CN106079499A - 一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，它包括如下步骤：放卷出内衬管、内衬管预热、内衬管外表面包覆粘结剂、加热带环向缠绕在包覆有粘结剂的内衬管外表面上、在加热带表面包覆粘结剂；将第一层纤维绳缠绕在加热带外表面上，对第二层纤维绳进行缠绕并再次包覆粘结剂；将第一层纤维带缠绕在纤维绳外表面，同时对纤维带进行加热，并对第二层纤维带进行缠绕；对缠绕纤维带之后的管道进行保温层包覆；对包覆有保温层的管道进行外层包覆；用牵引装置对制备好的复合管进行牵引，并用收卷装置进行收卷。本发明的有益效果是，生产的复合管道各层结合紧密，加热带能够对管道进行加热，管道使用时处于恒温状态，提高了管道的运输效率。

Description

一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法

技术领域

本发明涉及复合管道技术领域，具体涉及一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法。

背景技术

目前石油运输时集输管道所用的管道绝大多数采用的是金属管道，二金属管道易被石油中的复杂成分腐蚀，使用年限短，易发生泄漏，造成环境污染，而玻璃钢管道为脆性材料，在运输及安装过程中易发生脆性破坏，连接不方便，而且接头多，铺设成本高，不易大面积应用，因此需要将金属管道的高强度和玻璃钢管道的耐腐蚀性能结合在一起，而能够将这两种优点结合在一起的就是内衬用塑料耐腐蚀、用单向连续纤维增强的复合管道，在集输管道里由于温度降低，石油会发生石蜡析出，为了防止管道堵塞，就需要对管道进行加热，并防止热量的散失，因此设计了本发明专利中的复合管道，并提供了一种制备方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种性能优异的纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，解决目前石油集输管道上复合管存在的缺陷。

所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于包括如下步骤：

a. 由内衬管放卷装置放卷出内衬管；

b. 通过加热装置对内衬管进行预热，并用第一粘结树脂包覆装置在内衬管外表面包覆粘结剂；

c.用加热带缠绕装置将加热带环向缠绕在步骤b得到的包覆有粘结剂的内衬管外表面上；

d. 用第二粘结树脂包覆装置在步骤c的加热带表面包覆粘结剂；

e. 用第一纤维绳缠绕装置将第一层纤维绳缠绕在步骤d的包覆有粘结剂的加热带外表面上，再用第二纤维绳缠绕装置将第二层纤维绳缠绕在第一层纤维绳外表面，并用第三粘结树脂包覆装置在第二层纤维绳外表面包覆粘结剂，得到包覆有粘结剂的纤维绳管道；

f.用第一纤维带缠绕装置将第一层纤维带缠绕在步骤e得到的纤维绳管道外表面，同时用热吹风装置对第一层纤维带进行加热，将第二层纤维带在加热条件下用第二纤维带缠绕装置对第一层纤维带外表面进行缠绕，得到缠绕纤维带的纤维带管道；

g.用保温层包覆装置对步骤f得到的纤维带管道进行保温层包覆；

h. 用外层包覆装置对步骤g得到的包覆有保温层的纤维带管道进行外层包覆，得到制备好的复合管；

i. 用牵引装置对步骤h的制备好的复合管进行牵引，并用复合管收卷装置对制备好的复合管进行收卷，完成纤维绳带协同增强的恒温复合管的制备。

所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于：所述内衬管放卷装置由电机控制张紧力，加热装置采用红外加热方式，加热温度范围150-300 ℃。

所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于：所述第一粘结树脂包覆装置和第二粘结树脂包覆装置中用的树脂为环氧树脂AG-80/甲基六氢苯酐/2-乙基-4-甲基咪唑树脂体系。

所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于：所述加热带环向缠绕角度为80-90°。

所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于：所述第一纤维绳缠绕装置中的第一层纤维绳和第二纤维绳缠绕装置中的第二层纤维绳为纤维增强环氧树脂AG-80/甲基六氢苯酐/2-乙基-4-甲基咪唑树脂体系复合绳，绳的加捻角度为0-15°，纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、硼纤维、碳化硅纤维中的一种，第一层纤维绳和第二层纤维绳的缠绕角度均为45-60°，纤维体积含量为50-70%，单股纤维绳的外径为0.8-1.2 mm；第二纤维绳缠绕装置与第一纤维绳缠绕装置的旋转方向相反，速度大小相同。

所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于：第一纤维带缠绕装置和第一纤维绳缠绕装置的旋转方向相同，速度大小相同；第二纤维带缠绕装置和第二纤维绳缠绕装置的旋转方向相同，速度大小相同。

所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于：第一层纤维带和第二层纤维带的缠绕角度为35-65°，纤维带宽度为10-50 mm，厚度为0.15-0.3 mm，纤维的体积含量为50-70%，第一层纤维带和第二层纤维带缠绕时受张力控制，从内到外张力的设置比例为100:92，纤维带和纤维绳所用的纤维相同。

所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于：用热吹风装置对第一层纤维带和第二层纤维带进行加热，热吹风的温度设置为250-400℃。

所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于：保温层包覆装置中所用的保温材料为发泡聚氨酯；内衬管和外层包覆的材料均为PERT、PVDF、PEEK中的一种。

通过采用上述技术，与现有的技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明采用了粘结剂包覆装置，使得各层之间粘结牢固，纤维绳和纤维带同时使用，力学增强效果更好，而且重量小，加热层的添加使得复合管能够恒定在一定的温度下，提高了石油的输运效率，该制备方法简单合理，效率高，产品性能好。

附图说明

图1为本发明一种纤维绳带协同增强的恒温复合管成型工艺流程示意图；

图2为本发明纤维带缠绕时热吹风示意图。

图中：1-内衬管放卷装置，2-内衬管，3-加热装置，4-第一粘结树脂包覆装置，5-加热带缠绕装置，6-加热带，7-第二粘结树脂包覆装置，8-第一纤维绳缠绕装置，9-第一层纤维绳，10-第二纤维绳缠绕装置，11-第二层纤维绳，12-第三粘结树脂包覆装置，13-第一纤维带缠绕装置，14-第一层纤维带，15-第二纤维带缠绕装置，16-第二层纤维带，17-保温层包覆装置，18-外层包覆装置，19-牵引装置，20-复合管收卷装置，21-热吹风装置，22-纤维绳管道，23-纤维带管道。

具体实施方式

下面参照说明书附图和实施例对本发明作进一步的补充说明。

如图1-2所示，本发明的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，包括如下步骤：

a. 由内衬管放卷装置1放卷出内衬管2，所述内衬管放卷装置1由电机控制张紧力，加热装置3采用红外加热方式，加热温度范围150-300 ℃；

b. 通过加热装置3对内衬管2进行预热，并用第一粘结树脂包覆装置4在内衬管2外表面包覆粘结剂；

c.用加热带缠绕装置5将加热带6环向缠绕在步骤b得到的包覆有粘结剂的内衬管2外表面上，所述加热带6环向缠绕角度为80-90°；

d. 用第二粘结树脂包覆装置7在步骤c的加热带6表面包覆粘结剂，所述第一粘结树脂包覆装置4和第二粘结树脂包覆装置7中用的树脂为环氧树脂AG-80/甲基六氢苯酐/2-乙基-4-甲基咪唑树脂体系；

e. 用第一纤维绳缠绕装置8将第一层纤维绳9缠绕在步骤d的包覆有粘结剂的加热带6外表面上，再用第二纤维绳缠绕装置10将第二层纤维绳11缠绕在第一层纤维绳9外表面，并用第三粘结树脂包覆装置12在第二层纤维绳11外表面包覆粘结剂，得到包覆有粘结剂的纤维绳管道22；

f.用第一纤维带缠绕装置13将第一层纤维带14缠绕在步骤e得到的纤维绳管道22外表面，同时用热吹风装置21对第一层纤维带14进行加热，将第二层纤维带16在加热条件下用第二纤维带缠绕装置15对第一层纤维带14外表面进行缠绕，得到缠绕纤维带的纤维带管道23，用热吹风装置21对第一层纤维带14和第二层纤维带16进行加热，热吹风的温度设置为250-400℃；

g.用保温层包覆装置17对步骤f得到的纤维带管道23进行保温层包覆；

h. 用外层包覆装置18对步骤g得到的包覆有保温层的纤维带管道23进行外层包覆，得到制备好的复合管；

i. 用牵引装置19对步骤h的制备好的复合管进行牵引，并用复合管收卷装置20对制备好的复合管进行收卷，完成纤维绳带协同增强的恒温复合管的制备。

上述步骤中，所述第一纤维绳缠绕装置8中的第一层纤维绳9和第二纤维绳缠绕装置10中的第二层纤维绳11为纤维增强环氧树脂AG-80/甲基六氢苯酐/2-乙基-4-甲基咪唑树脂体系复合绳，绳的加捻角度为0-15°，纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、硼纤维、碳化硅纤维中的一种，第一层纤维绳9和第二层纤维绳11的缠绕角度均为45-60°，纤维体积含量为50-70%，单股纤维绳的外径为0.8-1.2 mm；第二纤维绳缠绕装置10与第一纤维绳缠绕装置8的旋转方向相反，速度大小相同，第一纤维带缠绕装置13和第一纤维绳缠绕装置8的旋转方向相同，速度大小相同；第二纤维带缠绕装置15和第二纤维绳缠绕装置10的旋转方向相同，速度大小相同；第一层纤维带14和第二层纤维带16的缠绕角度为35-65°，纤维带宽度为10-50 mm，厚度为0.15-0.3 mm，纤维的体积含量为50-70%，第一层纤维带14和第二层纤维带16缠绕时受张力控制，从内到外张力的设置比例为100:92，纤维带和纤维绳所用的纤维相同；保温层包覆装置17中所用的保温材料为发泡聚氨酯；内衬管2和外层包覆的材料均为PERT、PVDF、PEEK中的一种。

实施例一：

如图1-2所示，在本实施例中，本发明公开的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，内衬管2由内衬管放卷装置1放卷，先通过加热装置3对内衬管2进行预热，并用第一粘结树脂包覆装置4在内衬管2外表面包覆粘结剂；然后用加热带缠绕装置5将加热带6环向缠绕在包覆有粘结剂的内衬管2外表面上；再用第二粘结树脂包覆装置7在加热带6表面包覆粘结剂；接着用第一纤维绳缠绕装置8将第一层纤维绳缠9绕在包覆有粘结剂的加热带6外表面上，用第二纤维绳缠绕装置10对第二层纤维绳11进行缠绕，并用第三粘结树脂包覆装置12包覆粘结剂，得到包覆有粘结剂的纤维绳管道22；然后用第一纤维带缠绕装置13将第一层纤维带14缠绕在包覆有粘结剂的纤维绳管道22外表面，就制备出了缠绕纤维带之后的管道，同时用热吹风装置21对第一层纤维带14进行加热，对第二层纤维带16在加热条件下用第二纤维带缠绕装置15对第一层纤维带14进行缠绕；再用保温层包覆装置17对缠绕纤维带之后的纤维带管道23进行保温层包覆；后用外层包覆装置18对包覆有保温层的纤维带管道23进行外层包覆；最后用牵引装置19对制备好的复合管进行牵引，并用复合管收卷装置20对制备好的复合管进行收卷。

本发明中，加热装置3采用红外加热方式，加热温度为200℃，第一粘结树脂包覆装置4和第二粘结树脂包覆装置7中用的树脂为环氧树脂AG-80/甲基六氢苯酐/2-乙基-4-甲基咪唑树脂体系，其质量配比为100:120:1，加热带6环向缠绕角度为85°。第一纤维绳缠绕装置8中的第一层纤维绳9和第二纤维绳缠绕装置10中的第二层纤维绳11为纤维增强环氧树脂AG-80/甲基六氢苯酐/2-乙基-4-甲基咪唑树脂体系复合绳，绳的加捻角度为10°，纤维为玻璃纤维，纤维绳的缠绕角度均为55°，纤维体积含量为60%，单股纤维绳的外径为1 mm；第二纤维绳缠绕装置10与第一纤维绳缠绕装置8的旋转方向相反，速度大小相同。

第一纤维带缠绕装置13和第一纤维绳缠绕装置8的旋转方向相同，速度大小相同；第二纤维带缠绕装置15和第二纤维绳缠绕装置10的旋转方向相同，速度大小相同。纤维带的缠绕角度为55°，纤维带宽度为30 mm，厚度为0.3 mm，纤维的体积含量为60%；用热吹风装置对纤维带进行加热，热吹风的温度设置为300℃，纤维带缠绕时从内到外张力的设置比例为100:92，纤维带和纤维绳所用的纤维相同，保温层包覆装置中所用的保温材料为发泡聚氨酯；内衬管和外层包覆的材料均为PERT。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：

在本实施例中，其中加热装置加热温度220 ℃，第一粘结树脂包覆装置和第二粘结树脂包覆装置中用的树脂为环氧树脂AG-80/甲基六氢苯酐/2-乙基-4-甲基咪唑树脂体系，其质量配比为100:120:1，加热带环向缠绕角度为87°。第一纤维绳缠绕装置中的纤维绳和第二纤维绳缠绕装置中的纤维绳为纤维增强环氧树脂AG-80/甲基六氢苯酐/2-乙基-4-甲基咪唑树脂体系复合绳，绳的加捻角度为5°，纤维为碳纤维，纤维绳的缠绕角度均为56°，纤维体积含量为65%，单股纤维绳的外径为1.2 mm；第二纤维绳缠绕装置与第一纤维绳缠绕装置的旋转方向相反，速度大小相同；。

第一纤维带缠绕装置13和第一纤维绳缠绕装置8的旋转方向相同，速度大小相同；第二纤维带缠绕装置15和第二纤维绳缠绕装置10的旋转方向相同，速度大小相同。纤维带的缠绕角度为56°，纤维带宽度为40 mm，厚度为0.15 mm，纤维的体积含量为65%；用热吹风装置对纤维带进行加热，热吹风的温度设置为320℃，纤维带缠绕时从内到外张力的设置比例为100:92，纤维带和纤维绳所用的纤维相同，保温层包覆装置中所用的保温材料为发泡聚氨酯；内衬管和外层包覆的材料均为PVDF。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不受上述实施例的限制，可以在权利要求的范围内改动，如果在本发明技术方案的启发下做的改变、替代、组合、简化，而并非实质性的改变，只要符合本发明的发明目的，不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于包括如下步骤：

a. 由内衬管放卷装置（1）放卷出内衬管（2）；

b. 通过加热装置（3）对内衬管（2）进行预热，并用第一粘结树脂包覆装置（4）在内衬管（2）外表面包覆粘结剂；

c.用加热带缠绕装置（5）将加热带（6）环向缠绕在步骤b得到的包覆有粘结剂的内衬管（2）外表面上；

d. 用第二粘结树脂包覆装置（7）在步骤c的加热带（6）表面包覆粘结剂；

e. 用第一纤维绳缠绕装置（8）将第一层纤维绳（9）缠绕在步骤d的包覆有粘结剂的加热带（6）外表面上，再用第二纤维绳缠绕装置（10）将第二层纤维绳（11）缠绕在第一层纤维绳（9）外表面，并用第三粘结树脂包覆装置（12）在第二层纤维绳（11）外表面包覆粘结剂，得到包覆有粘结剂的纤维绳管道（22）；

f.用第一纤维带缠绕装置（13）将第一层纤维带（14）缠绕在步骤e得到的纤维绳管道（22）外表面，同时用热吹风装置（21）对第一层纤维带（14）进行加热，将第二层纤维带（16）在加热条件下用第二纤维带缠绕装置（15）对第一层纤维带（14）外表面进行缠绕，得到缠绕纤维带的纤维带管道（23）；

g.用保温层包覆装置（17）对步骤f得到的纤维带管道（23）进行保温层包覆；

h. 用外层包覆装置（18）对步骤g得到的包覆有保温层的纤维带管道（23）进行外层包覆，得到制备好的复合管；

i. 用牵引装置（19）对步骤h的制备好的复合管进行牵引，并用复合管收卷装置（20）对制备好的复合管进行收卷，完成纤维绳带协同增强的恒温复合管的制备。

2.根据权利要求1所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于所述内衬管放卷装置（1）由电机控制张紧力，加热装置（3）采用红外加热方式，加热温度范围150-300 ℃。

3.根据权利要求1所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于所述第一粘结树脂包覆装置（4）和第二粘结树脂包覆装置（7）中用的树脂为环氧树脂AG-80/甲基六氢苯酐/2-乙基-4-甲基咪唑树脂体系。

4.根据权利要求1所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于所述加热带（6）环向缠绕角度为80-90°。

5.根据权利要求1所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于所述第一纤维绳缠绕装置（8）中的第一层纤维绳（9）和第二纤维绳缠绕装置（10）中的第二层纤维绳（11）为纤维增强环氧树脂AG-80/甲基六氢苯酐/2-乙基-4-甲基咪唑树脂体系复合绳，绳的加捻角度为0-15°，纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、硼纤维、碳化硅纤维中的一种，第一层纤维绳（9）和第二层纤维绳（11）的缠绕角度均为45-60°，纤维体积含量为50-70%，单股纤维绳的外径为0.8-1.2 mm；第二纤维绳缠绕装置（10）与第一纤维绳缠绕装置（8）的旋转方向相反，速度大小相同。

6.根据权利要求1所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于第一纤维带缠绕装置（13）和第一纤维绳缠绕装置（8）的旋转方向相同，速度大小相同；第二纤维带缠绕装置（15）和第二纤维绳缠绕装置（10）的旋转方向相同，速度大小相同。

7.根据权利要求1所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于第一层纤维带（14）和第二层纤维带（16）的缠绕角度为35-65°，纤维带宽度为10-50 mm，厚度为0.15-0.3 mm，纤维的体积含量为50-70%，第一层纤维带（14）和第二层纤维带（16）缠绕时受张力控制，从内到外张力的设置比例为100:92，纤维带和纤维绳所用的纤维相同。

8.根据权利要求1所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于用热吹风装置（21）对第一层纤维带（14）和第二层纤维带（16）进行加热，热吹风的温度设置为250-400℃。

9.根据权利要求1所述的一种纤维绳带协同增强的恒温复合管制备方法，其特征在于所述保温层包覆装置（17）中所用的保温材料为发泡聚氨酯；内衬管（2）和外层包覆的材料均为PERT、PVDF、PEEK中的一种。