CN111457171A - 非粘接同方向缠绕热塑性柔性管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及松散的或黏附的纤维状材料增强高分子化合物领域,具体为一种非粘接同方向缠绕热塑性柔性管及其制造方法。一种非粘接同方向缠绕热塑性柔性管,包括柔性管体(1),其特征是:柔性管体(1)为多层结构可盘卷的柔性复合管,柔性管体(1)由从内至外依次套设的塑料内层管(11)、增强多层管(12)和塑料外层管(13)组成,增强多层管(12)由非黏结、错缝层叠、异向缠绕、0°~90°交叉的连续纤维预浸一体带构成,本发明结构简单,制造方便,适应性强,机械性能高。
Description
技术领域
本发明涉及松散的或黏附的纤维状材料增强高分子化合物领域,具体为一种非粘接同方向缠绕热塑性柔性管及其制造方法。
背景技术
热塑连续纤维预浸带制作的管材具有高强、轻质、耐腐、长寿等优点,被广泛用于市政、油田、化工、工业、浆体、油气管网使用。
用热塑连续纤维预浸带制作管材,目前都采用内外层用塑料管、芯层用单层带宽60mm~500mm的0°带材边缠绕边加热或冷缠绕多层带后集中加热预浸带增强管。如中国专利202360912U于2012年08月01日公开了一种连续纤维预浸带缠绕增强复合管,属于塑料管材技术领域。它包括管壁外层和管壁内层,所述的管壁内层和管壁外层之间复合设置由连续玻璃纤维PE预浸带交叉螺旋缠绕在管壁内层表面而成的增强层,增强层交叉缠绕于管壁内层外表面,并与管壁内层、管壁外层熔合成为一体。CN202360912U专利注重的是管材三层结构黏结整体性来共同承担管内外径向轴向应力,由于高含量交叉缠绕连续纤维多层叠融合形成整体的复合管强度太高无法弯曲、外加宽带交叉缠绕预浸带熔合后层间无法根据弯曲度自由挪动不能弯曲,如果强行弯曲管材其单向薄膜0°预浸带缠绕层极易折断或被弯曲撕裂并造成同一截面穿透性增强层缝隙失去耐压不能层压。所以该技术适合于制作高强度的直管,不适合于制作柔性盘管。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷,提供一种结构简单、制造方便、适应性强、机械性能高的管件,本发明公开了一种非粘接同方向缠绕热塑性柔性管及其制造方法。
本发明通过如下技术方案达到发明目的:
一种非粘接多层缠绕热塑性预浸一体带柔性管,包括柔性管体,其特征是:柔性管体为多层结构可盘卷的柔性复合管,柔性管体由从内至外依次套设的塑料内层管、非粘接多层纤维交叉一体带增强管和塑料外层管组成,非粘接多层纤维交叉一体带增强管由层间非黏结、错缝层叠、错层异向缠绕多层0°~90°交叉的连续纤维预浸一体带构成;
所述的连续纤维预浸一体带按如下所述制成:用单层厚度0.2mm~0.4mm、宽度500mm~650mm的0°纤维预浸带经横切成长度3000mm~4000mm的90°纤维预浸带,用5~6个宽度500mm~650mm的0°纤维预浸带横向紧密排列,连续不断平铺90°纤维预浸带与单层0°纤维预浸带叠加或与双层0°预浸卷带叠加敷设呈0°与90°预浸带交叉层叠后,在铺带热压机牵引与加热下热压轧制成多层的热塑连续纤维预浸一体带,经分切至设计宽度20mm~100mm的窄带后盘卷成预浸一体带卷。
所述的非粘接多层缠绕预浸一体带柔性管,其特征是:塑料内层管、非粘接多层纤维交叉一体带增强管和塑料外层管这三者相互之间都以非粘结状态依次叠加紧密裹覆,以此满足芯层叠加多层预浸带能够自由无约束的依据管材盘卷弯曲度自由移动弯曲,所制作的管道更加满足于柔性盘管的要求,尤其是多层纤维交叉一体带是在50℃~90℃塑料热变形温度、张拉力、55°缠绕角组合条件下紧密层叠缠绕组成增强管,来承担管内外与轴向应力。
所述的非粘接多层缠绕热塑性预浸一体带柔性管的制造方法,其特征是:按如下所述依次实施:
① 用挤出机挤出热塑性的塑料内层管;
② 用多台缠绕机多层次以55°±1°的角度边烘热预浸一体带、边上下层交叉角度缠绕烘热的预浸一体带在塑料内层管外壁上,组成非粘接多层纤维交叉一体带增强管;
③ 用挤出机挤出热塑性熔体包覆于非粘接多层纤维交叉一体带增强管的外侧面上形成塑料外层管,从而形成柔性管体;
④ 用盘卷机盘卷柔性管体。
所述的非粘接多层缠绕热塑性预浸一体带柔性管,其特征是:塑料内层管、非粘接多层纤维交叉一体带增强管和塑料外层管都选用PA制成,能够满足于160℃50MPa压力工况条件下使用,特别是能满足于油田井下油气用管和海洋油气用管,一体同质化非金属管道系统能满足于50年以上使用寿命的要求。
所述的热塑性材料是指PP、PE、PVC、PA等。
所述的热塑性预浸带是指市售的PP、PE、PVC、PA包覆预浸渍的连续纤维带。
所述的纤维是指玻璃纤维、碳纤维。
所述的缠绕角度是指预浸带与管材轴向之间的夹角。
本发明采用了热塑性0°~90°连续纤维预浸热压二层一体带技术作为增强缠绕带,纵横交叉的一体带可弯曲可牵拉不开裂不破裂,具有极高的柔韧性与弯曲度,芯层缠绕后能满足于不同管径大小弯曲度的要求,可避免了单层0°预浸带弯曲开裂抽纱问题。
本发明采用了非黏结热塑性0°~90°连续纤维预浸热压一体带通向缠绕技术作为增强缠绕带,在管材弯曲过程中,松状缠绕层可以层间移动,自动依据管材弯曲度调整带材间隙来满足于不同曲率度的要求,管材弯曲自然不会出现内弯折断与强行折弯现象。
本发明是一种非黏结、0°~90°连续纤维预浸双层热压一体带的技术,具有如下有益效果:
1. 所制成的管道可以实现以管材直径15倍弯曲半径实现柔性盘卷,反弹力极小;
2. 所制成的管道可以承受32MPa的高压;
3. 管道系统经过同品质的接头连接后,管道系统可以满足于50年以上防腐蚀使用要求。
4. 通过非黏结增强层,改变了管材自身的弯曲强度,促使管道变成可以随机弯曲的柔性管道,经盘卷后制成100m~3000m盘管,极大减少了管道安装过程的接头,降低了管道接头熔接过程的风险,同时降低了配件的成本,提高了安装速度,降低了安装费用;
5. 通过敷设0°~90°一定宽度的带材,提高了管材芯层增强层耐弯曲撕裂性能,确保了管材弯曲过程不会影响质量与使用压力;
6. 通过一定宽度带材敷设,可以承担管内逃逸窜流气体,极大提高了管道耐腐蚀性气体的承压能力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种非粘接多层缠绕热塑性预浸一体带柔性管,包括柔性管体1,如图1所示,具体结构是:
柔性管体1为多层结构可盘卷的柔性复合管,柔性管体1由从内至外依次套设的塑料内层管11、非粘接多层纤维交叉一体带增强管12和塑料外层管13组成,非粘接多层纤维交叉一体带增强管12由层间非黏结、错缝层叠、错层异向缠绕多层0°~90°交叉的连续纤维预浸一体带构成;
所述的连续纤维预浸一体带按如下所述制成:用单层厚度0.2mm~0.4mm、宽度500mm~650mm的0°纤维预浸带经横切成长度3000mm~4000mm的90°纤维预浸带,用5~6个宽度500mm~650mm的0°纤维预浸带横向紧密排列,连续不断平铺90°纤维预浸带与单层0°纤维预浸带叠加或与双层0°预浸卷带叠加敷设呈0°与90°预浸带交叉层叠后,在铺带热压机牵引与加热下热压轧制成多层的热塑连续纤维预浸一体带,经分切至设计宽度20mm~100mm的窄带后盘卷成预浸一体带卷。
本实施例中:塑料内层管11、非粘接多层纤维交叉一体带增强管12和塑料外层管13这三者相互之间都以非粘结状态依次叠加紧密裹覆,以此满足芯层叠加多层预浸带能够自由无约束的依据管材盘卷弯曲度自由移动弯曲,所制作的管道更加满足于柔性盘管的要求,尤其是多层纤维交叉一体带是在50℃~90℃塑料热变形温度、张拉力、55°缠绕角组合条件下紧密层叠缠绕组成增强管,来承担管内外与轴向应力。
本实施例中塑料内层管11、非粘接多层纤维交叉一体带增强管12和塑料外层管13都选用PA制成,能够满足于160℃50MPa压力工况条件下使用,特别是能满足于油田井下油气用管和海洋油气用管,一体同质化非金属管道系统能满足于50年以上使用寿命的要求。
柔性管体1的管径DN为150mm~25m,单根长度为100m~2000m。
本实施例使用时,按如下所述依次实施:
① 用挤出机挤出热塑性的塑料内层管11;
② 用多台缠绕机多层次以55°±1°的角度边烘热预浸一体带、边上下层交叉角度缠绕烘热的预浸一体带在塑料内层管11外壁上,组成非粘接多层纤维交叉一体带增强管12;
③ 用挤出机挤出热塑性熔体包覆于非粘接多层纤维交叉一体带增强管12的外侧面上形成塑料外层管13,从而形成柔性管体1;
④ 用盘卷机盘卷柔性管体1。
所述的热塑性材料是指PP、PE、PVC、PA等。
所述的热塑性预浸带是指市售的PP、PE、PVC、PA包覆预浸渍的连续纤维带。
所述的纤维是指玻璃纤维、碳纤维。
所述的缠绕角度是指预浸带与管材轴向之间的夹角。
Claims (4)
1.一种非粘接多层缠绕热塑性预浸一体带柔性管,包括柔性管体(1),其特征是:柔性管体(1)为多层结构可盘卷的柔性复合管,柔性管体(1)由从内至外依次套设的塑料内层管(11)、非粘接多层纤维交叉一体带增强管(12)和塑料外层管(13)组成,非粘接多层纤维交叉一体带增强管(12)由层间非黏结、错缝层叠、错层异向缠绕多层0°~90°交叉的连续纤维预浸一体带构成;
所述的连续纤维预浸一体带按如下所述制成:用单层厚度0.2mm~0.4mm、宽度500mm~650mm的0°纤维预浸带经横切成长度3000mm~4000mm的90°纤维预浸带,用5~6个宽度500mm~650mm的0°纤维预浸带横向紧密排列,连续不断平铺90°纤维预浸带与单层0°纤维预浸带叠加或与双层0°预浸卷带叠加敷设呈0°与90°预浸带交叉层叠后,在铺带热压机牵引与加热下热压轧制成多层的热塑连续纤维预浸一体带,经分切至设计宽度20mm~100mm的窄带后盘卷成预浸一体带卷。
2.如权利要求1所述的非粘接多层缠绕预浸一体带柔性管,其特征是:塑料内层管(11)、非粘接多层纤维交叉一体带增强管(12)和塑料外层管(13)这三者相互之间都以非粘结状态依次叠加紧密裹覆,尤其是多层纤维交叉一体带是在50℃~90℃塑料热变形温度、张拉力、55°缠绕角组合条件下紧密层叠缠绕组成增强管,来承担管内外与轴向应力。
3.如权利要求书1或2所述的非粘接多层缠绕热塑性预浸一体带柔性管的制造方法,其特征是:按如下所述依次实施:
①用挤出机挤出热塑性的塑料内层管(11);
②用多台缠绕机多层次以55°±1°的角度边烘热预浸一体带、边上下层交叉角度缠绕烘热的预浸一体带在塑料内层管(11)外壁上,组成非粘接多层纤维交叉一体带增强管(12);
③用挤出机挤出热塑性熔体包覆于非粘接多层纤维交叉一体带增强管(12)的外侧面上形成塑料外层管(13),从而形成柔性管体(1);
④用盘卷机盘卷柔性管体(1)。
4.如权利要求1或2所述的非粘接多层缠绕热塑性预浸一体带柔性管,其特征是:塑料内层管(11)、非粘接多层纤维交叉一体带增强管(12)和塑料外层管(13)都选用PA制成。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200728 |
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