CN111550614A - 一种核电高刚度直埋玻璃钢管道及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种核电高刚度直埋玻璃钢管道，该管道的管壁由内向外依次是内衬层、内结构层、网格加筋层、外结构层、外防护层，其中网格加筋层层数为一层或多层，网格加筋层层数为多层时，相邻两层网格加筋层之间设有环向缠绕层，管壁各层均通过玻璃纤维织物浸上树脂缠绕的方式制成。本发明的有益效果是：提高了管道管壁截面惯性矩、抗外荷载刚度；在保持玻璃钢管道重量轻、耐腐蚀性、成本低等优良特性的同时，解决了玻璃钢管道刚度较低的问题，在核电管道工程领域具有广泛的应用前景；玻璃钢管道连接后允许轴线方向上的微小位移，抗震性能较传统混凝土伸缩缝构造更好。

Description

一种核电高刚度直埋玻璃钢管道及其制作方法
技术领域
本发明属于核电给排水管道工程领域，具体涉及一种核电高刚度直埋玻璃钢管道及其制作方法。
背景技术
玻璃钢管道是一种纤维增强树脂基复合管，具有重量轻、耐腐蚀、强度高、管壁光滑、水力性能优良等特点，在核电管道工程建设中具有广泛的应用。但其刚度低，变形较大，如果在不改变其结构的条件下，要提高玻璃钢管道的刚度，必须增加管壁厚度，这样往往导致产品成本过高。
目前上述问题的解决方法是，在玻璃钢管道外包覆钢筋混凝土，玻璃钢管道只起到内胆作用，但是玻璃管道与混凝土界面连接始终没有合适的解决方案。通常通过玻璃钢加环向筋并预先在环向筋下搁置钢筋、待玻璃固化以后再弯起钢筋的方式来解决。这种施工工艺步骤较多，且为了浇筑混凝土，往往需要更大的开挖量，这些不足限制了玻璃钢管道在核电工程领域的使用。
因此工程上渴求一种既能在低成本前提下，弥补玻璃钢管道刚度较低的缺陷，又具有玻璃钢管道耐腐蚀、使用寿命长、重量轻等优良特性的新型复合管材。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种核电高刚度直埋玻璃钢管道及其制作方法。
为了实现上述目的，采用的技术方案如下：
一种核电高刚度直埋玻璃钢管道，该管道的管壁由内向外依次是内衬层、内结构层、网格加筋层、外结构层、外防护层，其中网格加筋层层数为一层或多层，网格加筋层层数为多层时，相邻两层网格加筋层之间设有环向缠绕层，管壁各层均通过玻璃纤维织物浸上树脂缠绕的方式制成。
进一步的，管道内径为600～8000mm。
进一步的，内衬层厚度1～5mm，内结构层厚度1～50mm，网格加筋层厚度1～50mm，环向缠绕层厚度1～30mm，外结构层厚度1～50mm，外防护层厚度1～30mm。
进一步的，缠绕成网格加筋层的材质为玻璃纤维连续纱，纱片在缠绕时纱束之间留有间距。
进一步的，该管道一端为插口，另一端为承口，插口与承口可插拔连接，插口外壁设有橡胶圈槽。
一种核电高刚度直埋玻璃钢管道的制作方法，包括以下步骤：
1)玻璃纤维织物浸上树脂，将其缠绕在管道连续缠绕系统的管道模具上，形成内衬层；
2)玻璃纤维织物浸上树脂，将其缠绕在内衬层上，形成内结构层；
3)将玻璃纤维连续纱浸上树脂交叉缠绕在内结构层上，形成网格加筋层；
当网格加筋层层数为一层时，直接跳至步骤6)，两层或两层以上从步骤4)开始，
4)将玻璃纤维连续纱浸上树脂连续环向缠绕在网格加筋层上，形成环向缠绕层；
5)在环向缠绕层上缠绕网格加筋层；
此时管壁上已经缠绕两层网格加筋层，两层网格加筋层之间设有环向缠绕层，如果设置两层以上网格加筋层，根据层数重复步骤4)及步骤5)，
6)采用玻璃纤维连续纱浸上树脂后连续交叉环向缠绕在最外层的网格加筋层上，形成外结构层；
7)在外结构层上缠绕玻璃钢管道的外防护层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、网格加筋层较大程度地提高了管壁截面惯性矩、抗外荷载刚度；
2、在保持玻璃钢管道重量轻、耐腐蚀性、成本低等优良特性的同时，解决了玻璃钢管道目前刚度较低的问题，在核电管道工程领域具有广泛的应用前景。
3、玻璃钢管道连接后允许轴线方向上的微小位移，抗震性能较传统混凝土伸缩缝构造更好。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一种核电高刚度直埋玻璃钢管道及其制作方法实施例的截面图；
图2为本发明一种核电高刚度直埋玻璃钢管道及其制作方法实施例中的网格加强筋的第一种缠绕方法示意图；
图3为本发明一种核电高刚度直埋玻璃钢管道及其制作方法实施例中的网格加强筋的第二种缠绕方法示意图。
【附图标记】
1-缠绕模具 2-内衬层 3-内结构层 4-环向缠绕层 5-网格加筋层
6-外结构层 7-外防护层 8-缠绕轴线 9-插口10-承口
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图3为本发明的一个实施例，一种核电高刚度直埋玻璃钢管道，管道的内径在600～8000mm之间，其管壁由内到外依次是内衬层2、内结构层3、网格加筋层5、外结构层6、外防护层7，其中网格加筋层5可以根据需要设置为一层或多层，当管壁有多层网格加筋层5时，相邻两层网格加筋层5之间设置有环向缠绕层4。以上各层均由玻璃纤维织物浸上树脂缠绕而成，各层可根据需要缠绕至设计的厚度，具体为：内衬层2厚度1～5mm，内结构层3厚度1～50mm，网格加筋层5厚度1～50mm，环向缠绕层4厚度1～30mm，外结构层6厚度1～50mm，外防护层7厚度1～30mm。
网格加筋层5采用玻璃纤维连续纱缠绕而成，纱片分为纱束间断分布的纱片和纱束连续分布的纱片，使用纱束间断分布的纱片时，将纱片装在缠绕小车上，随着缠绕小车的行进，将纱片交叉缠绕在内结构层3上，形成网格加筋层5，如图2所示；使用纱束连续分布的纱片缠绕制作网格加筋层5时，使相邻纱片之间的间距与纱片宽度相等，其余的步骤与使用纱束间断分布的纱片缠绕步骤相同，如图3所示。
单根玻璃钢管道的一端为插口9，另一端为承口10，通过将一根玻璃钢管道的插口9插入另一根玻璃钢管道的承口10的方式连接玻璃钢管道，这种连接方式允许管道在轴线方向产生微小位移；插口9外壁设有橡胶圈槽，插口9插入承口10时，橡胶圈槽里的橡胶圈能够将插合处密封；承口10内部与主管道交界处设有倒角，可以将插口9限位到承口10中。
上述核电高刚度直埋玻璃钢管道的制作方法，包括以下步骤：
1)将聚酯毡、玻璃纤维表面毡、短切毡或针织毡等玻璃纤维织物浸上树脂，然后使用内衬层缠绕小车将其缠绕在管道连续缠绕系统的管道模具1上，可根据需要，将厚度缠绕至1～5mm，形成内衬层2；
2)将玻璃纤维连续纱或短切纱等玻璃纤维织物浸上树脂，使用内结构层缠绕小车将其缠绕在内衬层2上，形成内结构层3，内结构层3的厚度按照管道使用的压力等级进行设计，厚度为1～50mm；
3)使用网格加筋层缠绕小车将玻璃纤维连续纱交叉缠绕在内结构层3上，形成网格加筋层5，厚度为1～50mm；
如果管壁只设有一层网格加筋层5，直接跳至步骤6)，两层或两层以上从步骤4)开始，
4)使用环向缠绕层缠绕小车将玻璃纤维连续纱浸上树脂连续环向缠绕在网格加筋层5上，形成环向缠绕层4，厚度为1～30mm；
5)在环向缠绕层4上缠绕网格加筋层5，厚度为1～50mm；
此时管壁上已经缠绕两层网格加筋层5，两层网格加筋层5之间设有环向缠绕层4，如果设置两层以上网格加筋层5，根据层数重复步骤4)及步骤5)，否则，直接进入步骤6)，
6)使用外结构层缠绕小车将玻璃纤维连续纱交叉环向缠绕在最外层的网格加筋层5上，形成外结构层6，外结构层6的厚度按照管道使用的压力等级及管刚度设计，厚度为1～50mm；
7)最后根据实际需要，在外结构层6上缠绕玻璃钢管道的外防护层7，厚度为1～30mm，可以防腐蚀防渗漏。
尽管已经展示和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种核电高刚度直埋玻璃钢管道，其特征在于：该管道的管壁由内向外依次是内衬层、内结构层、网格加筋层、外结构层、外防护层，其中网格加筋层层数为一层或多层，网格加筋层层数为多层时，相邻两层网格加筋层之间设有环向缠绕层，管壁各层均通过玻璃纤维织物浸上树脂缠绕的方式制成。
2.根据权利要求1所述的一种核电高刚度直埋玻璃钢管道，其特征在于：管道内径为600～8000mm。
3.根据权利要求1所述的一种核电高刚度直埋玻璃钢管道，其特征在于：内衬层厚度1～5mm，内结构层厚度1～50mm，网格加筋层厚度1～50mm，环向缠绕层厚度1～30mm，外结构层厚度1～50mm，外防护层厚度1～30mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种核电高刚度直埋玻璃钢管道，其特征在于：缠绕成网格加筋层的材质为玻璃纤维连续纱，纱片在缠绕时纱束之间留有间距。
5.根据权利要求1或2所述的一种核电高刚度直埋玻璃钢管道，其特征在于：一端为插口，另一端为承口，插口与承口可插拔连接，插口外壁设有橡胶圈槽。
6.一种核电高刚度直埋玻璃钢管道的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)玻璃纤维织物浸上树脂，将其缠绕在管道连续缠绕系统的管道模具上，形成内衬层；
2)玻璃纤维织物浸上树脂，将其缠绕在内衬层上，形成内结构层；
3)将玻璃纤维连续纱浸上树脂交叉缠绕在内结构层上，形成网格加筋层；
当网格加筋层层数为一层时，直接跳至步骤6)，两层或两层以上从步骤4)开始，
4)将玻璃纤维连续纱浸上树脂连续环向缠绕在网格加筋层上，形成环向缠绕层；
5)在环向缠绕层上缠绕网格加筋层；
此时管壁上已经缠绕两层网格加筋层，两层网格加筋层之间设有环向缠绕层，如果设置两层以上网格加筋层，根据层数重复步骤4)及步骤5)，
6)将玻璃纤维连续纱浸上树脂后连续交叉环向缠绕在最外层的网格加筋层上，形成外结构层；
7)在外结构层上缠绕玻璃钢管道的外防护层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114576438A (zh) * 2022-03-14 2022-06-03 南京新核复合材料有限公司 一种大口径玻璃钢管道及其制备方法
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