大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)及增強(qiáng)復(fù)合管成型工藝的制作方法
【專利摘要】大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，屬于增強(qiáng)復(fù)合管道【技術(shù)領(lǐng)域】。由增強(qiáng)復(fù)合管及兩端法蘭構(gòu)成，增強(qiáng)復(fù)合管的中心層為螺旋焊接鋼管，螺旋焊接鋼管的外壁設(shè)置玻璃鋼纏繞層構(gòu)成增強(qiáng)復(fù)合管的外層，螺旋焊接鋼管的內(nèi)壁設(shè)置帶鉤絲網(wǎng)和旋塑涂層構(gòu)成增強(qiáng)復(fù)合管的內(nèi)層；增強(qiáng)復(fù)合管成型工藝的步驟包括采用螺旋焊接工藝成型制作螺旋焊接鋼管，鋼管的內(nèi)壁上焊接設(shè)置帶鉤絲網(wǎng)并采用旋塑成型設(shè)備制作旋塑涂層，外表面纏繞成型玻璃鋼纏繞層。本專利所述大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)具有極好的耐腐性能和輕質(zhì)高強(qiáng)特性，其耐壓、耐腐、使用年限、生產(chǎn)成本、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益上都優(yōu)于目前使用的各種管道，成型過程高效、節(jié)能、環(huán)保。
【專利說明】大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)及增強(qiáng)復(fù)合管成型工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于玻璃鋼復(fù)合管道【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)及增強(qiáng)復(fù)合管成型工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在大型水利工程、自來水原水進(jìn)水管、遠(yuǎn)距離飲用水供水工程、城市排水總管等公用供水工程及通風(fēng)工程中，所使用的大口徑輸水管道主要采用的有鋼板管、鑄鐵管、鋼筒混凝土管等，從各類管子的使用狀況來看，鋼板管、鑄鐵管都需要進(jìn)行內(nèi)壁防腐處理，防腐處理成本導(dǎo)致了管材生產(chǎn)成本高，鋼板管現(xiàn)場(chǎng)安裝連接又是采用焊接的方式，需要?jiǎng)佑脤Ｓ迷O(shè)備，增加了安裝過程的復(fù)雜性；鑄鐵管雖然現(xiàn)場(chǎng)安裝采用大小頭承插這種相對(duì)比較簡(jiǎn)單的方式，但其從制造工藝上限制了管子口徑的只能在3m以內(nèi)，并且比重高、材質(zhì)脆性，在實(shí)際使用中存在易銹蝕、泄露等很多安全隱患；而鋼筒混凝土管的笨重是比較突出的問題，一般情況下，一節(jié)口徑3m、長(zhǎng)5m的管節(jié)重達(dá)35噸，給運(yùn)輸、施工都帶來很大麻煩，而且水泥不耐腐，不宜在酸性、鹽堿土地區(qū)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種旨將玻璃鋼管、鋼管、PE塑料管的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合于一體、同時(shí)互補(bǔ)克服單類材料管道薄弱點(diǎn)的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)及增強(qiáng)復(fù)合管成型工藝技術(shù)方案，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0004]所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，包括增強(qiáng)復(fù)合管及配合設(shè)置在增強(qiáng)復(fù)合管兩端的法蘭，其特征在于增強(qiáng)復(fù)合管的中心層為螺旋焊接鋼管，螺旋焊接鋼管的外圓周表面配合設(shè)置玻璃鋼纏繞層構(gòu)成增強(qiáng)復(fù)合管的外層，螺旋焊接鋼管的內(nèi)圓周表面連接設(shè)置帶鉤絲網(wǎng)，同時(shí)復(fù)合設(shè)置旋塑涂層，旋塑涂層與帶鉤絲網(wǎng)配合構(gòu)成增強(qiáng)復(fù)合管的結(jié)構(gòu)型鋼塑復(fù)合內(nèi)層。
[0005]所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，其特征在于所述的帶鉤絲網(wǎng)焊接固定在螺旋焊接鋼管內(nèi)壁。
[0006]所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，其特征在于所述的旋塑涂層采用中式旋塑工藝貼敷設(shè)置在中心層螺旋焊接鋼管的內(nèi)壁，并與帶鉤絲網(wǎng)構(gòu)成插接配合的一體連接結(jié)構(gòu)。
[0007]所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，其特征在于所述的玻璃鋼纏繞層采用玻璃鋼纏繞工藝復(fù)合設(shè)置在中心層螺旋焊接鋼管的外表面。
[0008]所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，其特征在于所述的法蘭與中心層螺旋焊接鋼管之間焊接固定。
[0009]所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，其特征在于所述螺旋焊接鋼管由鋼帶采用螺旋焊接工藝制作成型。
[0010]所述的增強(qiáng)復(fù)合管成型工藝，其特征在于包括以下工藝步驟:
I)根據(jù)增強(qiáng)復(fù)合管的口徑規(guī)格選擇合適的寬度、厚度的鋼帶，采用螺旋焊接工藝成型制作螺旋焊接鋼管；
2)中心層螺旋焊接鋼管的內(nèi)壁上通過焊接固定連接帶鉤絲網(wǎng)，然后進(jìn)行內(nèi)外表面進(jìn)行化學(xué)清洗處理；
3)采用旋塑成型設(shè)備，使用石油液化氣或天燃?xì)鈱?duì)經(jīng)上述步驟2)加工處理的螺旋焊接鋼管的管壁進(jìn)行加熱至設(shè)定溫度，投入PE塑料，在設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度下使PE塑料逐步熔溶并貼敷在螺旋焊接鋼管的內(nèi)壁構(gòu)成旋塑涂層，成型過程中通過控制PE塑料的投入量來控制旋塑涂層的厚度；
4)步驟3)中成型的旋塑涂層經(jīng)冷卻后安放在FRP纏繞機(jī)上，在螺旋焊接鋼管的外表面纏繞成型玻璃鋼纏繞層，根據(jù)所需加工管子的壁厚加工要求設(shè)置纏繞參數(shù)，所采用的原料先按玻璃纖維與樹脂進(jìn)行配比，玻璃纖維與樹脂的重量比為:玻璃纖維用量60~70%、樹脂用量30~40%，再加入固化劑、催化劑和填料，其中固化劑的用量為樹脂量的I~4%，催化劑用量為樹脂量的I~4%，、填料用量是樹脂量的5~20% ；
5)步驟4)中成型的玻璃鋼纏繞層固化后整即可獲得所述增強(qiáng)復(fù)合管。
[0011]所述的增強(qiáng)復(fù)合管的成型工藝，其特征在于步驟4)中壁厚加工要求為I~3mm，所述FRP纏繞機(jī)的纏繞參數(shù)包括纏繞角度的取值為45°~90°、排紗精度±0.5mm、抽紗速度^ 130m/min、紗片寬4~200mm，纏繞方式采用螺旋、環(huán)向自動(dòng)切換。
[0012]所述的增強(qiáng)復(fù)合管的成型工藝，其特征在于步驟4)中所述玻璃纖維與樹脂的重量占比為:玻璃纖維用量占65%、樹脂用量占35%。
[0013]上述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)合理，將玻璃鋼、鋼管、PE塑料管的優(yōu)點(diǎn)有效結(jié)合、同時(shí)互補(bǔ)克服鋼材不耐腐、塑料不耐壓等單類材料管道的薄弱點(diǎn)，產(chǎn)品最大口徑可達(dá)5~6m，具有極好的抗壓性、抗沖擊性和抗腐蝕能力，產(chǎn)品重量輕、使用壽命長(zhǎng)且安裝簡(jiǎn)便、安全、可靠，增強(qiáng)復(fù)合管成型過程高效、節(jié)能、環(huán)保，可明顯降低制造、運(yùn)輸與安裝成本，其造價(jià)遠(yuǎn)低于承載相同的鋼`鐵管，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于大型水利工程、自來水原水進(jìn)水管、遠(yuǎn)距離飲用水供水工程、城市排水工程等介質(zhì)輸送，是傳統(tǒng)鋼質(zhì)管、水泥管、鑄鐵管、鋼筒混凝土等管理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中A-A截面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1 一增強(qiáng)復(fù)合管、Ia —玻璃鋼纏繞層、Ib —螺旋焊接鋼管、Ic 一帶鉤絲網(wǎng)、Id -旋塑涂層、2 —法蘭。
【具體實(shí)施方式】
[0015]現(xiàn)結(jié)合說明書附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】:
如圖所示為大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，由增強(qiáng)復(fù)合管I和連接在其兩端的法蘭2配合構(gòu)成，其中增強(qiáng)復(fù)合管I的中心層為螺旋焊接鋼管lb，螺旋焊接鋼管Ib由鋼帶采用螺旋焊接工藝制作成型，螺旋焊接鋼管Ib外側(cè)復(fù)合設(shè)置玻璃鋼纏繞層Ia構(gòu)成增強(qiáng)復(fù)合管I的外層，螺旋焊接鋼管Ib的內(nèi)表面連接設(shè)置帶鉤絲網(wǎng)lc，并復(fù)合設(shè)置旋塑涂層ld，旋塑涂層Id與帶鉤絲網(wǎng)Ic配合構(gòu)成增強(qiáng)復(fù)合管I的結(jié)構(gòu)型鋼塑復(fù)合內(nèi)層，這種結(jié)構(gòu)型鋼塑復(fù)合內(nèi)層比鋼管內(nèi)壁簡(jiǎn)單膠粘內(nèi)襯一層塑料具有粘結(jié)性好且旋塑層可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求達(dá)到一定厚度，這是也鋼管內(nèi)壁簡(jiǎn)單膠粘內(nèi)襯一層塑料的結(jié)構(gòu)所無法實(shí)現(xiàn)；法蘭2通過焊接固定連接在中心層螺旋焊接鋼管Ib的兩端，外層的玻璃鋼纏繞層Ia采用玻璃鋼纏繞工藝復(fù)合設(shè)置在中心層螺旋焊接鋼管Ib的外表面，帶鉤絲網(wǎng)Ic通過焊接固定連接在螺旋焊接鋼管Ib內(nèi)壁上，旋塑涂層Id采用中式旋塑工藝貼敷設(shè)置在中心層螺旋焊接鋼管Ib的內(nèi)表面，并與帶鉤絲網(wǎng)Ic構(gòu)成插接配合的一體連接結(jié)構(gòu)，即帶鉤絲網(wǎng)Ic的連接帶復(fù)合設(shè)置在旋塑涂層Id與螺旋焊接鋼管Ib內(nèi)壁之間，帶鉤絲網(wǎng)Ic的鉤體部分全部插接在旋塑涂層Id內(nèi)，構(gòu)成結(jié)構(gòu)型鋼塑復(fù)合內(nèi)層。
[0016]上述實(shí)施例中所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，其成型制作過程包括:
1)根據(jù)增強(qiáng)復(fù)合管I的口徑規(guī)格選擇合適的寬度、厚度的鋼帶，采用螺旋焊接工藝成型制作螺旋焊接鋼管Ib ；
2)中心層螺旋焊接鋼管Ib的內(nèi)壁上通過焊接固定連接帶鉤絲網(wǎng)lc，然后進(jìn)行內(nèi)外表面進(jìn)行化學(xué)清洗處理；
3)采用旋塑成型設(shè)備，使用石油液化氣或天燃?xì)鈱?duì)經(jīng)上述步驟2)加工處理的螺旋焊接鋼管Ib的管壁進(jìn)行加熱至設(shè)定溫度，投入PE塑料，在設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度下使PE塑料逐步熔溶并貼敷在螺旋焊接鋼管Ib的內(nèi)壁構(gòu)成旋塑涂層ld，成型過程中通過控制PE塑料的投入量來控制旋塑涂層Id的厚度；
4)步驟3)中成型的旋塑涂層Id經(jīng)冷卻后安放在FRP纏繞機(jī)上，在螺旋焊接鋼管Ib的外表面纏繞成型玻璃鋼纏繞層la，根據(jù)所需加工管子的直徑及壁厚等加工要求設(shè)置纏繞參數(shù)，以纏繞厚度I?3mm為例，相關(guān)纏繞參數(shù)設(shè)置為:纏繞角度的取值為45°?90°、排紗精度±0.5mm、抽紗速度=130m/min、紗片寬4?200mm，纏繞方式采用螺旋、環(huán)向自動(dòng)切換，先按設(shè)定纏繞角度進(jìn)行螺旋纏繞，完成后自動(dòng)切換到環(huán)向纏繞；所采用的原料先按玻璃纖維與樹脂進(jìn)行配比，玻璃纖維與樹脂的重量比為:玻璃纖維用量60?70%、優(yōu)選65%，樹脂用量30?40%、優(yōu)選35%，再加入固化劑、催化劑和填料，其中固化劑的用量為樹脂量的I?4%，催化劑用量為樹脂量的I?4%，、填料用量是樹脂量的5?20% ;上述材料按相應(yīng)的比例進(jìn)行原料配比、混合后且攪拌均勻后投入使用，同時(shí)按設(shè)定的纏繞參數(shù)進(jìn)行表面層玻璃鋼的纏繞，構(gòu)成玻璃鋼纏繞層Ia ；
5)步驟4)中成型的玻璃鋼纏繞層Ia固化后整即可獲得所述增強(qiáng)復(fù)合管。
[0017]本發(fā)明所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)以螺旋焊接鋼管Ib承壓，以旋塑涂層Id構(gòu)成光滑耐腐內(nèi)壁、以玻璃鋼纏繞層Ia構(gòu)成輕質(zhì)增強(qiáng)外表并防腐，因此，產(chǎn)品外型似玻璃鋼管、防耐壓似鋼管、安裝似塑料管，具有漂亮外觀的同時(shí)具有極好的耐腐性能和輕質(zhì)高強(qiáng)特性，其耐壓、耐腐、使用年限、生產(chǎn)成本、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益上都優(yōu)于目前使用的各種管道，是現(xiàn)有技術(shù)中各種鋼質(zhì)管、水泥管、鑄鐵管、鋼筒混凝土管的理想更型替代產(chǎn)品，使用過程中不會(huì)產(chǎn)生第二次污染，可確保水質(zhì)安全可靠，而且安裝施工中管道的連接方式及其簡(jiǎn)便、安全、可靠，只需在首尾相連的法蘭2之間配合設(shè)置橡膠密封圈確保連接不會(huì)出現(xiàn)滲漏。
[0018]本專利產(chǎn)品的生產(chǎn)過程科學(xué)、合理且省工、省時(shí)，具有高效、節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)，同時(shí)材料成本低，因此其造價(jià)遠(yuǎn)低于承載相同的鋼鐵管，以下用口徑3m、長(zhǎng)Im本專利所述增強(qiáng)復(fù)合管I與傳統(tǒng)鋼鐵管相比進(jìn)行說明:
鋼鐵管壁厚取22mm，承載相同壓力的本專利產(chǎn)品的壁厚則為25mm，其中玻璃鋼纏繞層Ia的厚度為3mm、螺旋焊接鋼管Ib的壁厚為8mm,旋塑涂層Id的厚度為14mm ；
現(xiàn)設(shè)定鋼材及加工費(fèi)為10元/kg，玻璃鋼材料及加工費(fèi)為22元/kg，PE塑料及加工費(fèi)為20元/kg，產(chǎn)品制造成本計(jì)算如下:
鋼鐵管:3m*3.1416*lm*0.022m*7.8cm3 *10 元 /kg =16172.9 元 /m ;
本專利所述增強(qiáng)復(fù)合管1:
螺旋焊接鋼管1b:
3m*3.1416*lm*0.008m*7.8 cm3*10 兀 /kg =5581.0 兀 /m ;
玻璃鋼纏繞層Ia:
3m*3.1416*lm*0.003m *1.75 cm3*22 兀 /kg =1088.5 兀 /m ;
旋塑涂層Id:
3m*3.1416*lm*0.014m*0.9cm3x20 兀 /kg =2375.0 兀 /m
上述的螺旋焊接鋼管lb、玻璃鋼纏繞層la、旋塑涂層Id三項(xiàng)合計(jì)為9044.5元/m ;鋼鐵管與本專利所訴增強(qiáng)復(fù)合管I兩者之間的差額16172.9元/m — 9044.5元/m =7128.4 元 /m。
[0019]綜上所述，對(duì)于口徑需要3米、壁厚為22mm的鋼鐵管，如果達(dá)到同樣的孔徑和承壓，采用本專利所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，單米成本就可節(jié)約7128.4元。
【權(quán)利要求】
1.大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，包括增強(qiáng)復(fù)合管(I)及配合設(shè)置在增強(qiáng)復(fù)合管(I)兩端的法蘭(2)，其特征在于增強(qiáng)復(fù)合管(I)的中心層為螺旋焊接鋼管(lb)，螺旋焊接鋼管(Ib)的外圓周表面配合設(shè)置玻璃鋼纏繞層(Ia)構(gòu)成增強(qiáng)復(fù)合管(I)的外層，螺旋焊接鋼管(Ib)的內(nèi)圓周表面連接設(shè)置帶鉤絲網(wǎng)(Ic),同時(shí)復(fù)合設(shè)置旋塑涂層(ld)，旋塑涂層(Id)與帶鉤絲網(wǎng)(Ic)配合構(gòu)成增強(qiáng)復(fù)合管(I)的結(jié)構(gòu)型鋼塑復(fù)合內(nèi)層。
2.如權(quán)利要求1所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，其特征在于所述的帶鉤絲網(wǎng)(Ic)焊接固定在螺旋焊接鋼管(Ib)內(nèi)壁。
3.如權(quán)利要求1所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，其特征在于所述的旋塑涂層(Id)采用中式旋塑工藝貼敷設(shè)置在中心層螺旋焊接鋼管(Ib)的內(nèi)壁，并與帶鉤絲網(wǎng)(Ic)構(gòu)成插接配合的一體連接結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，其特征在于所述的玻璃鋼纏繞層(Ia)采用玻璃鋼纏繞工藝復(fù)合設(shè)置在中心層螺旋焊接鋼管(Ib)的外表面。
5.如權(quán)利要求1所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，其特征在于所述的法蘭(2)與中心層螺旋焊接鋼管(Ib )之間焊接固定。
6.如權(quán)利要求1所述的大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)，其特征在于所述螺旋焊接鋼管(Ib)由鋼帶采用螺旋焊接工藝制作成型。
7.如權(quán)利要求1所述大口徑鋼塑增強(qiáng)復(fù)合管節(jié)的增強(qiáng)復(fù)合管成型工藝，其特征在于包括以下工藝步驟: 1)根據(jù)增強(qiáng)復(fù)合管(I)的口徑規(guī)格選擇合適的寬度、厚度的鋼帶，采用螺旋焊接工藝成型制作螺旋焊接鋼管(Ib); 2)螺旋焊接鋼管(Ib)的內(nèi)壁上通過焊接固定連接帶鉤絲網(wǎng)(lc)，然后進(jìn)行內(nèi)外表面進(jìn)行化學(xué)清洗處理； 3)采用旋塑成型設(shè)備，使用石油液化氣或天燃?xì)鈱?duì)經(jīng)上述步驟2)加工處理的螺旋焊接鋼管(Ib)的管壁進(jìn)行加熱至設(shè)定溫度，投入PE塑料，在設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度下使PE塑料逐步熔溶并貼敷在螺旋焊接鋼管(Ib)的內(nèi)壁構(gòu)成旋塑涂層(ld)，成型過程中通過控制PE塑料的投入量來控制旋塑涂層(Id)的厚度； 4)步驟3)中成型的旋塑涂層(Id)經(jīng)冷卻后安放在FRP纏繞機(jī)上，在螺旋焊接鋼管(Ib)的外表面纏繞成型玻璃鋼纏繞層(la)，根據(jù)所需加工管子的壁厚加工要求設(shè)置纏繞參數(shù)，所采用的原料先按玻璃纖維與樹脂進(jìn)行配比，玻璃纖維與樹脂的重量比為:玻璃纖維用量60?70%、樹脂用量30?40%，再加入固化劑、催化劑和填料，其中固化劑的用量為樹脂量的I?4%，催化劑用量為樹脂量的I?4%，、填料用量是樹脂量的5?20% ； 5)步驟4)中成型的玻璃鋼纏繞層(Ia)固化后整即可獲得增強(qiáng)復(fù)合管(I)。
8.如權(quán)利要求7所述的增強(qiáng)復(fù)合管的成型工藝，其特征在于步驟4)中壁厚加工要求為I?3mm，所述FRP纏繞機(jī)的纏繞參數(shù)包括纏繞角度的取值為45°?90°、排紗精度±0.5mm、抽紗速度=130m/min、紗片寬4?200mm，纏繞方式采用螺旋、環(huán)向自動(dòng)切換。
9.如權(quán)利要求7所述的增強(qiáng)復(fù)合管的成型工藝，其特征在于步驟4)中所述玻璃纖維與樹脂的重量占比為:玻璃纖維用量占65%、樹脂用量占35%。
【文檔編號(hào)】F16L23/02GK103615606SQ201310649272
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】葛介昌 申請(qǐng)人:葛介昌