CN107513874A - 一种全防护管道拉索及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及拉索技术领域，尤其是一种全防护管道拉索及其制备方法；所述绳索包括芯部绞合线和均布在芯部绞合线外的外绞合线层，所述芯部绞合线由芯线、内钢丝层和外钢丝层绞合缠绕而成，内钢丝层和外钢丝层之间有一层钢丝网，所述钢丝网嵌入内层钢丝和外层钢丝内；1、本发明中钢丝网的两侧面上有若干与内层钢丝和外层钢丝的倾斜角度相匹配的针丝，提高了拉索的整体性能，拉索内部的连接牢固性得到了大大的提高。2、本发明中的套管外从内到外依次有尼龙层和聚丙烯层，尼龙层和聚丙烯层之间相互渗透，尼龙层与聚丙烯层之间采用热熔法连接，大大提高了全防护管道拉索的抗老化性能。

Description

一种全防护管道拉索及其制备方法
技术领域
本发明涉及拉索技术领域，尤其是一种全防护管道拉索及其制备方法。
背景技术
虽然我国管道建设发展较快，但目前在管桥设计、施工技术、高强材料的应用及维修保养等方面，还与管道技术的发展不相称。悬索式或斜拉式结构中采用钢丝横作为承重钢索已有几十年历史，从钢丝绳自身结构点及使用角度分析，还存在以下问题：(1)拉索是悬索、斜索管桥中的主要受力构件，以往在悬索结构管桥中大都采用不同直径的钢丝绳作为其受力拉索，但钢丝绳的变性与受力不是成简单的正比例关系，在不同的力作用下，拉索的弹性模量也不同，钢丝绳的非丝性变形不仅使拉索受力不均，而且还造成管道承受过大的附加应力，甚至发生破坏。(2)管桥用拉索防腐还存在很大的问题。国内管桥的拉锁防腐是在普通的钢丝绳上涂抹黄油或沥青、地蜡并外包塑料布。这种防腐方法受大自然影响较大，防腐时效短，不利于管理维护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种防腐时效长、承重抗风效果好的全防护管道拉索及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种全防护管道拉索，包括套管、设置在套管内的绳索以及设置在套管和绳索之间的耐磨内衬层，所述绳索包括芯部绞合线和均布在芯部绞合线外的外绞合线层，所述芯部绞合线由芯线、内钢丝层和外钢丝层绞合缠绕而成，内钢丝层和外钢丝层之间有一层钢丝网，所述钢丝网嵌入内层钢丝和外层钢丝内；
所述内层钢丝和外层钢丝以铬镍钼合金结构钢为坯料，所述铬镍钼合金结构钢的质量百分比组成如下：碳0.34％、硅0.2％、锰0.8％、铬1.2％、镍3％、钼0.5％、磷0.012％、钒0.1％、钛0.02％、铝0.04％、钼0.2％，其余为铁；
所述套管外从内到外依次有尼龙层和聚丙烯层，所述尼龙层和聚丙烯层之间相互渗透，所述尼龙层与聚丙烯层之间采用热熔法连接；
所述耐磨内衬层选用添加有PPS的氟塑料树脂制成。
优选的，所述聚丙烯层采用短玻璃纤维增强的聚丙烯层。
优选的，所述内钢丝层和外钢丝层沿芯线呈S型缠绕，所述钢丝网的两侧面上有若干与内层钢丝和外层钢丝的倾斜角度相匹配的针丝。
优选的，所述耐磨内衬层的内外两侧均涂覆有一层耐磨涂层，所述耐磨涂层选用金刚石结构碳、无定形碳、无定形硅、铝氧化物、硅氧化物中的至少一种材料。
优选的，所述耐磨涂层选用金刚石结构碳和无定形碳的混合物，其质量比为1∶1.1-3.2。
优选的，所述外绞合线层中的钢丝绳尺寸比设计尺寸短3.3‰。
优选的，所述外绞合线层由若干采用聚氨酯包覆的钛合金丝制成，所述聚氨酯的厚度为1-3mm，所述钛合金丝的直径为2mm。
制备一种防护套管拉索的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)编索：将绳索排列整齐，经过3°±0.5角度的扭绞成型，然后包覆耐磨内衬层和套管；
(2)制锚：拉索采用热铸锌锚具，主承重索锚具的表面硬度为HB230-270，锚具满足二级要求，模具整体镀锌，镀锌层的厚度为0.01-0.03mm，抗风稳定索锚具采用ZG570铸钢件，经正火处理，整体镀锌，芯层厚度为0.02-0.03mm；
(3)加装索夹：索夹采用ZG570铸件，铸件清砂后进行退火处理，并按照GB7233-87标准进行质量评定，质量要求达到二级；
(4)盘卷：拉索采用盘卷式包装进行运输。
优选的，所述步骤(2)中锚具采用超声波探伤。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
1、本发明中钢丝网的两侧面上有若干与内层钢丝和外层钢丝的倾斜角度相匹配的针丝，提高了拉索的整体性能，拉索内部的连接牢固性得到了大大的提高。
2、本发明中的套管外从内到外依次有尼龙层和聚丙烯层，尼龙层和聚丙烯层之间相互渗透，尼龙层与聚丙烯层之间采用热熔法连接，大大提高了全防护管道拉索的抗老化性能。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，这些实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种全防护管道拉索，包括套管、设置在套管内的绳索以及设置在套管和绳索之间的耐磨内衬层，本实施例中耐磨内衬层选用添加有PPS的氟塑料树脂制成，绳索包括芯部绞合线和均布在芯部绞合线外的外绞合线层，芯部绞合线由芯线、内钢丝层和外钢丝层绞合缠绕而成，内钢丝层和外钢丝层之间有一层钢丝网，钢丝网嵌入内层钢丝和外层钢丝内；
内层钢丝和外层钢丝以铬镍钼合金结构钢为坯料，铬镍钼合金结构钢的质量百分比组成如下：碳0.34％、硅0.2％、锰0.8％、铬1.2％、镍3％、钼0.5％、磷0.012％、钒0.1％、钛0.02％、铝0.04％、钼0.2％，其余为铁；
套管外从内到外依次有尼龙层和聚丙烯层，尼龙层和聚丙烯层之间相互渗透，尼龙层与聚丙烯层之间采用热熔法连接。
本实施例中聚丙烯层采用短玻璃纤维增强的聚丙烯层。
本实施例中内钢丝层和外钢丝层沿芯线呈S型缠绕，钢丝网的两侧面上有若干与内层钢丝和外层钢丝的倾斜角度相匹配的针丝。
本实施例中耐磨内衬层的内外两侧均涂覆有一层耐磨涂层，耐磨涂层选用金刚石结构碳。
本实施例中外绞合线层中的钢丝绳尺寸比设计尺寸短3.3‰。
本实施例中外绞合线层由若干采用聚氨酯包覆的钛合金丝制成，聚氨酯的厚度为1mm，钛合金丝的直径为2mm。
实施例2
一种全防护管道拉索，包括套管、设置在套管内的绳索以及设置在套管和绳索之间的耐磨内衬层，本实施例中耐磨内衬层选用添加有PPS的氟塑料树脂制成，绳索包括芯部绞合线和均布在芯部绞合线外的外绞合线层，芯部绞合线由芯线、内钢丝层和外钢丝层绞合缠绕而成，内钢丝层和外钢丝层之间有一层钢丝网，钢丝网嵌入内层钢丝和外层钢丝内；
内层钢丝和外层钢丝以铬镍钼合金结构钢为坯料，铬镍钼合金结构钢的质量百分比组成如下：碳0.34％、硅0.2％、锰0.8％、铬1.2％、镍3％、钼0.5％、磷0.012％、钒0.1％、钛0.02％、铝0.04％、钼0.2％，其余为铁；
套管外从内到外依次有尼龙层和聚丙烯层，尼龙层和聚丙烯层之间相互渗透，尼龙层与聚丙烯层之间采用热熔法连接。
本实施例中丙烯层采用短玻璃纤维增强的聚丙烯层。
本实施例中内钢丝层和外钢丝层沿芯线呈S型缠绕，钢丝网的两侧面上有若干与内层钢丝和外层钢丝的倾斜角度相匹配的针丝。
本实施例中耐磨内衬层的内外两侧均涂覆有一层耐磨涂层，耐磨涂层选用金刚石结构碳和无定形碳的混合物，其质量比为1∶1.6。
本实施例中外绞合线层中的钢丝绳尺寸比设计尺寸短3.3‰。
本实施例中外绞合线层由若干采用聚氨酯包覆的钛合金丝制成，聚氨酯的厚度为1.8mm，钛合金丝的直径为2mm。
实施例3
一种全防护管道拉索，包括套管、设置在套管内的绳索以及设置在套管和绳索之间的耐磨内衬层，本实施例中耐磨内衬层选用添加有PPS的氟塑料树脂制成，绳索包括芯部绞合线和均布在芯部绞合线外的外绞合线层，芯部绞合线由芯线、内钢丝层和外钢丝层绞合缠绕而成，内钢丝层和外钢丝层之间有一层钢丝网，钢丝网嵌入内层钢丝和外层钢丝内；
内层钢丝和外层钢丝以铬镍钼合金结构钢为坯料，铬镍钼合金结构钢的质量百分比组成如下：碳0.34％、硅0.2％、锰0.8％、铬1.2％、镍3％、钼0.5％、磷0.012％、钒0.1％、钛0.02％、铝0.04％、钼0.2％，其余为铁；
套管外从内到外依次有尼龙层和聚丙烯层，尼龙层和聚丙烯层之间相互渗透，尼龙层与聚丙烯层之间采用热熔法连接。
本实施例中聚丙烯层采用短玻璃纤维增强的聚丙烯层。
本实施例中内钢丝层和外钢丝层沿芯线呈S型缠绕，钢丝网的两侧面上有若干与内层钢丝和外层钢丝的倾斜角度相匹配的针丝。
本实施例中耐磨内衬层的内外两侧均涂覆有一层耐磨涂层，耐磨涂层选用金刚石结构碳和无定形碳的混合物，其质量比为1∶2。
本实施例中外绞合线层中的钢丝绳尺寸比设计尺寸短3.3‰。
本实施例中外绞合线层由若干采用聚氨酯包覆的钛合金丝制成，聚氨酯的厚度为2mm，钛合金丝的直径为2mm。
实施例4
一种全防护管道拉索，包括套管、设置在套管内的绳索以及设置在套管和绳索之间的耐磨内衬层，本实施例中耐磨内衬层选用添加有PPS的氟塑料树脂制成，绳索包括芯部绞合线和均布在芯部绞合线外的外绞合线层，芯部绞合线由芯线、内钢丝层和外钢丝层绞合缠绕而成，内钢丝层和外钢丝层之间有一层钢丝网，钢丝网嵌入内层钢丝和外层钢丝内；
内层钢丝和外层钢丝以铬镍钼合金结构钢为坯料，铬镍钼合金结构钢的质量百分比组成如下：碳0.34％、硅0.2％、锰0.8％、铬1.2％、镍3％、钼0.5％、磷0.012％、钒0.1％、钛0.02％、铝0.04％、钼0.2％，其余为铁；
套管外从内到外依次有尼龙层和聚丙烯层，尼龙层和聚丙烯层之间相互渗透，尼龙层与聚丙烯层之间采用热熔法连接。
本实施例中聚丙烯层采用短玻璃纤维增强的聚丙烯层。
本实施例中内钢丝层和外钢丝层沿芯线呈S型缠绕，钢丝网的两侧面上有若干与内层钢丝和外层钢丝的倾斜角度相匹配的针丝。
本实施例中耐磨内衬层的内外两侧均涂覆有一层耐磨涂层，耐磨涂层选用金刚石结构碳和无定形碳的混合物，其质量比为1∶2.8。
本实施例中外绞合线层中的钢丝绳尺寸比设计尺寸短3.3‰。
本实施例中外绞合线层由若干采用聚氨酯包覆的钛合金丝制成，聚氨酯的厚度为2.4mm，钛合金丝的直径为2mm。
实施例5
一种全防护管道拉索，包括套管、设置在套管内的绳索以及设置在套管和绳索之间的耐磨内衬层，本实施例中耐磨内衬层选用添加有PPS的氟塑料树脂制成，绳索包括芯部绞合线和均布在芯部绞合线外的外绞合线层，芯部绞合线由芯线、内钢丝层和外钢丝层绞合缠绕而成，内钢丝层和外钢丝层之间有一层钢丝网，钢丝网嵌入内层钢丝和外层钢丝内；
内层钢丝和外层钢丝以铬镍钼合金结构钢为坯料，铬镍钼合金结构钢的质量百分比组成如下：碳0.34％、硅0.2％、锰0.8％、铬1.2％、镍3％、钼0.5％、磷0.012％、钒0.1％、钛0.02％、铝0.04％、钼0.2％，其余为铁；
套管外从内到外依次有尼龙层和聚丙烯层，尼龙层和聚丙烯层之间相互渗透，尼龙层与聚丙烯层之间采用热熔法连接。
本实施例中聚丙烯层采用短玻璃纤维增强的聚丙烯层。
本实施例中内钢丝层和外钢丝层沿芯线呈S型缠绕，钢丝网的两侧面上有若干与内层钢丝和外层钢丝的倾斜角度相匹配的针丝。
本实施例中耐磨内衬层的内外两侧均涂覆有一层耐磨涂层，耐磨涂层选用金刚石结构碳和无定形碳的混合物，其质量比为1∶3.2。
本实施例中外绞合线层中的钢丝绳尺寸比设计尺寸短3.3‰。
本实施例中外绞合线层由若干采用聚氨酯包覆的钛合金丝制成，聚氨酯的厚度为3mm，钛合金丝的直径为2mm。
实施例1-5中的全防护管道拉索的制备方法包括以下步骤：
(1)编索：将绳索排列整齐，经过3°±0.5角度的扭绞成型，然后包覆耐磨内衬层和套管；
(2)制锚：拉索采用热铸锌锚具，主承重索锚具的表面硬度为HB230-270，锚具采用超声波探伤应满足二级要求，模具整体镀锌，镀锌层的厚度为0.01-0.03mm，本实施例中镀锌层的厚度有选为0.02mm；抗风稳定索锚具采用ZG570铸钢件，经正火处理，整体镀锌，芯层厚度为0.02-0.03mm；本实施例中芯层厚度优选为0.02；
(3)加装索夹：索夹采用ZG570铸件，铸件清砂后进行退火处理，并按照GB7233-87标准进行质量评定，质量要求达到二级；
(4)盘卷：拉索采用盘卷式包装进行运输。
性能检测
1、分别对实施例1-5中制得的全防护管道拉索的抗老化性能及力学性能(拉伸强度、断裂伸长率)进行检测。结果见表1
表1
从上述实验数据可知：实施例2为优选实施方式。
2、芯部绞合线表面防护材料的熔融指数检测。结果见表2
表2
温度(℃) 载荷(g) 切割时间(s) 熔融指数(MI)
实施例1 235 1000 30 23.6
实施例2 235 1000 30 25.8
实施例3 235 1000 30 24.2
实施例4 235 1000 30 24.5
实施例5 235 1000 30 24.8
实施例2为优选实施方式。
对比试验
1、将实施例2中的全防护管道拉索与普通市售(对照组1不含钢丝网，对照组2钢丝网为普通钢丝网，没有针丝)。结果见表3
表3
温度(℃) 载荷(g) 切割时间(s) 熔融指数(MI)
实施例2 235 1000 30 25.8
对照组1 235 1000 30 19.2
对照组2 235 1000 30 20.1
上述实验数据表明，
2、将实施例2中的全防护管道拉索与普通市售(对照组3套管外仅有尼龙层，对照组4套管外仅有聚丙烯层，对本发明中钢丝网的两侧面上有若干与内层钢丝和外层钢丝的倾斜角度相匹配的针丝，提高了拉索的整体性能，拉索内部的连接牢固性得到了大大的提高。照组5套管外没有尼龙层和聚丙烯层，)的老化前后的抗老化性能及力学性能(拉伸强度、断裂伸长率)进行检测。结果见表4
表4
上述实验数据表明，套管外从内到外依次有尼龙层和聚丙烯层，尼龙层和聚丙烯层之间相互渗透，尼龙层与聚丙烯层之间采用热熔法连接，大大提高了全防护管道拉索的抗老化性能。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种全防护管道拉索，包括套管、设置在套管内的绳索以及设置在套管和绳索之间的耐磨内衬层，其特征在于：所述绳索包括芯部绞合线和均布在芯部绞合线外的外绞合线层，所述芯部绞合线由芯线、内钢丝层和外钢丝层绞合缠绕而成，内钢丝层和外钢丝层之间有一层钢丝网，所述钢丝网嵌入内层钢丝和外层钢丝内；
所述内层钢丝和外层钢丝以铬镍钼合金结构钢为坯料，所述铬镍钼合金结构钢的质量百分比组成如下：碳0.34％、硅0.2％、锰0.8％、铬1.2％、镍3％、钼0.5％、磷0.012％、钒0.1％、钛0.02％、铝0.04％、钼0.2％，其余为铁；
所述套管外从内到外依次有尼龙层和聚丙烯层，所述尼龙层和聚丙烯层之间相互渗透，所述尼龙层与聚丙烯层之间采用热熔法连接；
所述耐磨内衬层选用添加有PPS的氟塑料树脂制成。
2.根据权利要求1所述的一种全防护套管拉索，其特征在于：所述聚丙烯层采用短玻璃纤维增强的聚丙烯层。
3.根据权利要求1所述的一种全防护套管拉索，其特征在于：所述内钢丝层和外钢丝层沿芯线呈S型缠绕，所述钢丝网的两侧面上有若干与内层钢丝和外层钢丝的倾斜角度相匹配的针丝。
4.根据权利要求1所述的一种全防护套管拉索，其特征在于：所述耐磨内衬层的内外两侧均涂覆有一层耐磨涂层，所述耐磨涂层选用金刚石结构碳、无定形碳、无定形硅、铝氧化物、硅氧化物中的至少一种材料。
5.根据权利要求4所述的一种全防护套管拉索，其特征在于：所述耐磨涂层选用金刚石结构碳和无定形碳的混合物，其质量比为1:1.1-3.2。
6.根据权利要求1所述的一种防护套管拉索，其特征在于：所述外绞合线层中的钢丝绳尺寸比设计尺寸短3.3‰。
7.根据权利要求1所述的一种防护套管拉索，其特征在于：所述外绞合线层由若干采用聚氨酯包覆的钛合金丝制成，所述聚氨酯的厚度为1-3mm，所述钛合金丝的直径为2mm。
8.制备如权利要求1-7中任一项所述的一种防护套管拉索的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)编索：将绳索排列整齐，经过3°±0.5角度的扭绞成型，然后包覆耐磨内衬层和套管；
(2)制锚：拉索采用热铸锌锚具，主承重索锚具的表面硬度为HB230-270，锚具满足二级要求，模具整体镀锌，镀锌层的厚度为0.01-0.03mm，抗风稳定索锚具采用ZG570铸钢件，经正火处理，整体镀锌，芯层厚度为0.02-0.03mm；
(3)加装索夹：索夹采用ZG570铸件，铸件清砂后进行退火处理，并按照GB7233-87标准进行质量评定，质量要求达到二级；
(4)盘卷：拉索采用盘卷式包装进行运输。
9.根据权利要求8所述的制备一种防护套管拉索的方法，其特征在于：所述步骤(2)中锚具采用超声波探伤。
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