CN114962805A - 一种rtp纤维增强柔性塑料复合管 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，涉及复合管材技术领域。一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，包括内管，层叠设置于内管上的纤维增强层、钢帘增强层和钢带增强层，以及包裹于钢带增强层上的保护外层，其中，内管与纤维增强层之间、纤维增强层与钢帘增强层之间、钢帘增强层与钢带增强层之间和钢带增强层与保护外层之间均通过粘结层连接。本申请通过在内管上包裹一层纤维增强层，以纤维缠绕在内管上，形成纤维增强层，利用纤维高强度、耐腐蚀和耐高温的优点，能够对内管形成良好的包裹，可以承受一定压迫力，起到较好的形状固定作用，通过钢帘增强层包裹在纤维增强层上，具有较高的强度，能够承受较高的压力。
Description
技术领域
本申请涉及复合管材技术领域，具体而言，涉及一种RTP纤维增强柔性塑料复合管。
背景技术
复合管材是以金属与热塑性塑料复合结构为基础的管材，内衬聚丙烯、聚乙烯或外焊接交联聚乙烯等非金属材料，具有金属管材和非金属管材的优点。柔性增强热塑性塑料复合管(ReinforcedThermoplasticPipes，简称RTP管)，是一种高压塑料复合管道，具有良好的柔韧性、抗腐蚀性、耐高压、耐冲击、耐磨损、重量轻、容易连接、可盘绕和长距离无接头快速铺设等特点，可以很好地克服钢管的腐蚀问题以及塑料管道的耐压问题，可应用在石油、天然气开采，高压长距离输送天燃气以及各种需要较高压力输送介质的管线领域。
目前行业内，RTP管多用于陆地和浅海的石油、天然气开采(集油管、注水管)和天然气高压输送；海洋石油和天然气开采；海底输水管道；矿山和工业中液压传动系统管道；城乡输水管道；旧管线修复工程；消防管道等。然而，现有的RTP管在长期使用后，管材的柔韧性、耐高压性和耐冲击性逐渐降低，使得其长期使用后，使用性能变差，强度变差。因此，急需一种在长期使用过程中，使用性能保持不变且强度依然很好的RTP管。
发明内容
本申请的目的在于提供一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，其能够在长期使用过程中使用性能保持不变。
本申请的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，包括内管，层叠设置于内管上的纤维增强层、钢帘增强层和钢带增强层，以及包裹于钢带增强层上的保护外层，其中，内管与纤维增强层之间、纤维增强层与钢帘增强层之间、钢帘增强层与钢带增强层之间和钢带增强层与保护外层之间均通过粘结层连接。
在本申请的一些实施例中，上述纤维增强层材质为玻璃纤维、玄武岩纤维、涤纶纤维、芳纶纤维或碳纤维。
在本申请的一些实施例中，上述纤维增强层结构为丝缠绕结构、带缠绕结构或网状编织结构。
在本申请的一些实施例中，上述纤维增强层厚度为0.25-0.35mm。
在本申请的一些实施例中，上述钢帘增强层包括交错编织的多股钢绳。
在本申请的一些实施例中，上述钢绳直径1-1.5mm。
在本申请的一些实施例中，上述钢带增强层厚度为1.5-2mm。
在本申请的一些实施例中，上述内管与纤维增强层之间设置有阻隔层，内管与阻隔层和阻隔层与纤维增强层之间均通过粘结层连接。
在本申请的一些实施例中，上述阻隔层材质为乙烯-乙烯醇共聚物。
在本申请的一些实施例中，上述纤维增强层、钢帘增强层和钢带增强层数量均为多层，且相邻两层之间均通过粘结层连接。
相对于现有技术，本申请的实施例至少具有如下优点或有益效果：
本申请通过在内管上包裹一层纤维增强层，以纤维缠绕在内管上，形成纤维增强层，利用纤维高强度、耐腐蚀和耐高温的优点，能够对内管形成良好的包裹，可以承受一定压迫力，起到较好的形状固定作用，通过钢帘增强层包裹在纤维增强层上，一方面具有较高的强度，另一方面能够承受较高的压力，此外，钢帘具有较好的柔韧性，能够方便复合管的盘卷；而在钢帘增强层上包裹有钢带增强层，钢带相对于钢帘而言具有更好的包裹性，起到较好的保护作用，且虽然其强度低于钢帘，但是具有较好的承受冲击能力，设置在外层，对复合管的保护作用好；通过在相邻两层之间设置有粘结层，能够稳固相邻两层的相对位置，相对于不使用粘结层进行连接而言，能够防止油气渗透，延长使用寿命，还能够保证即使增强层较薄也可以保证复合管具有稳定的结构，不会随着压力周期的变化产生管道内陷。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的局部剖面结构示意图；
图2为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的剖面结构示意图；
图3为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的钢帘增强层的结构示意图。
图标：1-内管；2-纤维增强层；3-钢帘增强层；4-钢带增强层；5-保护外层；6-粘结层；7-阻隔层。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例1
请参照图1-3，图1为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的局部剖面结构示意图；图2为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的剖面结构示意图；图3为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的钢帘增强层的结构示意图。
本实施例提供一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，包括内管1，层叠设置于内管1上的纤维增强层2、钢帘增强层3和钢带增强层4，以及包裹于钢带增强层4上的保护外层5，其中，内管1与纤维增强层2之间、纤维增强层2与钢帘增强层3之间、钢帘增强层3与钢带增强层4之间和钢带增强层4与保护外层5之间均通过粘结层6连接。
在本实施例中，上述内管1安装在最内层，其材质优选为涤纶树脂，其上包裹有一层粘结层6，通过粘结层6增强与纤维增强层2之间的连接，可以防止相邻的两层之间形成鼓包；纤维增强层2缠绕在粘结层6上，其选用高分子纤维，可以对内管1具有较好的包裹性能，且具有较好的耐腐蚀、耐高温性能，还具有较高的单位强度，保证在外力压迫下，能够保证内管1不易变形和破坏；钢帘增强层3通过粘结层6包裹在纤维增强层2上，其具有较高的强度和柔韧性，还耐110℃的高温，使得复合管可以卷曲盘绕，还能够承受较高的压力；钢带增强层4通过粘结层6包裹在钢帘增强层3上，其为薄片的钢带缠绕在钢帘增强层3上形成，能够具有更好的包裹性能，对复合管的保护性能更佳，具有较好的承受冲击能力，设置在外层，对复合管的保护作用好；保护外层5通过粘结层6包裹在钢带增强层4上，其材质优选为涤纶树脂。
实施例2
请参照图1-3，图1为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的局部剖面结构示意图；图2为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的剖面结构示意图；图3为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的钢帘增强层的结构示意图。
本实施例提供一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，与实施例1基本相同，区别在于：纤维增强层2材质为玻璃纤维、玄武岩纤维、涤纶纤维、芳纶纤维或碳纤维。
在本实施例中，上述玻璃纤维、玄武岩纤维、涤纶纤维、芳纶纤维或碳纤维能够使得纤维增强层2具有较强的强度、防腐蚀性和较好的包裹性，玻璃纤维绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好且机械强度高；玄武岩纤维高强度、高模量的、耐高温性佳、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高，适应于各种环境下使用；涤纶纤维具有模量高、强度高、弹性高、良好的保形性和耐热性等优点；芳纶纤维具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸耐碱和重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560℃的温度下，不分解，不融化，具有良好的绝缘性和抗老化性能；碳纤维具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，外形柔软，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。
实施例3
请参照图1-3，图1为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的局部剖面结构示意图；图2为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的剖面结构示意图；图3为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的钢帘增强层的结构示意图。
本实施例提供一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，与实施例1基本相同，区别在于：纤维增强层2结构为丝缠绕结构、带缠绕结构或网状编织结构。
在本实施例中，上述纤维增强层2结构为丝缠绕结构、带缠绕结构或网状编织结构；丝缠绕结构具体是将多股纤维沿着同一个方向旋转缠绕在内管1上，由于其具有较高的强度，在多股纤维的重叠作用下，能够对内管1形状起到较好的稳固作用，还能够承受10-20Mpa的压力，同时也具有较好的柔韧性，盘卷方便；带缠绕结构具体是将多股纤维浸胶后压成一排，形成纤维带，纤维带的宽度较宽，通过将纤维带缠绕在内管1上，可以对内管1起到更好的稳固作用；网状编织结构具体是将多股纤维沿着不同的方向交叠形成网状，将内管1包裹其中，全方面的对内管1起到稳固作用，且该结构形成的网孔优选为六边形、十二边形，这样对内管1的保护作用更佳。
实施例4
请参照图1-3，图1为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的局部剖面结构示意图；图2为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的剖面结构示意图；图3为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的钢帘增强层的结构示意图。
本实施例提供一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，与实施例1基本相同，区别在于：纤维增强层2厚度为0.25-0.35mm。
在本实施例中，上述纤维增强层2厚度为0.25-0.35mm，在该厚度下，能够避免形成的复合管过厚，也能够保证复合管具有较好的单位强度大于800Mpa、耐腐蚀性能和耐温性能。
实施例5
请参照图1-3，图1为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的局部剖面结构示意图；图2为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的剖面结构示意图；图3为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的钢帘增强层的结构示意图。
本实施例提供一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，与实施例1基本相同，区别在于：钢帘增强层3包括交错编织的多股钢绳。
在本实施例中，上述钢帘增强层3包括交错编织的多股钢绳，每股钢绳包括多条钢丝加捻而成，每条钢绳包括3-37条钢丝，多条钢丝加捻而成的钢绳具有更高的结构强度，柔韧性好，且多条钢丝加捻能够收紧其内部空间，增加钢丝的紧密度和强力，使得制成的钢帘的结构强度好，钢丝具有突出的延伸率，在复合管扣接接头时，不易断裂，能够更耐用。而且多条钢绳在编织时，能够相互之间形成挤压，使得钢帘增强层3具有良好的强度，也能够防止管道内的腐蚀性物质渗透，使得其具有较好的防腐能力。
优选的，每条钢绳表面涂覆有一层防腐层，能够保护钢绳，在复合管的正常使用中，能够防止管道内的腐蚀性物质对钢绳产生腐蚀，从而延长本复合管的使用寿命。
实施例6
请参照图1-3，图1为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的局部剖面结构示意图；图2为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的剖面结构示意图；图3为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的钢帘增强层的结构示意图。
本实施例提供一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，与实施例5基本相同，区别在于：钢绳直径1-1.5mm。
在本实施例中，上述钢绳直径1-1.5mm，在该条件下，编织成的钢帘增强层3厚度不会太厚，且具有足够的压力和强度，能够充分保护内管1。
实施例7
请参照图1-3，图1为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的局部剖面结构示意图；图2为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的剖面结构示意图；图3为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的钢帘增强层的结构示意图。
本实施例提供一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，与实施例1基本相同，区别在于：钢带增强层4厚度为1.5-2mm。
在本实施例中，上述钢带增强层4通过钢绳制成，制成后的厚度为1.5-2mm，能够具有较好的结构强度，且柔软方便盘卷，而且也不会使得复合管的厚度过厚。
实施例8
请参照图1-3，图1为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的局部剖面结构示意图；图2为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的剖面结构示意图；图3为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的钢帘增强层的结构示意图。
本实施例提供一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，与实施例1基本相同，区别在于：内管1与纤维增强层2之间设置有阻隔层7，内管1与阻隔层7和阻隔层7与纤维增强层2之间均通过粘结层6连接。
在本实施例中，上述阻隔层7通过粘结层6分别与内管1和纤维增强层2连接，其能够对纤维增强层2起到较好的保护作用，在复合管使用一段时间后，在高压力情况下，可能会存在小分子的腐蚀性气体穿过内管1，与纤维增强层2接触，进而腐蚀增强层的情况，但是设置有阻隔层7，能够具有优秀的隔离效果，隔绝内管1和增强层，一方面增强层能够从外向内提供较好的保护作用和支持作用，另一方面阻隔层7又能够隔离内管1，避免腐蚀，两方面延长复合管的使用寿命。
实施例9
请参照图1-3，图1为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的局部剖面结构示意图；图2为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的剖面结构示意图；图3为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的钢帘增强层的结构示意图。
本实施例提供一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，与实施例8基本相同，区别在于：阻隔层7材质为乙烯-乙烯醇共聚物。
在本实施例中，上述阻隔层7材质为乙烯-乙烯醇共聚物，乙烯-乙烯醇共聚物对气体、气味、香料、溶剂等呈现出优异的阻断作用，也具有很强的耐油性和耐有机溶剂性能，由于同乙烯结合而具有热稳定性，选用乙烯-乙烯醇共聚物能够使得阻隔层7的阻隔效果更好，从而延长复合管的使用寿命。
实施例10
请参照图1-3，图1为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的局部剖面结构示意图；图2为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的剖面结构示意图；图3为本申请实施例的RTP纤维增强柔性塑料复合管的钢帘增强层的结构示意图。
本实施例提供一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，与实施例1基本相同，区别在于：纤维增强层2、钢帘增强层3和钢带增强层4数量均为多层，且相邻两层之间均通过粘结层6连接。
在本实施例中，上述纤维增强层2、钢帘增强层3和钢带增强层4数量均为多层，层数优选为2-20层，优选的层数为4层、8层、12层或16层，且相邻两层之间均通过粘结层6连接，能够保证对内管1形成充分的强度和压力。
综上，本申请通过在内管1上包裹一层纤维增强层2，以纤维缠绕在内管上，形成纤维增强层2，利用纤维高强度、耐腐蚀和耐高温的优点，能够对内管1形成良好的包裹，可以承受一定压迫力，起到较好的形状固定作用，通过钢帘增强层3包裹在纤维增强层2上，一方面具有较高的强度，另一方面能够承受较高的压力，此外，钢帘具有较好的柔韧性，能够方便复合管的盘卷；而在钢帘增强层3上包裹有钢带增强层4，钢带相对于钢帘而言具有更好的包裹性，起到较好的保护作用，且虽然其强度低于钢帘，但是具有较好的承受冲击能力，设置在外层，对复合管的保护作用好；通过在相邻两层之间设置有粘结层6，能够稳固相邻两层的相对位置，相对于不使用粘结层6进行连接而言，能够防止油气渗透，延长使用寿命，还能够保证即使增强层较薄也可以保证复合管具有稳定的结构，不会随着压力周期的变化产生管道内陷。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，其特征在于，包括内管，层叠设置于所述内管上的纤维增强层、钢帘增强层和钢带增强层，以及包裹于所述钢带增强层上的保护外层，其中，所述内管与纤维增强层之间、纤维增强层与钢帘增强层之间、钢帘增强层与钢带增强层之间和钢带增强层与保护外层之间均通过粘结层连接。
2.根据权利要求1所述的一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，其特征在于，所述纤维增强层材质为玻璃纤维、玄武岩纤维、涤纶纤维、芳纶纤维或碳纤维。
3.根据权利要求1所述的一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，其特征在于，所述纤维增强层结构为丝缠绕结构、带缠绕结构或网状编织结构。
4.根据权利要求1所述的一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，其特征在于，所述纤维增强层厚度为0.25-0.35mm。
5.根据权利要求1所述的一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，其特征在于，所述钢帘增强层包括交错编织的多股钢绳。
6.根据权利要求5所述的一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，其特征在于，所述钢绳直径1-1.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，其特征在于，所述钢带增强层厚度为1.5-2mm。
8.根据权利要求1所述的一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，其特征在于，所述内管与纤维增强层之间设置有阻隔层，所述内管与阻隔层和阻隔层与纤维增强层之间均通过粘结层连接。
9.根据权利要求8所述的一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，其特征在于，所述阻隔层材质为乙烯-乙烯醇共聚物。
10.根据权利要求1所述的一种RTP纤维增强柔性塑料复合管，其特征在于，所述纤维增强层、钢帘增强层和钢带增强层数量均为多层，且相邻两层之间均通过粘结层连接。
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