CN109506053A - 一种耐磨耐腐蚀的不锈钢复合管 - Google Patents

一种耐磨耐腐蚀的不锈钢复合管 Download PDF

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Abstract

本发明属于不锈钢管技术领域，具体涉及一种耐磨耐腐蚀的不锈钢复合管，所述的不锈钢复合管包括玻璃纤维筋和复合树脂层，所述的玻璃纤维筋绕设在不锈钢管本体的外表面上，且在绕设的过程中使其具有预应力；复合树脂层设置于所述玻璃纤维筋的外表面，本发明通过在不锈钢管本体的外表面绕设玻璃纤维筋并使其具有预应力，能够有效的提高不锈钢管本体的管壁强度，并且，该预应力能够抵消高压流体输送时的压力，确保该不锈钢复合管在输送高压流体时的可靠性和安全性；在玻璃纤维筋的外表面的复合树脂层能够显著的提高该不锈钢复合管的耐磨性和耐腐蚀性，提高该不锈钢复合管在使用过程中的稳定性。

Description

一种耐磨耐腐蚀的不锈钢复合管
技术领域
本发明属于不锈钢管技术领域，具体涉及一种耐磨耐腐蚀的不锈钢复合管。
背景技术
不锈钢管是一种中空的长条圆形钢材，主要广泛用于石油、化工、医疗、食品、轻工、机械仪表等工业输送管道以及机械结构部件等。
现有技术中，为了提高不锈钢管的耐磨耐腐蚀性能，通常着重在不锈钢管的组成配方中进行改进，如申请号为“CN201610662099.0”的中国专利公开了一种含纳米钛的不锈钢管及其制备方法，该不锈钢管的组成为：碳0.01-0.03wt％、纳米钛6.8-9.4wt％、钴0.05-0.1wt％、硫0.02-0.03wt％、钽0.1-0.2wt％、钨2.2-3.2wt％、锆1.45-1.55wt％、硼0.02-0.03wt％、碲0.02-0.03wt％、矾0.02-0.03wt％、钒0.1-0.2wt％、铜0.8-1.0wt％，余量为铁和不可避免的杂质；通过该配方体系的改进，制备得到的不锈钢管的屈服强度和扭转强度有显著的提升，并且耐腐蚀性好；表面经渗氮处理后大大提高了耐磨性。但是这种改变现有不锈钢管配方组成的技术方案在原材料成本以及生产工艺等遇到较多障碍，生产成本的提高以及工艺的变化使其推广带来很大的弊端。
又如申请号为“CN201720233367.7”的中国专利公开了一种高稳定复合型不锈钢管，包括不锈钢管本体，所述不锈钢管本体的内表面上固定连接有耐高温层，所述不锈钢管本体的外表面上固定连接有橡胶层，所述橡胶层的内部开设有球形槽，所述球形槽的内表面固定连接有橡胶凸起，所述橡胶凸起的内表面上固定连接有减震球，所述减震球的内部固定连接有固定球，所述橡胶层的上表面上固定连接有阻燃层，所述阻燃层的外表面固定连接有耐腐蚀层，所述耐腐蚀层的外表面上固定连接有耐磨层，所述不锈钢管本体的正面和背面均固定连接铁片，所述铁片的表面上开设有通孔；但是这种不锈钢管的制造工艺过于复杂繁琐，不利于推广。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种耐磨耐腐蚀的不锈钢复合管。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种耐磨耐腐蚀的不锈钢复合管，包括不锈钢管本体，还包括，
玻璃纤维筋，绕设在所述不锈钢管本体的外表面上，且在绕设的过程中对所述的玻璃纤维筋施加张力使其具有预应力；
复合树脂层，设置于所述玻璃纤维筋的外表面；
其中，所述的复合树脂层包括环氧树脂、固化剂、改性剂、无机填料和有机溶剂混合而成。
优选的，所述玻璃纤维筋的直径为3～7mm；和/或，
所述玻璃纤维筋在所述不锈钢管本体表面绕设得到的厚度为6～14mm。
优选的，所述的固化剂为聚酰胺；
所述的改性剂为聚硫橡胶；
所述的无机填料选自二氧化钛、二氧化硅、滑石粉、石膏粉和硅灰石中的一种或一种以上按任意比例的混合物。
优选的，所述的复合树脂层包括以下重量份的原料制成：环氧树脂20～35重量份、固化剂3～8重量份、改性剂3～7重量份、无机填料5～9重量份、有机溶剂40～60重量份。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明中，通过在不锈钢管本体的外表面绕设玻璃纤维筋，该玻璃纤维筋是以玻璃纤维及其织物作为增强材料，以不饱和聚酯树脂作为基体材料采用缠绕工艺制作而成，其具有很高的抗拉强度。将其缠绕在不锈钢管本体的外表面上并使其具有预应力，能够有效的提高不锈钢管本体的管壁强度，并且，该预应力能够抵消高压流体输送时的压力，确保该不锈钢复合管在输送高压流体时的可靠性和安全性。
同时，本发明中，在玻璃纤维筋的外表面还设有复合树脂层，该复合树脂层能够显著的提高该不锈钢复合管的耐磨性和耐腐蚀性，提高该不锈钢复合管在使用过程中的稳定性；
本发明采用的技术方案中，以带有预应力的玻璃纤维筋和复合树脂层的配合，提高了复合树脂材料在不锈钢管本体上的粘结效果，确保了较好的附着效果。
附图说明
图1为本发明提供的不锈钢复合管的断面示意图；
图中标号说明：10-不锈钢管本体，20-玻璃纤维筋，30-复合树脂层。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图及实施例，进一步阐明本发明。
本发明中所有的原料，对其来源没有特别限定，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明中所有的原料，对其纯度没有特别限定，本发明优选采用分析纯或复合材料领域使用的常规纯度。
请参阅图1，本发明提供了一种耐磨耐腐蚀的不锈钢复合管；所述的不锈钢复合管包括不锈钢管本体10，还包括玻璃纤维筋20和复合树脂层30；所述的玻璃纤维筋20绕设在所述不锈钢管本体10的外表面上，且在绕设的过程中对所述玻璃纤维筋20施加张力使其具有预应力；所述的复合树脂层30设置在所述玻璃纤维筋20的外表面。
本发明中，所述的复合树脂层30包括环氧树脂、固化剂、改性剂、无机填料和有机溶剂混合而成。
本发明中，通过在不锈钢管本体10的外表面绕设玻璃纤维筋20，该玻璃纤维筋是以玻璃纤维及其织物作为增强材料，以不饱和聚酯树脂作为基体材料采用缠绕工艺制作而成，其具有很高的抗拉强度。将其缠绕在不锈钢管本体10的外表面上并使其具有预应力，能够有效的提高不锈钢管本体10的管壁强度，并且，该预应力能够抵消高压流体输送时的压力，确保该不锈钢复合管在输送高压流体时的可靠性和安全性。
同时，本发明中，在玻璃纤维筋20的外表面还设有复合树脂层30，该复合树脂层能够显著的提高该不锈钢复合管的耐磨性和耐腐蚀性，提高该不锈钢复合管在使用过程中的稳定性。
需要说明的是，本发明提供的不锈钢复合管，对现有不锈钢管的生产适应能力较好，只需要在现有生产工艺中增设缠绕玻璃纤维筋和设置复合树脂层的步骤即可；同时也可以对已经成型的不锈钢管进行后加工处理。
具体的，对不锈钢管的处理方法包括以下步骤：
(1)对不锈钢管进行清洗、干燥，接着在不锈钢管表面绕设玻璃纤维筋，且在所述玻璃纤维筋的绕设过程中对其施加张力使所述玻璃纤维筋具有预应力；
(2)将不锈钢管浸没到复合树脂材料中，提起沥干，打磨，得到所述处理后的不锈钢管。
本发明中，在玻璃纤维筋的绕设过程中对其施加张力，使的玻璃纤维筋在绕设后具有预应力，所述张力的施加以不超过玻璃纤维筋的耐受能力为宜，例如，所述的张力保持在10N。
将缠绕了玻璃纤维筋的不锈钢管浸没到复合树脂材料中，复合树脂材料能浸透到玻璃纤维筋中，不仅起到一定的粘连固化作用，提高该玻璃纤维筋在不锈钢管表面的附着强度，并且，复合树脂材料对不锈钢管表面出现的发纹、裂纹等不良外观进行封填，确保处理得到的不锈钢管具有较长的使用寿命。
需要说明的是，将所述的不锈钢管浸没到复合树脂材料之前，将不锈钢管的两端封堵，避免复合树脂材料进入到不锈钢管的内芯中。
根据本发明，所述玻璃纤维筋的直径为3～7mm；
所述玻璃纤维筋在所述不锈钢管本体表面绕设得到的厚度为6～14mm。
本发明中，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂；
所述的固化剂为聚酰胺；
所述的改性剂为聚硫橡胶；
所述的无机填料选自二氧化钛、二氧化硅、滑石粉、石膏粉和硅灰石中的一种或一种以上按任意比例的混合物；
所述的有机溶剂为甲苯、丁酮、乙酸丁酯中的一种或其组合。
本发明中，所述的复合树脂层包括以下重量份的原料制成：环氧树脂20～35重量份、固化剂3～8重量份、改性剂3～7重量份、无机填料5～9重量份、有机溶剂40～60重量份。
以下通过具体的实施例对本发明提供的不锈钢复合管做出进一步的说明。
实施例1
一种不锈钢复合管，包括不锈钢管本体，所述不锈钢管本体的外表面缠绕有玻璃纤维筋，且在所述玻璃纤维筋绕设的过程中对其施加张力使其具有预应力；
所述玻璃纤维筋的外表面设有复合树脂层。
具体的处理方法包括：
(1)对不锈钢管本体进行清洗、干燥，接着在不锈钢管本体表面绕设玻璃纤维筋，且在所述玻璃纤维筋的绕设过程中对其施加张力使所述玻璃纤维筋具有预应力；
所述玻璃纤维筋的直径为5mm；且该玻璃纤维筋在不锈钢管本体表面绕设得到的厚度为10mm；
(2)将不锈钢管本体浸没到复合树脂材料中，提起沥干，打磨，得到所述处理后的不锈钢复合管；
所述的复合树脂层包括以下重量份的原料制成：双酚A型环氧树脂28重量份、聚酰胺5重量份、聚硫橡胶5重量份、二氧化钛3重量份、二氧化硅4重量份、乙酸丁酯50重量份。
实施例2
如实施例1提供的不锈钢复合管，不同的是，所述玻璃纤维筋的直径为3mm；其余不变，得到所述的不锈钢复合管。
实施例3
如实施例1提供的不锈钢复合管，不同的是，所述玻璃纤维筋的直径为7mm；其余不变，得到所述的不锈钢复合管。
实施例4
如实施例1提供的不锈钢复合管，不同的是，所述玻璃纤维筋在不锈钢管本体表面绕设得到的厚度为6mm；其余不变，得到所述的不锈钢复合管。
实施例5
如实施例1提供的不锈钢复合管，不同的是，所述玻璃纤维筋在不锈钢管本体表面绕设得到的厚度为14mm；其余不变，得到所述的不锈钢复合管。
实施例6
如实施例1提供的不锈钢复合管，不同的是，所述的复合树脂层包括以下重量份的原料制成：双酚A型环氧树脂20重量份、聚酰胺3重量份、聚硫橡胶3重量份、二氧化钛2重量份、二氧化硅3重量份、乙酸丁酯40重量份；
其余不变，得到所述的不锈钢复合管。
实施例7
如实施例1提供的不锈钢复合管，不同的是，所述的复合树脂层包括以下重量份的原料制成：双酚A型环氧树脂35重量份、聚酰胺8重量份、聚硫橡胶7重量份、二氧化钛4重量份、二氧化硅5重量份、乙酸丁酯60重量份；
其余不变，得到所述的不锈钢复合管。
对比例1
如实施例1提供的不锈钢复合管，不同的是，在绕设玻璃纤维筋的过程中不施加张力，其余不变，得到所述的不锈钢复合管。
对比例2
如实施例1提供的不锈钢复合管，不同的是，所述玻璃纤维筋的直径为2mm；其余不变，得到所述的不锈钢复合管。
对比例3
如实施例1提供的不锈钢复合管，不同的是，所述玻璃纤维筋在不锈钢管本体表面绕设得到的厚度为4mm；其余不变，得到所述的不锈钢复合管。
对比例4
如实施例1提供的不锈钢复合管，不同的是，所述的复合树脂层包括以下重量份的原料制成：双酚A型环氧树脂12重量份、聚酰胺2重量份、聚硫橡胶1重量份、二氧化钛1重量份、二氧化硅1重量份、乙酸丁酯50重量份；
其余不变，得到所述的不锈钢复合管。
性能测试：
1、强度测试
以无锡圣达飞金属材料有限公司生产的小口径不锈钢管作为试验材料，对实施例1-7、对比例1-4得到的不锈钢复合管进行测试，以未处理的不锈钢管作为空白组，测试结果如表1所示。
2、耐磨性测试
将实施例1-7、对比例1-4得到的不锈钢复合管分别在MLD-10型动载磨料磨损试验机上进行耐磨性实验。
具体过程如下：将不锈钢复合管切割成10mm×10mm×30mm的试样，磨料为1mm～2mm的精制石英砂，流量为450mL/min，冲击功为5.0J；每隔30min测量一次磨损后的质量，共测量5次，磨损2h，以试样失重来判断耐磨性；测试结果见表1。
表1：
3、耐腐蚀能力测试
利用以下腐蚀性溶液对实施例1-7、对比例1-4得到的不锈钢复合管表面进行测试：
a、质量分数为35％的硝酸溶液；
b、质量分数为25％的盐酸溶液；
c、质量分数为65％的硫酸溶液；
d、质量分数为3％的溴水；
e、质量分数为5％的甲酸；
分别在常温和100℃下腐蚀72h，将耐腐蚀测试结果记录到表2中。
表2：
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种耐磨耐腐蚀的不锈钢复合管，包括不锈钢管本体，其特征在于：还包括，
玻璃纤维筋，绕设在所述不锈钢管本体的外表面上，且在绕设的过程中对所述的玻璃纤维筋施加张力使其具有预应力；
复合树脂层，设置于所述玻璃纤维筋的外表面；
其中，所述的复合树脂层包括环氧树脂、固化剂、改性剂、无机填料和有机溶剂混合而成。
2.根据权利要求1所述的耐磨耐腐蚀的不锈钢复合管，其特征在于：所述玻璃纤维筋的直径为3～7mm；和/或，
所述玻璃纤维筋在所述不锈钢管本体表面绕设得到的厚度为6～14mm。
3.根据权利要求1所述的耐磨耐腐蚀的不锈钢复合管，其特征在于：所述的固化剂为聚酰胺；
所述的改性剂为聚硫橡胶；
所述的无机填料选自二氧化钛、二氧化硅、滑石粉、石膏粉和硅灰石中的一种或一种以上按任意比例的混合物。
4.根据权利要求1所述的耐磨耐腐蚀的不锈钢复合管，其特征在于：所述的复合树脂层包括以下重量份的原料制成：环氧树脂20～35重量份、固化剂3～8重量份、改性剂3～7重量份、无机填料5～9重量份、有机溶剂40～60重量份。
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