CN206786151U - 核工业用聚乙烯管材 - Google Patents

Abstract

核工业用聚乙烯管材，包括管材本体，所述管材本体从内至外依次为石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层，所述石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层的厚度比为1：(0.3‑3)：(0.02‑3)。

Description

核工业用聚乙烯管材

技术领域

本实用新型涉及管材领域，具体涉及一种核工业用聚乙烯管材。

背景技术

聚乙烯管可以用比较方便的热熔对接方法得到可靠的、内外表面与原管材接近的牢固连接(连接处有不大的熔接凸起环)，或采用专门的电热熔接管件连接聚乙烯管，连接方便可靠(但是连接处管件直径大于原管材)。聚乙烯管的熔接接头可以承受轴向负荷而不发生泄漏和脱开，因此在接合处和弯曲处不需要进行费用不小的锚定。

聚乙烯管有独特的柔韧性，其断裂伸长率一般超过500％，弯曲半径可以小到管直径的20-25倍，还有优良的耐刮伤痕的能力，因此铺设时很容易移动、弯曲和穿插。聚乙烯管对于管道基础的适应能力强，一方面铺设时对于管基的要求较低可以节约费用，另一方面铺设后管基发生不均匀沉降和错位时也不容易损坏。

核电站的海水循环管路系统所使用的聚乙烯管材和普通耐压聚乙烯管材不同。由于核电站的使用寿命要达到60年，相应的核工业用聚乙烯管材的使用寿命也至少要60年。核工业用聚乙烯管材有着极高的安全性指标，通常要采用大口径高强度的聚乙烯管材，对管材的壁厚要求也非常高。

实用新型内容

为了解决现有技术问题，本实用新型提供一种核工业用聚乙烯管材，包括管材本体，所述管材本体从内至外依次为石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层，所述石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层的厚度比为1：(0.3-3)：(0.02-3)。

在一些实施方式中，所述耐候层外侧涂有抗紫外涂层。

在一些实施方式中，所述聚乙烯层的材质为高密度聚乙烯。

在一些实施方式中，所述聚乙烯层的材质为PE80或PE100。

在一些实施方式中，所述聚乙烯层的材质为PE100。

在一些实施方式中，所述管材本体的公称外径为90-1600mm。

在一些实施方式中，所述管材本体的连接头采用的连接方式为热熔连接、电熔连接或机械式连接中的至少一种。

在一些实施方式中，所述热熔连接选自热熔对接连接、热熔承插连接、热熔鞍型连接中的至少一种。

在一些实施方式中，所述电熔连接为电熔承插连接和/或电熔鞍型连接。

在一些实施方式中，所述机械式连接选自承插式柔性连接、法兰连接、钢塑过渡接头连接中的至少一种。

本实用新型提供的核工业用聚乙烯管材具有较大的口径，能满足核工业中对冷却水的大量需求。采用石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层的三层结构，在保持聚乙烯管材大口径的同时，减少熔垂效应，使管材具有较高的耐磨性和耐冲击性，在低温下也有非常好的冲击强度，满足核电站对管材的各项指标要求。特别是引入石墨烯增强层，能够降低管材的壁厚，有利于管材的加工以及减少成本。管材最外层可以涂有抗紫外涂层，进一步提高管材在室外的抗光老化性能，延长使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型的一种实施方式提供的核工业用聚乙烯管材的横截面结构示意图；

图2为本实用新型的一种实施方式提供的核工业用聚乙烯管材的横截面结构示意图；

图3为本实用新型提供的核工业用聚乙烯管材的结构示意图；

图中各标记如下，1为石墨烯增强层、2为聚乙烯层、3为耐候层、4为抗紫外涂层、5为管材本体。

具体实施方式

参选以下本实用新型的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本实用新型的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本实用新型所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本实用新型中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本实用新型中所述的“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言，指向设备内部的方向为内，反之为外，而非对本实用新型的装置机构的特定限定。

如图1、图3所示，一种核工业用聚乙烯管材，包括管材本体5，所述管材本体从内至外依次为石墨烯增强层1、聚乙烯层2、耐候层3，所述石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层的厚度比为1：(0.3-3)：(0.02-3)。

如图2所示，在一些实施方式中，所述耐候层外侧涂有抗紫外涂层4。

抗紫外涂层为市面上可以购买得到的任意抗紫外涂料涂覆得到。

所述石墨烯增强层为含有石墨烯的聚乙烯母粒挤出得到。例如可以购买自上海宏盎实业发展有限公司。

所述耐候层为耐候聚乙烯母粒挤出得到。例如可以购买自上海上雅塑料高分子材料有限公司的雅彩系列。

在一些实施方式中，所述聚乙烯层的材质为高密度聚乙烯。

高密度聚乙烯的实例可以列举出，例如上海金菲50100、盘锦乙烯5070、扬子石化5306J、北欧化工PE100。

在一些优选的实施方式中，所述聚乙烯层的材质为PE80或PE100。

在一些更优选的实施方式中，所述聚乙烯层的材质为PE100。

所述聚乙烯层的材质优选为PE100，PE100的具体实例包括但不限于HE3490-LS、HE3470-LS、HE3474-LS。

在一些实施方式中，所述管材本体的公称外径为90-1600mm。

在一些实施方式中，所述管材本体的连接头采用的连接方式为热熔连接、电熔连接或机械式连接中的至少一种。

塑料管道的连接可以分为两类：一类是熔融连接，主要适用于聚烯烃类塑料管道材料，另一类是粘结连接，适用于氯乙烯等含极性基团类材料，例如硬质聚氯乙烯、过氯化聚氯乙烯以及ABS管道等。聚烯烃类塑料管道由于材质的非极性特点，不能采用粘结连接。

熔融连接和粘结连接时塑料管材与塑料管材、管件及配件之间的主要的连接方式。塑料管材本体连接和与金属管及阀门之间连接时，还可以采用机械式连接，如法兰连接。不同的连接方式都有自身的优点和局限性，用户可根据管道的品种、规格、工作压力、使用场地、敷设条件、使用环境以及综合经济成本等多方面因素选择合适的连接方式。

熔融连接时聚烯烃类管道最主要的连接方式，也是聚烯烃类管道的重要优势。熔接是接头与管材一体化的连接方式，具有永久密封性。其熔接原理是聚烯烃类材料当被加热到熔融温度的范围内时，材料可以被熔化，此时若将管材或管件两熔化的部分充分接触，并保持有适当的压力(电熔焊接的压力来源于焊接过程中材料自身产生的热膨胀)，冷却后便可牢固地融为一体。

聚烯烃类管道最常用的连接方式有热熔连接和电熔连接。热熔连接时用专用加热工具，在压力下，加热聚烯烃类管材或管件的待连接部位，使其熔融后，移走加热工具，施压将两个熔融面连在一起，在稳定的压力下保持一段时间，直到接头冷却。热熔连接包括热熔对接连接、热熔承插连接和热熔鞍型连接。电熔连接时通过对预埋于电熔管件内表面的电热丝通电而使其加热，从而使管件的内表面及管材或管件的外表面分别被熔化，冷却到要求的时间后而达到焊接的目的。电熔连接的特点是连接方便、迅速，接头质量好，外界因素干扰小，在口径较小的管道上应用比较经济。电熔连接主要包括电熔承插连接和电熔鞍型连接。

在一些实施方式中，所述热熔连接选自热熔对接连接、热熔承插连接、热熔鞍型连接中的至少一种。

本实用新型提供的核工业用聚乙烯管材采用热熔对接连接时，要将管材平整端面，用稳定的压力压在加热板上，使其熔融后，移走加热板，迅速将两个熔融面用力压在一起，在稳定的压力下保持一段时间，直到接头冷却。所述聚烯烃层为聚乙烯、聚丙烯以及聚丁烯时均可采用热熔对接方式连接。

热熔对接连接的焊接工艺温度、焊接压力与时间等工艺参数与塑料管材的材料特性有关，可参见各管道品种的相关规定。热熔对接连接的焊机设备应符合GB/T 20674.1-2006的规定。

热熔承插连接是将聚烯烃类管材的外表面和注塑成型的聚烯烃类管件内表面用稳定的压力压在加热工具上，使其熔融后，移走加热工具，迅速用稳定的压力将管材端部插入管件承口内，在稳定的压力下保持一段时间，直到接头冷却。

热熔鞍型连接时在主管上进行分支管路的连接，将鞍型加热工具同时加热鞍型管件的鞍型面和主管弧形待连接面，使其熔融后，移走鞍型加热工具，迅速用稳定的压力将鞍型管件用力压在管材连接面上，在稳定的压力下保持一段时间，直到接头冷却。

在一些实施方式中，所述电熔连接为电熔承插连接和/或电熔鞍型连接。

电熔连接的特定是连接方便、迅速，接头质量好，外接因素干扰小，在口径较小的管道上应用比较经济，可用于不同类型和不同熔体流动速率的聚烯烃管材或插口管件连接。

电熔连接需使用专用的电熔连接机具，电熔连接机具应符合GB/T20674.2-2006的规定。电熔连接机具与电熔管件应正确连通，通电加热的电压和加热时间应符合电熔连接机具和电熔管件生产企业的规定。电熔连接冷却期间，不得移动连接件或在连接件上施加任何外力。

电熔承插连接是将内埋电阻丝的电熔管件套在管材或管件上，通电加热电熔管件的内表面和管材的外表面，使其熔融连为一体，直到接头冷却固化。

电熔鞍型连接是将电熔鞍型管件的鞍型面固定在主管弧形待连接面，通过电熔鞍型管件内埋的电阻丝加热管件的内表面和主管弧形待连接面，使其熔融连为一体，直到接头冷却固化。

在一些实施方式中，所述机械式连接选自承插式柔性连接、法兰连接、钢塑过渡接头连接中的至少一种。

法兰连接主要用于聚烯烃类管道与金属管道或阀门、流量计、压力表等管道配件的连接。法兰连接主要由聚烯烃类法兰、钢制或铝制活套法兰、垫片或密封圈、螺栓、螺母等。法兰连接时通过紧固螺栓、螺母，使法兰之间紧密接触，达到密封连接的目的。相同的聚烯烃塑料管材之间的连接也可以采用法兰连接，只是两个相互连接的法兰均是聚烯烃法兰，一般仅用于较大规格的管材连接或需要拆卸的管道。

管道之间连接时，需要采用对应的专用连接工具，不能采用明火加热。当在气温过低时，如-5℃以下，或者风速较强的条件下进行热熔或电熔连接操作时，应采取保护措施或调整连接机具的工艺参数，如采取防风保温、管端封堵或延长加热时间等措施。

下面结合具体实施例来进一步说明本实用新型。

实施例1

如图1，核工业用聚乙烯管材，包括管材本体，所述管材本体从内至外依次为石墨烯增强层1、聚乙烯层2、耐候层3，所述石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层的厚度比为1：3：3。所述聚乙烯层的材质为PE100。所述管材本体的公称外径为1200mm，所述管材本体的连接头采用的连接方式为热熔对接连接。

实施例2

如图3所示，核工业用聚乙烯管材，包括管材本体5，所述管材本体从内至外依次为石墨烯增强层1、聚乙烯层2、耐候层3，所述石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层的厚度比为1：3：3。所述耐候层外侧涂有抗紫外涂层4，所述聚乙烯层的材质为PE100，所述管材本体的公称外径为90mm。所述管材本体的连接头采用的连接方式为热熔承插连接。

实施例3

核工业用聚乙烯管材，包括管材本体，所述管材本体从内至外依次为石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层，所述石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层的厚度比为1：0.3：0.02。所述聚乙烯层的材质为PE100，所述管材本体的公称外径为1600mm。所述管材本体的连接头采用的连接方式为热熔鞍型。

实施例4

核工业用聚乙烯管材，包括管材本体，所述管材本体从内至外依次为石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层，所述石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层的厚度比为1：1：1。所述耐候层外侧涂有抗紫外涂层，所述聚乙烯层的材质为PE100，所述管材本体的公称外径为1400mm。所述管材本体的连接头采用的连接方式为电熔承插连接。

实施例5

核工业用聚乙烯管材，包括管材本体，所述管材本体从内至外依次为石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层，所述石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层的厚度比为1：0.3：1。所述聚乙烯层的材质为PE80，所述管材本体的公称外径为900mm。所述管材本体的连接头采用的连接方式为法兰连接。

Claims (10)

1.核工业用聚乙烯管材，其特征在于，包括管材本体，所述管材本体从内至外依次为石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层，所述石墨烯增强层、聚乙烯层、耐候层的厚度比为1：(0.3-3)：(0.02-3)。

2.如权利要求1所述的核工业用聚乙烯管材，其特征在于，所述耐候层外侧涂有抗紫外涂层。

3.如权利要求1所述的核工业用聚乙烯管材，其特征在于，所述聚乙烯层的材质为高密度聚乙烯。

4.如权利要求1所述的核工业用聚乙烯管材，其特征在于，所述聚乙烯层的材质为PE80或PE100。

5.如权利要求1所述的核工业用聚乙烯管材，其特征在于，所述聚乙烯层的材质为PE100。

6.如权利要求1所述的核工业用聚乙烯管材，其特征在于，所述管材本体的公称外径为90-1600mm。

7.如权利要求1所述的核工业用聚乙烯管材，其特征在于，所述管材本体的连接头采用的连接方式为热熔连接、电熔连接或机械式连接中的至少一种。

8.如权利要求7所述的核工业用聚乙烯管材，其特征在于，所述热熔连接选自热熔对接连接、热熔承插连接、热熔鞍型连接中的至少一种。

9.如权利要求7所述的核工业用聚乙烯管材，其特征在于，所述电熔连接为电熔承插连接和/或电熔鞍型连接。

10.如权利要求7所述的核工业用聚乙烯管材，其特征在于，所述机械式连接选自承插式柔性连接、法兰连接、钢塑过渡接头连接中的至少一种。