CN109210286A - 外涂塑内衬塑金属复合管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

外涂塑内衬塑金属复合管及其制造方法，包括金属管、外塑料层和内塑料复合管层，所述内塑料复合管层由热熔胶层和塑料管构成，所述塑料管通过热熔胶层与金属管粘固，所述外塑料层位于金属管外表面。利用本发明，能克服现有水泥砂浆内衬金属管、环氧树脂、环氧陶瓷涂层金属管和聚氨酯涂层金属管的缺陷，适合用于给水、燃气、排水、排污、供暖等领域，是目前最理想的管材产品。

Description

外涂塑内衬塑金属复合管及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种外涂塑内衬塑金属复合管及其制造方法。

背景技术

现有普通钢管和铸铁管，因其较好的综合性能，常被用作供水输水管道，为了解决钢管、铸铁管防腐问题，最普通的方法是钢管采用内为8710涂料，外为三油二布，不但防腐效果不好，而且连接方式不方便。而铸铁管最普通的方法是管内采用水泥砂浆内衬或环氧树脂、环氧陶瓷、聚氨酯涂层为该类管道的首选防腐方式。使用水泥砂浆内衬作为饮用水输水管道，由于内壁不光滑，水流阻力大，且易结垢，水泥硬化产生的反应物质影响水质，内衬厚度较大，达到3-12mm，输水效率较低，水泥内衬导致整个管体重量增大，不利于施工安装，并且水泥内衬加工不方便，附着力差，施工安装过程中的冲击和管材变形容易造成水泥脱落，水泥内衬尚存诸多尚待解决的难点，所以水泥内衬不是好的内衬方式。采用环氧树脂涂层内衬，由于内衬层易分层脱落、材料成本高、环氧树脂固化过程产生的有害物质对水质和人体健康的影响，很难大面积推广，采用环氧陶瓷涂层内衬，虽然会有很高的附着力和光洁度，但制造难度大，设备复杂，成本高，只能用于特殊性工程，无法得到普遍应用。采用聚氨酯涂层内衬，对球墨铸铁管内表面平整度要求高，生产效率低下，制造成本和材料成本极高，无法大面积推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种制作容易、成本低、机械性能好、卫生环保、抗腐蚀性能好、使用寿命长、内壁光滑、水流阻力小、输水效率高、能耗低、内衬附着力高、环境适应性强，性价比高且易于普及推广的外涂塑内衬塑金属复合管及其制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明之外涂塑内衬塑金属复合管，包括金属管、外塑料层和内塑料复合管层，所述内塑料复合管层由热熔胶层和塑料管构成，所述塑料管通过热熔胶层与金属管粘固，所述外层塑料位于金属管外表面。

进一步，所述金属管可为承插式金属管，如承插式球墨铸铁管等，也可以为非承插式金属管。

进一步，所述内塑料复合管层的两端分别设有嵌入式增强环，所述嵌入式增强环的一端带有翻边，所述翻边紧贴金属管的端部。所述嵌入式增强环胀接在塑料管内，增强环外表面的凸点嵌入到塑料管内，且塑料管产生一定形变。所述嵌入式增强环外表的凸点嵌入到塑料管内。所述塑料管产生形变量为0.1-1.0mm。所述嵌入式增强环的材质可为不锈钢等。

进一步，所述嵌入式增强环的翻边高度高于内层塑料复合管层（优选与金属管外壁平齐），所述嵌入式增强环的厚度为1-3mm，宽度为10-100mm。

进一步，所述嵌入式增强环的外表设有凸点。

进一步，所述凸点经滚花或点焊形成，所述凸点的高度为0.1-2.0mm。

进一步，所述外塑料层可以为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯或其他高分子材料。所述外塑料层的厚度为0.2mm-2.0mm。

本发明之外涂塑内衬塑金属复合管的制造方法，是：先制作塑料复合管材，然后将金属管内壁经打磨后进行喷砂、喷丸或抛丸处理，再将塑料复合管材拉入处理好的金属管内，将塑料复合管材两端密封、充气，加热处理后，金属管外表喷塑或涂塑，冷却，金属管与塑料复合管材粘固，实现外喷塑或涂塑、内衬塑同时在线完成，也可外喷塑或涂塑、内衬塑分开进行。

进一步，将塑料复合管材拉入处理好的金属管内，置于衬管机上，将塑料复合管材两端密封、充气，通过移动小车穿过衬管平台的感应加热圈加热或感应加热圈通过移动小车穿过管材加热，沿管材穿过感应加热圈的方向前端设置喷塑装置，金属管加热后进行外表喷塑或涂塑，实现外喷塑或涂塑、内衬塑同时在线完成。

进一步，所述的感应加热圈加热可为低频、中频、高频或超音频感应加热，优选中频感应加热。

进一步，所述外涂塑内衬塑金属复合管的制造方法，具体包括以下步骤：

A、塑料树脂和热熔胶制作塑料复合管材

1）塑料树脂、热熔胶干燥处理；

2）共挤挤出或热熔胶外涂在塑料管上；

3）真空定型；

4）冷却；

5）牵引；

6）定长切割；

B、金属管内壁处理

7）内壁打磨；

8）喷砂、喷丸或抛丸；

C、拉管

9）夹管；

10）拉入；

D、外喷塑或涂塑、内衬塑

11）密封；

12）充气；

13）加热；

14）喷塑或涂塑、内衬塑；

15）冷却。

进一步，为了提高外涂塑内衬塑金属复合管的质量和生产效率，降低能耗和生产成本，其进一步的措施是：

步骤2）中，共挤挤出热熔胶层或外涂热熔胶层的厚度0.2-0.5mm。

步骤12）中，充气气压为0.1-0.6MPa。

步骤13）中，加热温度：距管材端口300mm以内为200℃±5℃，距管材端口300mm以外为185℃±5℃。

步骤13）中，通过温度的变化自动调节加热功率或管材与加热圈相对移动速度以控制加热温度。

进一步，还包括嵌入式增强环的制作和嵌入式增强环的安装。

所述嵌入式增强环的制作，具体步骤如下：

1）不锈钢带长度裁剪；

2）卷圆、翻边；

3）焊接；

4）焊缝打磨。

若嵌入式增强环的外表设有凸点，还包括：5）滚花或者点焊。

所述嵌入式增强环的外径比内塑料复合管层的内径小0.6-2.5mm。

所述嵌入式增强环的安装，具体步骤如下：

1）嵌入式增强环插入管端；

2）胀环。

通过设定扩径设备或胀管设备的压力完成嵌入式增强环的安装。

通过设定扩径设备或胀管设备的模具变形量完成嵌入式增强环的安装。

本发明之外涂塑内衬塑金属复合管的制造方法，它包括在线制作内层为塑料、外层为热熔胶的塑料复合管材；金属管内壁经内磨处理后再进行喷砂、喷丸或抛丸处理；将塑料复合管材拉入处理好的金属管内，再置于衬管机上将管两端密封、充气，通过移动小车穿过衬管平台的感应加热圈加热或感应加热圈通过移动小车穿过管材加热，或加热装置通过移动小车穿过管材加热，沿管材穿过感应加热圈的方向前端设置喷塑或涂塑装置，金属管加热后进行外表喷塑或涂塑、内衬塑，喷水冷却。它能克服现有水泥砂浆内衬球墨铸铁管存在的内壁不光滑，水流阻力大，易结垢，水泥硬化过程产生的有害物质影响水质，内衬厚度大，输水效率低，管材受冲击、变形水泥易脱落等缺陷；也能克服现有环氧树脂涂层、环氧陶瓷涂层和聚氨酯涂层内衬金属管制作成本高，生产效率低，易分层，环氧树脂固化过程影响水质和职工健康等缺陷，同时克服了外喷油漆和环氧沥青漆的防腐效果差，对水质二次污染的问题。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

（1）本发明采用的内壁衬管复合与外表喷塑同时进行的技术方案，喷塑或涂塑工艺原材料无需添加溶剂，生产过程不产生有毒、有害气体，可避免环氧沥青漆喷涂造成的环境污染和影响职工健康安全问题。

（2）本发明采用的内壁衬管复合与外表喷塑或涂塑同时进行的技术方案，可利用衬管复合时管材温度进行外表喷塑或涂塑，无需进行二次加热再去喷塑、涂塑，节约再次加热能耗，生产工序简化，生产效率大幅提高。

（3）本发明采用的外涂塑或喷塑的技术方案，管材外表防腐相比油漆喷涂效果更好，管材的使用寿命更长。

（4）本发明采用的外涂塑或喷塑的技术方案，相比油漆喷涂能避免承插式球墨铸铁管插口部分对水的二次污染。

（5）本发明采用金属管与塑料复合管材整体粘固的技术方案，使金属管内衬厚度减小，内径增大，通水能力和输水效率大大提高，同时达到节能降耗的效果，内衬为塑料管，材料成本低。

（6）本发明采用金属管与塑料复合管材整体粘固的技术方案，使金属管壁变得光滑、又不结垢，水流阻力小，管道综合能耗和运行成本大大降低。

（7）本发明采用金属管与塑料复合管材整体粘固的技术方案，内衬塑料能阻隔水与金属管管壁的接触，杜绝输水过程中水质的二次污染，使水质变得更卫生健康。

（8）本发明采用金属管与塑料复合管材整体粘固的技术方案，使金属管保持了本身良好的机械性能，内衬塑料管使管道抗腐蚀性能和使用寿命大大提高。

（9）本发明采用金属管与塑料复合管材整体粘固的技术方案，内层为聚乙烯管，韧性好，内外层采用热熔胶粘接，可大大提高铸铁管与内衬聚乙烯管的附着力，解决其他内衬方式内衬层易开裂、分层、脱落的问题，使施工变得方便、快捷、简单。

（10）本发明采用对金属管内壁进行打磨，使金属管内壁更光滑平整，再通过喷砂、喷丸或抛丸工艺处理，可大大的提高金属管和热熔胶层、内衬塑料管的粘接质量，使成品管更光滑平整，水流阻力会更小，管道的综合能耗和运行成本会降得更低。

（11）本发明适合于大口径管材的生产（现有技术只适应于口径500mm以下管材，本发明可适应于口径2600mm以上管材），同时设备简单灵活，适合于工厂流水线、大批量生产，生产效率高，生产成本低，使外涂塑内衬塑金属管市场竞争力大大提高。

（12）优选地，本发明通过加热温度的变化自动调节加热功率或通过管材与加热圈相对移动速度来达到温度加热的稳定性，使管材各部位加热温度均匀，从而使金属管与热熔胶层及塑料管粘接面无漏点，产品质量稳定，一次成型合格率高，且节能环保。

（13）进一步，本发明的嵌入式增强环采用带翻边的结构，在增强环安装时，既方便快捷，又有益于环的定位，可避免扩径机或胀管装置模具插入时与增强环接触造成的增强环位置移动。

（14）进一步，本发明的嵌入式增强环采用带翻边的结构，可对内衬塑料管金属管端面进行包覆，既有益于管材端面防腐，又避免内衬塑料管端面裸露，使内衬塑料管端面修边后产生的毛边等外观缺陷不暴露在外，可提高内衬塑料管承插式球墨铸铁管的外观性能。

（15）进一步，内衬塑料管金属管使用时间长或长时间堆放于室外，两端面的金属层会产生一定的锈蚀，导致管材两端面的塑料层与金属层逐渐发生剥离，同时内衬塑料层发生收缩，导致塑料层与金属层剥离的面积越来越大，最终可能导致塑料层在水力的作用下翻边堵塞管道，影响管道正常供水，塑料层与金属层产生分层后，金属直接与水接触发生锈蚀，对水质产生严重影响，采用嵌入式增强环，完全可解决塑料层与金属层分层问题。

（16）进一步，本发明采用内衬塑料管金属管端口增加嵌入式增强环的技术方案，有益于提高内衬塑料管金属管端口的强度，能更好的避免管材在装卸、运输、安装过程受外力作用挤压变形的情况发生。

（17）进一步，本发明采用内衬塑料管金属管端口增加嵌入式增强环的技术方案，可降低内衬塑料管热熔胶的使用量，可节约材料，降低成本。

（18）进一步，内衬塑料管金属管生产过程中因金属管端口本身存在的各种问题较多，加上工艺控制难度大，部分管材两端不可避免的会发生少量分层现象，不但影响管材外观，而且在管材使用一段时间后会发生大面积分层，堵塞管道，污染水质；但如果将该部分管材报废，将导致整个生产成本提高，本发明采用的内衬塑料管金属管端口增加嵌入式增强环的技术方案，可完全解决该部分管材使用过程的分层和外观质量问题，减少内衬塑料管金属管生产过程报废，降低内衬塑料管金属管整体生产成本。

（19）进一步，采用的嵌入式增强环，外表经滚花或点焊形成带有凸点的表面，可大大提高增强环与内衬塑料管的结合度，在内衬塑料管金属管装卸时，能避免增强环受吊钩吊力的影响发生位置移动甚至脱落。

（20）进一步，内衬塑料管金属管在运输、装卸、安装等过程中受外力挤压、冲击会发生一定的弹性形变，由于增强环厚度小，易发生塑性形变导致增强环脱落，本发明采用的嵌入式增强环，外表经滚花或点焊形成带有凸点的表面，能大大提高增强环与内衬塑料管的结合度，可完全解决增强环脱落的技术难题。

附图说明

图1 为本发明实施例1的结构示意图；

图2 为本发明实施例1另一实施方案的结构示意图；

图3 为本发明实施例2的结构示意图；

图4 为本发明实施例2另一实施方案的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

参照图1，一种外涂塑内衬塑球墨铸铁复合管，包括承插式球墨铸铁管1、外层塑料2（聚乙烯）和内层塑料复合管材3，所述内层塑料复合管材3由热熔胶层和塑料管构成，所述塑料管通过热熔胶层与插式球墨铸铁管1粘固，所述外层塑料2位于插式球墨铸铁管1外表面。

所述内层塑料复合管材经在线制作而成，由外层热熔胶层和内层塑料管（聚乙烯）构成，聚乙烯和热熔胶干燥处理，分别经挤出机挤出至共挤模具，制作出外层为热熔胶、内层为聚乙烯的双层塑料复合管材，热熔胶层厚度为0.3mm，聚乙烯层厚度为3mm，外径比球墨铸铁管内径小0.5mm，再经过真空定型、冷却，牵引机牵引、切割成衬管复合成型所需要的长度。

所述承插式球墨铸铁管内壁经内磨机打磨平整，再将打磨平整的球墨铸铁管经喷砂、喷丸或抛丸，使球墨铸铁管内壁氧化层、铁锈清除干净并得到一定粗糙度的磨砂面。

为了保证内衬塑料管顺利拉入球墨铸铁管内并方便密封头密封内衬塑料管，将塑料复合管一端套入拉管机夹具，内壁处理好的球墨铸铁管置于拉管机平台，将塑料复合管拉入球墨铸铁管内，塑料复合管两端各留出衬管平台密封头所需要的长度。

为了保证球墨铸铁管与内衬塑料管粘结为一体，将管材置于衬管平台运行小车上，塑料管两端经密封头密封，充入压缩空气至0.2MPa，启动运行小车，通过光电开关启动中频感应加热装置（中频感应装置为现有设备）加热，加热控制系统设置管材加热温度为距管材端口300mm以内为200℃，距管材端口300mm以外为185℃，通过温度的变化自动调节加热功率或管材与加热圈相对移动速度以控制加热温度，使管材加热温度符合温度程序要求，沿管材穿过感应加热圈的方向加热圈前端设置喷塑装置，管材加热后立即进行外表喷塑，喷塑厚度为0.5mm，沿管材移动方向距离喷塑装置200mm设置冷却水环，管材加热后进行淋水冷却，同时，保持管材内气压5min，卸入卸料台，用修边机进行修边；修边完成，喷码机进行喷码标识。

所述的外涂塑内衬塑承插式球墨铸铁管的制造方法，具体包括以下步骤：

A、聚乙烯和热熔胶制作塑料复合管

1）聚乙烯、热熔胶干燥处理—烘干机；

2）共挤挤出—挤出机、共挤模具；

3）真空定型—定径套、真空箱；

4）冷却—喷淋水箱；

5）牵引—牵引机；

6）定长切割—切割机；

B、承插式球墨铸铁管（包含外壁锌层）内壁处理

7）内壁打磨—内磨机；

8）喷砂、喷丸或抛丸—喷砂机、喷丸机或抛丸机；

C、拉管

9）夹管—夹具；

10）拉入—拉管机；

D、外喷塑或涂塑、内衬塑

11）密封—密封头；

12）充气—充气管；

13）加热—中频感应加热装置、运行小车；

14）外表喷塑或涂塑、内衬塑—喷塑或涂塑装置、衬管复合机；

15）冷却—喷水环；

16）修边—修边机；

17）标识—喷码机；

E、检测、验收入库。

当然，本实施例中所述的承插式球墨铸铁管1可为其他承插式金属管，如承插式钢管等。所述的承插式球墨铸铁管1也可为非承插式金属管，如图2所示。

实施例2

参照图3，本实施例之外涂塑内衬塑金属管，与实施例1的区别在于：所述内层塑料复合管材3的两端分别设有嵌入式增强环4，所述嵌入式增强环4的一端带有翻边，所述翻边紧贴承插式球墨铸铁管1的端部。

所述嵌入式增强环4胀接在内层塑料复合管材3内，且内层塑料复合管材3产生一定形变。所述嵌入式增强环4外表的凸点嵌入到内层塑料复合管材3内。所述内层塑料复合管材3产生形变量为1.0mm。所述嵌入式增强环4的材质为不锈钢。

所述嵌入式增强环4的翻边高度高于内层塑料复合管材3，所述嵌入式增强环4的厚度为1mm，宽度为30mm。

所述嵌入式增强环4的外表设有凸点。所述凸点经滚花形成，所述凸点的高度为0.2mm。

所述嵌入式增强环的制作，具体步骤如下：

1）不锈钢带长度裁剪—钢带剪；

2）卷圆、翻边—钢带卷圆机；

3）焊接—焊接机；

4）焊缝打磨—打磨机。

5）滚花—钢带滚花机。

所述嵌入式增强环的外径比内塑料复合管层的内径小1mm。

所述嵌入式增强环的安装，具体步骤如下：

1）嵌入式增强环插入管端—人工；

2）胀环—扩径设备。

通过设定扩径设备的压力完成嵌入式增强环的安装。

通过设定扩径设备的模具变形量完成嵌入式增强环的安装。

当然，本实施例中承插式球墨铸铁管1可为其他承插式金属管，如承插式钢管等。所述的承插式球墨铸铁管1也可为非承插式金属管，如图4所示。

Claims (10)

1.外涂塑内衬塑金属复合管，其特征在于：包括金属管、外塑料层和内塑料复合管层，所述内塑料复合管层由热熔胶层和塑料管构成，所述塑料管通过热熔胶层与金属管粘固，所述外塑料层位于金属管外表面。

2.根据权利要求1所述的外涂塑内衬塑金属复合管，其特征在于：所述金属管为承插式金属管。

3.根据权利要求2所述的外涂塑内衬塑金属复合管，其特征在于：所述承插式金属管为承插式球墨铸铁管。

4.根据权利要求1或2或3所述的外涂塑内衬塑金属复合管，其特征在于：所述内塑料复合管层的两端分别设有嵌入式增强环，所述嵌入式增强环的一端带有翻边，所述翻边紧贴金属管的端部。

5.根据权利要求4所述的外涂塑内衬塑金属复合管，其特征在于：所述嵌入式增强环的翻边高度高于内层塑料复合管层，所述嵌入式增强环的厚度为1-3mm，宽度为10-100mm。

6.根据权利要求4所述的外涂塑内衬塑金属复合管，其特征在于：所述嵌入式增强环的外表设有凸点。

7.根据权利要求6所述的外涂塑内衬塑金属复合管，其特征在于：所述凸点经滚花或点焊形成，所述凸点的高度为0.1-2.0mm。

8.一种如权利要求1所述的外涂塑内衬塑金属复合管的制造方法，其特征在于，是：先制作塑料复合管材，然后将金属管内壁经打磨后进行喷砂、喷丸或抛丸处理，再将塑料复合管材拉入处理好的金属管内，将塑料复合管材两端密封、充气，加热处理后，金属管外表喷塑或涂塑，冷却，金属管与塑料复合管材粘固，实现外喷塑或涂塑、内衬塑同时在线完成。

9.根据权利要求8所述的外涂塑内衬塑金属复合管的制造方法，其特征在于，将塑料复合管材拉入处理好的金属管内，置于衬管机上，将塑料复合管材两端密封、充气，通过移动小车穿过衬管平台的感应加热圈加热或感应加热圈通过移动小车穿过管材加热，沿管材穿过感应加热圈的方向前端设置喷塑装置，金属管加热后进行外表喷塑或涂塑，实现外喷塑或涂塑、内衬塑同时在线完成。

10.根据权利要求9所述的外涂塑内衬塑金属复合管的制造方法，其特征在于，所述的感应加热圈加热为低频、中频、高频或超音频感应加热。