CN107355599A - 一种rtp管道及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种RTP管道及其制造方法，RTP管道包括HDPE树脂内管和同轴套装在HDPE树脂内管外部的PE树脂外管，以及至少一层螺旋缠绕在HDPE树脂内管外壁上的纤维纱层，紧邻HDPE树脂内管的纤维纱层内侧通过涂覆在HDPE树脂内管外壁上的热塑树脂层与HDPE树脂内管相粘结，所有的纤维纱层的外表面上均涂有热塑树脂层，且通过热塑树脂层与外侧紧邻的纤维纱层或PE树脂外管内壁相粘结。本发明RTP管道在高温和压力作用下，通过热塑树脂层将纤维纱层和HDPE树脂内管以及PE树脂外管之间充分粘合，各层之间粘结成一个整体，使RTP管道的抗剪切能力大大增强，为整个管路抗压能力的提高做出了巨大的贡献。
Description
技术领域
本发明涉及RTP管道领域，尤其是一种RTP管道及其制造方法。
背景技术
RTP管道是纤维增强热塑性复合管的简称，由内管、纤维层、外管组成。因其具有耐腐蚀、耐高压、重量轻、柔性高、可盘卷等特点，被广泛应用于陆地、石油、污水、化学品、燃气输送等领域，近年更是被应用到海底石油输送管线。
传统的RTP管两种制造方法：
第一种在HDPE树脂内管外壁上缠绕干纤维不涂胶，然后管道最外层再包覆一层PE树脂外管。由该种工艺生产的RTP管道虽然可承受内压，但因其结构层和内外两层均没有粘接强度，所以管道环刚度比较低，在轴向拉力下，内外层容易脱离或移位，这大大限制了管道接头的连接方式，因此只能采用在HDPE管道内插入金属接头，来解决连接问题。
第二种是内管采用HDPE树脂内管，结构层采用预浸纤维带缠绕，纤维带缠绕过程中，采用热风加温，使预浸纤维带表面熔化，层层粘接，最后再包覆PE树脂外管，该种制造方法缺点是：1纤维在缠绕熔化过程中，是用热风加温并且纤维带是在运动状态下缠绕的，所以很容易造成预浸纤维带表面熔化不完全，缠绕后的纤维带并不能与管壁完全粘结，另外在热风融化时热风也会潜入胶体内形成气泡，这将会造成管道层剪切强度不稳定。2该种制造方法因采用预浸纤维带在生产过程中，生产预浸纤维带成本比较高，是同质纤维纱的3倍。
以上两种结构的RTP管道的抗剪切能力不足，连接时只能通过HDPE树脂内管相连接，也无法在位于纤维外侧PE树脂外管外侧进行加强，所以严重制约了管道的连接强度和整个管道的耐压耐腐蚀性能的提高，因此迫切需要研发一种新的RTP管道结构和制造方法。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种RTP管道及其制造方法，用于解决现有技术中RTP管道的抗剪切能力不足而导致的只能用HDPE内管连接，严重制约管道连接处的耐压强度和抗剪切性能等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一个方面是提供一种RTP管道，包括HDPE树脂内管和同轴套装在所述HDPE树脂内管外部的PE树脂外管，以及至少一层螺旋缠绕在所述HDPE树脂内管外壁上的纤维纱层，紧邻所述HDPE树脂内管的所述纤维纱层内侧通过涂覆在所述HDPE树脂内管外壁上的热塑树脂层与所述HDPE树脂内管相粘结，各层所述纤维纱层与外侧紧邻的所述纤维纱层或所述PE树脂外管内壁之间通过包覆在各层所述纤维纱层外的热塑树脂层相粘结。
优选地，所述纤维纱层由无碱玻璃制成的纤维纱缠绕而成。
优选地，所述HDPE树脂内管外涂覆的热塑树脂层的厚度为0.15-0.25mm,各层所述纤维纱层外包覆的热塑树脂层的厚度为0.1-0.15mm。
优选地，所述PE树脂外管的厚度不小于3mm。
本发明的另一方面是提供一种上述RTP管道制作方法，包括如下步骤：
1)在塑料挤出机挤出HDPE树脂内管的同时通过热塑树脂层涂覆机在HDPE树脂内管的外壁上涂覆热塑树脂层；
2)将经步骤1)处理后的HDPE树脂内管通过管道加热器，待HDPE树脂内管外侧的热塑树脂层融化后，通过纤维纱缠绕机，把纤维纱按设计好的线型螺旋缠绕到HDPE树脂内管外壁上形成纤维纱层，并使所述纤维纱层浸润到溶融的热塑树脂层内；
3)将经过步骤2)处理的HDPE树脂内管放到热塑树脂层包覆机上，热塑树脂层包覆机用外挤压力将融熔的热塑树脂层包覆到HDPE树脂管外壁上的纤维纱层外表面上，并使纤维纱浸润到熔融的热塑树脂层内；
4)若有两层以上纤维纱层时，可重复步骤2)和3)直至达到需要的层数；
5)将经过步骤3)或4)处理过的HDPE树脂内管进入PE树脂外管包覆机，在管道最外层的热塑树脂层外包覆厚度≥3mm的PE树脂外管，即可分别得到单层纤维纱层的RTP管道和多层纤维纱层的RTP管道。
优选地，在步骤3)中，热塑树脂层包覆机包覆热塑树脂层时所使用的外挤压力为5±1kgf。
优选地，在步骤1)中所述HDPE树脂内管外壁上涂覆的热塑树脂层的厚度为0.15-0.25mm。
优选地，所述纤维纱层外侧包覆的热塑树脂层厚度为0.1-0.15mm。
优选地，在步骤2)中所述纤维纱缠绕机在180±5℃的温度下将纤维纱缠绕在所述HDPE外的热塑树脂层上。
优选地，在步骤3)和步骤5)中包覆温度均为210±5℃。
如上所述，本发明，具有以下有益效果：本发明中的纤维纱通过涂覆在HDPE树脂内管外壁上的热塑树脂层和HDPE树脂内管相粘结，并通过包覆在各层纤维纱层外的热塑树脂层与外侧的纤维纱层或PE树脂外管之间相粘合，各层之间粘结成一个整体，使RTP管道的HDPE树脂内管和PE树脂外管之间的抗剪切能力大大增强。另外当RTP管道与管道连接时可以将两侧PE树脂内管电熔，并从PE树脂外管外侧进行套管粘结加强，大大的提升的整个管道的承压能力和耐腐蚀性能，也预防了传统RTP管道只能在HDPE内管内插入金属接头所导致的管路直径变小及结蜡堵塞等情况的发生，减少了整个管道的压力损失。
本发明RTP管道的制作过程中，热塑树脂层均匀涂覆在HDPE树脂内管外壁上，厚度均匀，并在高温熔融状态下将纤维纱缠绕在HDPE树脂内管上，纤维纱层与HDPE树脂内管粘结比较紧密均匀，在通过热塑树脂层包覆机将热塑树脂层熔融后通过外挤压力包覆到纤维纱层的外壁上时，在压力和高温的共同作用在各层纤维层之间以及纤维纱层与HDPE树脂内管之间的熔融渗透会更加均匀，粘合也更加紧密，各层纤维纱层的纤维在压力作用下沿管道径向相互粘结或穿插，极大的增加了纤维纱层之间以及纤维纱层与HDPE树脂内管之间的粘结摩擦力，最后外层PE树脂外管在PE树脂外管包覆机的包覆压力下包覆在最外层纤维纱层外的热塑树脂层上，使整个管道的浑然一体，大大增强了整个RTP管道的抗压能力和抗拉能力以及HDPE树脂内管和PE树脂外管之间的抗剪切能力。
本发明RTP管道的制作过程中，在HDPE树脂内管挤出的同时通过热塑树脂层涂覆机在HDPE树脂内管的外壁上涂覆热塑树脂层，可以避免HDPE树脂内管受到粉尘和油污的污染，并且HDPE树脂内管在挤压后余温的作用下与热塑树脂层的粘结会更加紧密。热塑树脂层的厚度在0.15-0.25mm间既可以使纤维纱层得到很好的浸润又不会使纤维纱层与HDPE树脂内管之间胶层太厚相互脱离，优选热塑树脂层的厚度为0.2mm，既能保证粘结度又能使纤维纱层与HDPE树脂内管外壁充分接触。在对涂覆有热塑树脂层的HDPE树脂内管加热到180±5℃时，热塑性树脂溶脂最大，流动性好，浸润性好，并且不易氧化。在用热塑树脂层包覆机在纤维纱层外包覆热塑树脂层时，在210±5℃时可以把纤维纱层内侧的热塑树脂层和热塑树脂层再次融化，使纤维层浸润更好，和HDPE树脂内管基层粘结更牢固。热塑树脂层厚度为0.1mm-0.15mm，这个厚度既可以使纤维纱层充分浸润，又能使各层纤维纱之间的纤维相互接触粘结，增大了纤维纱层与纤维纱层之间的粘结摩擦力，大大加强了整个管道的抗拉能力。在热塑树脂层包覆机包覆热塑树脂层时所使用的的外挤压力均为5±1kgf，这个压力既可以使各层纤维纱层的纤维之间压紧粘结，又可以使纤维纱层的纤维与HDPE树脂内管之间充分粘结，同时又不会因为太大使HDPE树脂内管基体受到损坏。
附图说明
图1为实施例1中RTP管道的结构图；
图2为实施例1中RTP管道的制作流程图。
图中：1、塑料挤出机 2、热塑树脂层涂覆机
3、纤维纱缠绕机 4、热塑树脂层包覆机
5、管道加热器 6、PE树脂外管包覆机
11、HDPE树脂内管 12、热塑树脂层
13、纤维纱层 14、热塑树脂层
15、PE树脂外管
具体实施方式
说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1所示，本发明为一种RTP管道，包括HDPE树脂内管11和同轴套装在HDPE树脂内管11外部的PE树脂外管15，以及两层螺旋缠绕在HDPE树脂内管11外壁上的纤维纱层13，紧邻HDPE树脂内管11的纤维纱层13内侧通过涂覆在HDPE树脂内管11外壁上的热塑树脂层12与HDPE树脂内管11相粘结，两层纤维纱层13的外表面上均涂有热塑树脂层14，内侧的纤维纱层13通过热塑树脂层14与外侧紧邻的纤维纱层13相粘结，最外侧的纤维纱层13通过包覆在其外侧的热塑树脂层14和PE树脂外管15内壁相粘结。
本发明中的纤维纱通过涂覆在HDPE树脂内管11外壁上的热塑树脂层12和HDPE树脂内管11相粘结，并通过包覆在各层纤维纱层13外的热塑树脂层14与外侧的纤维纱层13或PE树脂外管15之间相粘合，各层之间粘结成一个整体，使RTP管道的HDPE树脂内管11和PE树脂外管15之间的抗剪切能力大大增强。另外当RTP管道与管道连接时可以将两侧PE树脂内管电熔，并从PE树脂外管15外侧进行套管粘结加强，大大的提升的整个管道的承压能力和耐腐蚀性能，也预防了传统RTP管道只能在HDPE内管内插入金属接头所导致的管路直径变小及结蜡堵塞等情况的发生，减少了整个管道的压力损失。
本实施例中的纤维纱层13由无碱玻璃制成的纤维纱缠绕而成，这样可以承受更高的压力。涂覆在HDPE树脂内管外壁上的热塑树脂层12的厚度为0.15-0.25mm,包覆子在两层纤维纱层外表面上的热塑树脂层14的厚度为0.1-0.15mm，这样既可以使纤维纱得到充分的浸润，又不会因为弹性粘结层厚度太厚而影响管道抗拉和抗剪切性能。PE树脂外管15的厚度不小于3mm，这样才能对整个RTP管道起到有效的保护。
一种上述RTP管道的制作方法，包括以下步骤(可参照图2)：
1)在塑料挤出机1挤出HDPE树脂内管11的同时通过热塑树脂层涂覆机2在HDPE树脂内管11的外壁上涂覆0.15-0.25mm厚的热塑树脂层12。
2)将经步骤1)处理后的HDPE树脂内管11通过管道加热器5，加热温度180±5℃，待HDPE树脂内管11外层的热塑树脂层12融化后，通过纤维纱缠绕机3，把纤维纱按设计好的线型螺旋缠绕到HDPE树脂管道外壁上形成纤维纱层13，使纤维纱层13充分浸润到溶融的热塑树脂层12内。
3)将经过步骤2)处理后的HDPE树脂内管11放到热塑树脂层包覆机4上，热塑树脂层包覆机4在210±5℃的工作温度下，用外挤压力将融熔的热塑树脂层14包覆到HDPE树脂管外壁上的纤维纱层13外表面上，热塑树脂层14厚度为0.1mm-0.15mm，使纤维纱充分浸润到熔融的热塑树脂层14内；
4)将包覆有热塑树脂层14的HDPE树脂内管11通过管道加热器5，加热温度180±5℃，待热塑树脂层14融化后，通过纤维纱缠绕机3，再把纤维纱按设计好的线型螺旋缠绕到内侧纤维纱层13的外表面上，使纤维纱层13充分浸润到溶融的热塑树脂层14内；
5)将粘结缠绕有纤维纱层13的HDPE树脂内管11放到热塑树脂层包覆机4上，热塑树脂层包覆机4在210±5℃的工作温度下，用外挤压力将融熔的热塑树脂层14包覆到HDPE树脂管外壁上的纤维纱层13外表面上，热塑树脂层14厚度为0.1mm-0.15mm，使纤维纱充分浸润到熔融的热塑树脂层14内；
6)将经过步骤5)处理过的HDPE树脂管道进入PE树脂外管包覆机6，在包覆温度为210±5℃的条件下，在管道最外层的热塑树脂层14外包覆厚度≥3mm的PE树脂外管15，即得到实施例1中的RTP管道。
在上述RTP管道的制作过程中，热塑树脂层12均匀涂覆在HDPE树脂内管11外壁上，厚度均匀，并在高温熔融状态下将纤维纱缠绕在HDPE树脂内管11上，纤维纱层13与HDPE树脂内管11粘结比较紧密均匀，在通过热塑树脂层包覆机4将热塑树脂层14熔融后通过外挤压力包覆到纤维纱层13的外壁上时，在压力和高温的共同作用在各层纤维层之间以及纤维纱层13与HDPE树脂内管11之间的熔融渗透会更加均匀，粘合也更加紧密，各层纤维纱层13的纤维在压力作用下沿管道径向相互粘结或穿插，极大的增加了纤维纱层13之间以及纤维纱层13与HDPE树脂内管11之间的粘结摩擦力，最后外层PE树脂外管15在PE树脂外管包覆机6的包覆压力下包覆在最外层纤维纱层13外的热塑树脂层上，使整个管道的浑然一体，大大增强了整个RTP管道的抗压能力和抗拉能力以及HDPE树脂内管11和PE树脂外管15之间的抗剪切能力。
本实施例的RTP管道的制作过程中，在HDPE树脂内管11挤出的同时通过热塑树脂层涂覆机2在HDPE树脂内管11的外壁上涂覆热塑树脂层12，可以避免HDPE树脂内管11受到粉尘和油污的污染，并且HDPE树脂内管11在挤压后余温的作用下与热塑树脂层12的粘结会更加紧密。热塑树脂层12的厚度在0.15-0.25mm间既可以使纤维纱层13得到很好的浸润又不会使纤维纱层13与HDPE树脂内管11之间胶层太厚相互脱离，优选热塑树脂层12的厚度为0.2mm，既能保证粘结度又能使纤维纱层13与HDPE树脂内管11外壁充分接触。在对涂覆有热塑树脂层12的HDPE树脂内管11加热到180±5℃时，热塑性树脂溶脂最大，流动性好，浸润性好，并且不易氧化。在用热塑树脂层包覆机4在纤维纱层13外包覆热塑树脂层时，在210±5℃时可以把纤维纱层13内侧的热塑树脂层14和热塑树脂层12再次融化，使纤维层浸润更好，和HDPE树脂内管11基层粘结更牢固。各层纤维纱层外包覆的热塑树脂层14厚度为0.1mm-0.15mm，这个厚度既可以使纤维纱层13充分浸润，又能使各层纤维纱之间的纤维相互接触粘结，增大了纤维纱层13与纤维纱层13之间的粘结摩擦力，大大加强了整个管道的抗拉能力和抗剪切性能。在热塑树脂层包覆机4包覆热塑树脂层14时所使用的的外挤压力均为5±1kgf，这个压力既可以使各层纤维纱层13的纤维之间压紧粘结，又可以使纤维纱层13的纤维与HDPE树脂内管11之间充分粘结，同时又不会因为太大使HDPE树脂内管11基体受到损坏。
实施例2
本实施例也提供一种RTP管道，其与实施例1的RTP管道的唯一不同在于，本实施只有一层纤维纱，纤维纱层的内侧与HDPE树脂内管外壁通过热塑树脂层相粘结，纤维纱层的外侧与PE树脂外管之间通过热塑树脂层相粘结。
一种实施例2中RTP管道的制作方法，包括下列步骤：
1)在塑料挤出机1挤出HDPE树脂内管的同时通过热塑树脂层涂覆机在HDPE树脂内管的外壁上涂覆0.15-0.25mm厚的热塑树脂层；
2)将经步骤1)处理后的HDPE树脂内管通过管道加热器，加热温度180±5℃，待HDPE树脂内管外层的热塑树脂层融化后，通过纤维纱缠绕机，把纤维纱按设计好的线型螺旋缠绕到HDPE树脂管道外壁上形成纤维纱层，使纤维纱层充分浸润到溶融的热塑树脂层内；
3)将经过步骤2)处理的HDPE树脂内管放到热塑树脂层包覆机上，热塑树脂层包覆机在210±5℃的工作温度下，用外挤压力将融熔的热塑树脂层包覆到HDPE树脂管外壁上的纤维纱层外表面上，热塑树脂层厚度为0.1mm-0.15mm，使纤维纱充分浸润到熔融的热塑树脂层内；
4)将经过步骤3)处理过的HDPE树脂内管进入PE树脂外管包覆机，在包覆温度为210±5℃的条件下，在管道最外层的热塑树脂层外包覆厚度≥3mm的PE树脂外管，即得到实施例2中的RTP管道。
综上所述，本发明的RTP管道在高温和压力作用下，通过热塑树脂层和热塑树脂层将纤维纱层和HDPE树脂内管以及PE树脂外管之间充分粘合，各层之间粘结成一个整体，使RTP管道的HDPE树脂内管和PE树脂外管之间的抗剪切能力大大增强，改变了现有技术中RTP管道只能从HDPE树脂内管插入金属接头进行连接的现状，使RTP管道与管道连接时可以将两侧PE树脂内管电熔，并从PE树脂外管外侧进行套管粘结加强，从而为整个管路抗压能力的提高做出了巨大的贡献，所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
上述实施方式仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种RTP管道，包括HDPE树脂内管和同轴套装在所述HDPE树脂内管外部的PE树脂外管，其特征在于，还包括至少一层螺旋缠绕在所述HDPE树脂内管外壁上的纤维纱层，紧邻所述HDPE树脂内管的所述纤维纱层内侧通过涂覆在所述HDPE树脂内管外壁上的热塑树脂层与所述HDPE树脂内管相粘结，各层所述纤维纱层与外侧紧邻的所述纤维纱层或所述PE树脂外管内壁之间通过包覆在各层所述纤维纱层外的热塑树脂层相粘结。
2.根据权利要求1所述的RTP管道，其特征在于，所述纤维纱层由无碱玻璃制成的纤维纱缠绕而成。
3.根据权利要求1所述的RTP管道，其特征在于，所述HDPE树脂内管外涂覆的热塑树脂层的厚度为0.15-0.25mm,各层所述纤维纱层外包覆的热塑树脂层的厚度为0.1-0.15mm。
4.根据权利要求1所述的RTP管道，其特征在于，所述PE树脂外管的厚度不小于3mm。
5.一种权利要求1中RTP管道的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在塑料挤出机挤出HDPE树脂内管的同时通过热塑树脂层涂覆机在HDPE树脂内管的外壁上涂覆热塑树脂层；
2)将经步骤1)处理后的HDPE树脂内管通过管道加热器，待HDPE树脂内管外侧的热塑树脂层融化后，通过纤维纱缠绕机，把纤维纱按设计好的线型螺旋缠绕到HDPE树脂内管外壁上形成纤维纱层，并使所述纤维纱层浸润到溶融的热塑树脂层内；
3)将经过步骤2)处理的HDPE树脂内管放到热塑树脂层包覆机上，热塑树脂层包覆机用外挤压力将融熔的热塑树脂层包覆到HDPE树脂管外壁上的纤维纱层外表面上，并使纤维纱浸润到熔融的热塑树脂层内；
4)若有两层以上纤维纱层时，可重复步骤2)和3)直至达到需要的层数；
5)将经过步骤3)或4)处理过的HDPE树脂内管进入PE树脂外管包覆机，在管道最外层的热塑树脂层外包覆厚度≥3mm的PE树脂外管，即可分别得到单层纤维纱层的RTP管道和多层纤维纱层的RTP管道。
6.根据权利要求5所述的RTP管道的制造方法，其特征在于，在步骤3)中，热塑树脂层包覆机包覆热塑树脂层时所使用的外挤压力为5±1kgf。
7.根据权利要求5所述的RTP管道的制造方法，其特征在于，在步骤1)中所述HDPE树脂内管外壁上涂覆的热塑树脂层的厚度为0.15-0.25mm。
8.根据权利要求5所述的RTP管道的制造方法，其特征在于，在步骤2)中，所述纤维纱层外侧包覆的热塑树脂层厚度为0.1-0.15mm。
9.根据权利要求5所述的RTP管道的制造方法，其特征在于，在步骤2)中所述纤维纱缠绕机在180±5℃的温度下将纤维纱缠绕在所述HDPE外的热塑树脂层上。
10.根据权利要求5所述的RTP管道的制造方法，其特征在于，在步骤3)和步骤5)中包覆温度均为210±5℃。
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