CN202091649U - 一种高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构，属于管道连接件技术领域。包括有基体管、增强层、外壁。所述增强层至少设置一层，置于基体管与外壁之间，在基体管与增强层之间、增强层与外壁之间采用改性专用聚烯烃胶或专用环氧树脂胶加热加压粘接成一体。所述增强层设置为金属增强层或纤维增强层。所述增强层与管材轴心线成500-600角度，呈钢丝双向交叉缠绕结构，由右螺旋缠绕层和左螺旋缠绕层组成。所述钢丝是弹簧钢丝，钢丝直径是0.6-1.5毫米，其钢丝缠绕间隙最小为0.5mm。所述基体管其所用材质是分子量为150万-500万单位的超高分子量聚乙烯。所述外壁其所用材质是改性高密度聚乙烯。本实用新型具有结构设计合理，是一种适用于特殊要求下，使用寿命长的高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种聚乙烯管材，具体说涉及一种高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构，主要用于耐磨、耐腐蚀、抗冲击、摩阻系数小、承压能力高等特殊要求下使用的铺设管线。
背景技术
现有技术中，钢管耐压能力强，但耐腐蚀、耐磨能力差。钢塑复合管以PE与钢材复合为主，主要缺点是承压能力较差，其适用范围仍局限在埋地低压水管。PE与超高分子量聚乙烯相比，超高分子量聚乙烯在抗冲击强度、耐低温性能、抗拉强度、耐磨性、抗环境应力开裂、抗疲劳、自润滑性能、防结垢、耐化学腐蚀等方面具有不可替代的优越性。
用钢丝做衬的复合管材有多种结构，一种是管材内壁与外壁之间夹层有一层金属编织网的复合管材；另一种至少一层缠绕钢丝层与塑料芯管与塑料外层之间涂有粘剂层的复合管材；以上结构管材其抗冲击强度、抗拉强度、耐磨性、抗环境开裂和抗疲劳性能均较低，其承压力只能达到2.5MPa。已有技术中，也有以聚乙烯或硅烷交联聚乙烯材料为复合管内壁的，该种复合管内壁强度不高，加之钢丝的缠绕方式等原因所致，在安装和使用中出现开裂现象。如采用玻璃钢为外壁，这种复合管外壁的抗开裂差、碎性大，极易开裂或剥落，暴露的钢丝很快被腐蚀，造成管道泄漏。
鉴于以上情况，研发一种既能适应野外各种复杂地形及环境条件，抗冲击、耐腐蚀、重量轻、输送量大、拆卸灵活方便的高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材具有十分积极的经济意义。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有管材设计结构的不足，提供“一种高承压
超高分子量聚乙烯增强复合管材结构”。该管材结构具有结构设计合理、耐磨耐腐蚀性能强、承压能力高、抗冲击、摩阻系数小、节能降耗的优点，是一种适用于特殊要求下，使用寿命长的高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构。
为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构，包括有基体管、增强层、外壁。所述增强层至少设置一层，置于基体管与外壁之间，在基体管与增强层之间、增强层与外壁之间采用改性专用聚烯烃胶或专用环氧树脂胶加热加压粘接成一体。
所述增强层设置为金属增强层或纤维增强层。
所述金属增强层与管材轴心线成500-600角度，呈钢丝双向交叉缠绕结构，由右螺旋缠绕层和左螺旋缠绕层组成，所述钢丝是弹簧钢丝，钢丝直径是0.6-1.5毫米，其钢丝缠绕间隙最小为0.5 mm。
所述纤维增强层与管材轴心线成500-600角度，呈纤维双向交叉缠绕结构，由右螺旋缠绕层和左螺旋缠绕层组成，所述纤维是经涂覆专用环氧树脂胶的纤维，纤维线密度为1200-4800tex，涂胶层厚度0.2mm-0.5 mm。
所述纤维增强层其所用材质是超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、涤纶纤维、锦纶纤维中的一种。
所述玻璃纤维是E型高强无碱玻璃纤维。
所述基体管其所用材质是分子量为150万-500万单位的超高分子量聚乙烯。
所述外壁其所用材质是改性高密度聚乙烯。
本实用新型与现有复合管材结构相比具有如下优点：
1．本实用新型具有结构设计合理、耐磨耐腐蚀性能强、承压能力高、抗冲击、摩阻系数小、重量轻、拆卸安装方便、节能降耗的优点，是一种适用于特殊要求下，使用寿命长的高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构。
2．因基体管所用材质是分子量为150万-500万单位的聚乙烯，管材外壁所用材质是改性高密度聚乙烯。该管材不但阻燃、抗静电，防紫外线、而且抗冲击、耐磨耐腐蚀性能强，其内壁光滑、不结垢，水头损失比钢管低30%，抗冲击强度可达100KJ/m2，是普通高密度聚乙烯管的5倍以上。流动摩阻系数小，显著提高输送介质流通速度，达到节省能源的目的。
３．因在基体管、外壁之间设置有呈钢丝或E型高强无碱玻璃纤维双向交叉缠绕结构，由右螺旋缠绕层和左螺旋缠绕层组成的加强结构层，采用改性专用聚烯烃胶或专用环氧树脂胶加热加压粘接，使基体管、外壁、增强层融为一体，形成稳定的力学结构，不会出现缝隙界面，耐环境应力开裂，因此消除了管内压力或腐蚀性介质侵蚀或损坏，有效提高防腐蚀性能及压力等级，适用于在-410-460的温度环境下工作，同时使管材质量和使用可靠性大大提高，其寿命可达几十年之久；
4．因增强层与管材轴心线成500-600角度，呈双向交叉缠绕结构，其缠绕间隙最小为0.5 mm，从而提高了单层缠绕根数，进一步增强了复合管材承载能力，使其具备了高承压能力。一方面有效提高了管材环向强度，另一方面使环向强度与轴向强度趋于平衡状态，有效提高管材承压强度，其工作压力可达6MPa以上。
附图说明
图1是本实用新型的剖视结构示意图。
图2是图1的截面结构示意图。
图中：１．基体管，２．增强层，３.外壁 。
具体实施方式
下面通过非限制性实施例，进一步阐述本实用新型，理解本实用新型。
根据用户需求及所使用环境设计管径的大小、选择确定增强层的材质、缠绕间隙及层数，可设计制造出其承压能力为5 MPa至几十MPa以上的各种型号管材。
实施例1
本实用新型如图1、图2所示，该结构包括有基体管、金属增强层、外壁，金属增强层设置一层，置于基体管与外壁之间，在基体管与金属增强层之间、金属增强层与外壁之间采用专用聚烯烃胶加热粘接成一体。
金属增强层置于基体管与外壁之间，与管材轴心线成580角度，呈钢丝双向交叉缠绕结构，由右螺旋缠绕层和左螺旋缠绕层组成，所述钢丝是弹簧钢丝，钢丝直径是1毫米，右螺旋缠绕层和左螺旋缠绕层各设置一层。
所述基体管所用材质为分子量是250万单位的聚乙烯。
外壁其所用材质是改性高密度聚乙烯。
例如要设计制造公称压力为6-8MPa的管材：管径145毫米，金属增强层为一层，钢丝直径 1毫米，钢丝缠绕间隙为0.7毫米，外壁厚2毫米。
实施例2
本实用新型其管材结构与实施例1相同，所不同的是增强层所用材质是抗拉强度大于1800MPa的E型 高强无碱玻璃纤维，在基体管与纤维增强层之间、 纤维增强层与外壁之间采用专用环氧树脂胶加热粘接成一体。
纤维增强层置于基体管与外壁之间，与管材轴心线成580角度，呈纤维双向交叉缠绕结构，由右螺旋缠绕层和左螺旋缠绕层组成，所述纤维是经涂覆环氧树脂胶的玻璃纤维，纤维直径是1.1毫米，纤维线密度为2400tex，涂胶层厚度0.2mm，右螺旋缠绕层和左螺旋缠绕层各设置一层。
管材由专用设备制造，先生产芯管，进一步到复合线上复合。
综上所述，本实用新型具有结构设计合理、耐磨耐腐蚀性能强、承压能力
高、抗冲击、摩阻系数小、重量轻、拆卸安装方便、节能降耗的优点，是一种适用于各种野外复杂地形及环境条件，适用于特殊要求下，使用寿命长的高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构。
Claims (8)
1.一种高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构，其特征在于，包括有基体管（1）、增强层（2）、外壁（3），所述增强层（2）至少设置一层，置于基体管（1）与外壁（3）之间，在基体管（1）与增强层（2）之间、增强层（2）与外壁（3）之间采用改性专用聚烯烃胶或专用环氧树脂胶加热加压粘接成一体。
2.根据权利要求1所述的一种高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构，其特征在于，所述增强层（2）设置为金属增强层或纤维增强层。
3.根据权利要求2所述的一种高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构，其特征在于，所述金属增强层与管材轴心线成500-600角度，呈钢丝双向交叉缠绕结构，由右螺旋缠绕层和左螺旋缠绕层组成，所述钢丝是弹簧钢丝，钢丝直径是0.6-1.5毫米，其钢丝缠绕间隙最小为0.5 mm。
4.根据权利要求2所述的一种高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构其特征在于，所述纤维增强层与管材轴心线成500-600角度，呈纤维双向交叉缠绕结构，由右螺旋缠绕层和左螺旋缠绕层组成，所述纤维是经涂覆专用环氧树脂胶的纤维，纤维线密度为1200-4800tex，涂胶层厚度0.2mm-0.5 mm。
5.根据权利要求4所述的一种高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构，其特征在于，所述纤维增强层其所用材质是超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、涤纶纤维、锦纶纤维中的一种。
6.根据权利要求5所述的一种高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构，其特征在于，所述玻璃纤维是E型高强无碱玻璃纤维。
7.根据权利要求1所述的一种高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构，其特征在于，所述基体管（1）其所用材质是分子量为150万-500万单位的超高分子量聚乙烯。
8.根据权利要求1所述的一种高承压超高分子量聚乙烯增强复合管材结构，其特征在于，所述外壁（3）其所用材质是改性高密度聚乙烯。
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