，其中玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在60% 75% ;固化后，兩端手工鋪放結(jié)合纏繞的方法制備出復(fù)合材料帶頸法蘭，帶頸法蘭所用的浸潤乙烯基酯樹脂的玻璃纖維紗復(fù)合材料中，玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在50% 75% ;整體固化后，按尺寸加工出帶頸法蘭，并沿圓周方向加工出？ 22螺栓連接孔24個和密封槽。經(jīng)過測試，耐磨管道性能滿足使用要求。
實施例2 疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管制備。疏浚大口徑耐磨管公稱DN1000，長度12m，耐磨層厚度8mm,纏繞結(jié)構(gòu)層厚度16mm,管體總厚度24mm,兩端法蘭均布36個？ 26mm螺栓孔,法蘭盤厚度40mm。制備工藝如下:首先，把直徑？？1000mm、長度13m芯模安裝在纏繞機上，按100目氧化鋁粉末和不飽和樹脂質(zhì)量比例300:100配料，配制好的100目的氧化鋁粉末和不飽和樹脂混合物均勻地涂抹在芯模上，厚度8mm ;固化后，表面打磨平滑；在其表面上微機控制纏繞不飽和樹脂浸潤的玻璃纖維紗，制備復(fù)合材料纏繞結(jié)構(gòu)層，層厚16mm，其中玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在60% 75%;固化后，兩端手工鋪放結(jié)合纏繞的方法制備出復(fù)合材料帶頸法蘭，帶頸法蘭所用的不飽和樹脂浸潤的玻璃纖維紗復(fù)合材料中，玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在50% 75% ;整體固化后，按尺寸加工出帶頸法蘭，并沿圓周方向加工出？ 26mm螺栓連接孔36個和密封槽。經(jīng)過測試，耐磨管道性能滿足使用要求。
實施例3 疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管制備。疏浚大口徑耐磨管公稱DN1000，長度12m，耐磨層厚度8mm,纏繞結(jié)構(gòu)層厚度16mm,管體總厚度24mm,兩端法蘭均布36個？ 26mm螺栓孔,法蘭盤厚度40mm。制備工藝如下:首先，把直徑？？1000mm、長度13m芯模安裝在纏繞機上，把80目的氧化鋁粉末和150目的碳化硅粉末的混合物，兩種顆粒質(zhì)量比為70:30加入到乙烯基酯樹脂中混合均勻，其中，碳化硅顆粒與乙烯基酯樹脂質(zhì)量比為280:100，然后均勻地涂抹在芯模上，厚度8mm ;固化后，表面打磨平滑；在其表面上微機控制纏繞乙烯基酯樹脂浸潤的玻璃纖維紗，制備復(fù)合材料纏繞結(jié)構(gòu)層，層厚16mm，其中玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在60% 75% ;固化后，兩端手工鋪放結(jié)合纏繞的方法制備出復(fù)合材料帶頸法蘭，其帶頸法蘭所用的乙烯基酯樹脂浸潤的玻璃纖維紗復(fù)合材料中，玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在50% 75% ;整體固化后，按尺寸加工出帶頸法蘭，并沿圓周方向加工出？ 26mm螺栓連接孔36個和密封槽。經(jīng)過測試，耐磨管道性能滿足使用要求。
實施例4 疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管制備。疏浚大口徑耐磨管公稱DN800，長度10m，耐磨層厚度8mm，纏繞結(jié)構(gòu)層厚度10mm，管體總厚度18mm，兩端法蘭均布24個？ 22mm螺栓孔，法蘭盤厚度32mm。制備工藝如下:首先，把直徑？ 800、長度12m芯模安裝在纏繞機上，把100目的碳化硅顆粒加入到環(huán)氧樹脂E51中混合均勻，其中，碳化硅顆粒與環(huán)氧樹脂質(zhì)量比為230:100，加入固化劑聚酰胺，攪拌均勻后涂抹在芯模上，厚度8mm;固化后，表面打磨平滑，在其表面上微機控制纏繞浸潤聚酰胺/E51環(huán)氧樹脂固化體系的玻璃纖維紗，制備復(fù)合材料纏繞結(jié)構(gòu)層，層厚10mm，其中玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在60% 75% ;固化后，兩端手工鋪放結(jié)合纏繞的方法制備出復(fù)合材料帶頸法蘭，其帶頸法蘭所用的浸潤聚酰胺/E51環(huán)氧樹脂固化體系的玻璃纖維紗復(fù)合材料中，玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在50% 75%;整體固化后，按尺寸加工 出帶頸法蘭，并沿圓周方向加工出？ 22螺栓連接孔24個和密封槽。經(jīng)過測試，耐磨管道性能滿足使用要求。
上面附圖及實施例中描述了本發(fā)明的一些示例性實施方案，但是這些實施方案只是對本發(fā)明進行舉例說明，本發(fā)明并不限于所述的具體實例，凡是不違背本發(fā)明所述連接結(jié)構(gòu)實質(zhì)的各種變型，均應(yīng)為本發(fā)明請求保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管，其特征在于，其公稱直徑400 2000mm，長度4 12m，由復(fù)合材料管身(I)和復(fù)合材料帶頸法蘭(2)組成，管身(I)從內(nèi)向外分為耐磨層(3)和纏繞結(jié)構(gòu)層(4)兩部分，帶頸法蘭(2)開有均布螺栓連接孔(5)，管一頭端面設(shè)有密封槽(6);所述的纏繞結(jié)構(gòu)層(4)和帶頸法蘭(2)所用復(fù)合材料為樹脂與玻璃纖維紗，所述的耐磨層(3)所用復(fù)合材料為樹脂與耐磨填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管，其特征在于:其公稱直徑700 1500mm,長度 4 12m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管，其特征在于，其耐磨層(3)厚度6 18mm,耐磨層所用的復(fù)合材料中耐磨填料與樹脂質(zhì)量比為150:100 300:100。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管，其特征在于，所述的耐磨填料為碳化硅、三氧化二鋁、氮化硅、氧化鋯陶瓷中一種或兩種的混合，如果是兩種混合物，混合比為 30:70 70:30。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管，其特征在于:所述的纏繞結(jié)構(gòu)層(4)厚度6 20mm，所用的復(fù)合材料中玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在60% 75%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管，其特征在于:所述的帶頸法蘭(2)所用的復(fù)合材料中玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在50% 75%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管，其特征在于:耐磨層、纏繞結(jié)構(gòu)層和帶頸法蘭的復(fù)合材料中所用的樹脂為不飽和樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂、聚氨酯或酚醛樹脂。
8.如權(quán)利要求1或2所述的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管的制備方法，其特征在于制備工藝如下:首先，把芯模安裝在纏繞機上，按耐磨填料和樹脂的質(zhì)量比例150:100 300:100將耐磨填料加入樹脂中攪拌均勻，然后均勻地涂抹在芯模上到耐磨層設(shè)計厚度；固化后修平表面，然后在耐磨層上微機控制纏繞樹脂浸潤的玻璃纖維紗制成復(fù)合材料纏繞結(jié)構(gòu)層，其中玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在60% 75% ;固化后，兩端手工鋪放結(jié)合纏繞的方法制備出復(fù)合材料帶頸法蘭，其帶頸法蘭所用的樹脂浸潤的玻璃纖維紗復(fù)合材料中，玻璃纖維紗的質(zhì)量百分含量控制在50% 75% ;整體固化后，加工出螺栓連接孔和密封槽即成。
9.如權(quán)利要求1或2所述的疏浚大口徑耐磨復(fù)合材料管的用法，其特征在于:使用時管端面密封槽(6 )中安裝橡膠密封圈，將兩根管之間帶頸法蘭(2 )通過螺栓連接孔(5 )螺栓連接。
全文摘要
一種疏浚用大口徑耐磨復(fù)合管及其制備方法。該管由復(fù)合材料管身和復(fù)合材料帶頸法蘭組成，管身從內(nèi)向外分為耐磨層和纏繞結(jié)構(gòu)層兩部分，帶頸法蘭開有均布螺栓連接孔，管一頭端面設(shè)有密封槽；其纏繞結(jié)構(gòu)層和帶頸法蘭為樹脂與玻璃纖維紗，耐磨層為樹脂與耐磨填料。制備工藝把芯模安裝在纏繞機上，耐磨填料加入樹脂中拌勻后均勻地涂抹在芯模上到耐磨層設(shè)計厚度；固化后修平表面，在耐磨層上微機控制纏繞浸潤樹脂的玻璃纖維紗制出復(fù)合材料纏繞結(jié)構(gòu)層；固化后，兩端手工鋪放結(jié)合纏繞的方法制備出復(fù)合材料帶頸法蘭；整體固化后，加工出螺栓連接孔和密封槽即成。本管道整體采用復(fù)合材料制備，抗腐蝕性好、重量輕，運輸方便。
文檔編號B29C70/32GK103148289SQ20131007535
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者平杰 申請人:湖北中澳復(fù)合制品有限公司