鋼絲夾砂復(fù)合纖維管道的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明設(shè)計到一種鋼絲夾砂復(fù)合纖維管道及其制作工藝。管道的結(jié)構(gòu)包括四層：具有防腐抗?jié)B及耐磨性的內(nèi)襯層〔1〕，網(wǎng)格布夾沙粒纏繞的中間層〔2〕，復(fù)合纖維纏繞同時以鋼絲附著的強力層〔3〕，纖維交叉纏繞及色漿防腐的表面層〔4〕。本發(fā)明的關(guān)鍵在于水暖夾砂復(fù)合纖維管制作工藝中的新技術(shù)的應(yīng)用及改進。該工藝包含著采用了復(fù)合材料纖維或纖維織物以熱固性樹脂為粘合劑，加配阻燃劑、抗靜電劑、固化劑和填料組成粘合固化劑，最終形成具有內(nèi)襯層、中間夾砂層、鋼絲強力層、表面層四層結(jié)構(gòu)復(fù)合管，在中間層中夾石英砂，在強力層中以鋼絲纏繞增強骨架，表面層以抗氧化腐蝕色漿原料。
【專利說明】鋼絲夾砂復(fù)合纖維管道
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管道，是對玻璃鋼夾砂管道的結(jié)構(gòu)改進，增加管道本事的抗沖擊能力，特別適用于地下填埋，增加其使用年限的鋼絲夾砂復(fù)合纖維管道。
技術(shù)背景
[0002]復(fù)合材料管道(以下簡稱復(fù)合管道)以其優(yōu)越的特殊性能被廣泛應(yīng)用于煤炭復(fù)合材料管道(以下簡稱復(fù)合管道)以其優(yōu)越的特殊性能被廣泛應(yīng)用于煤炭、石油、化工、冶金、礦山、電廠、紡織、造紙等工業(yè)生產(chǎn)中的瓦斯、天然氣、煤氣、石油、酸堿溶液、粉煤灰、礦渣等流體或固流混合物的輸送工程，在排風(fēng)、給水、排水領(lǐng)域輸送化工介質(zhì)中得到廣大的應(yīng)用，發(fā)展迅速，市場占有率不斷提高，各種復(fù)合材料管道已經(jīng)在各個領(lǐng)域占據(jù)重要的地方，呈現(xiàn)了逐漸取代單一的金屬管道的態(tài)勢。
[0003]玻璃鋼管道比重小(1.8~2.1g/cm3)強度高(≥300MPa)，其比強度遠(yuǎn)大于鋼管和鑄鐵管，由于在管壁中間層加入樹脂砂漿，大大提高了管道剛度，適應(yīng)在各種土壤環(huán)境及海底鋪設(shè)，管道內(nèi)表面十分光滑、摩擦阻力小(n≤0.0084)，能明顯減少沿程壓力損失、增大流量，在相同流量的情況下，可以選用較小的管徑或功率較小的輸送泵，從而降低了工程初期投資、節(jié)約能耗?？梢酝ㄟ^改變選材、纏繞角和鋪層的設(shè)計以適應(yīng)不同的工作壓力、介質(zhì)、剛度(或埋設(shè)深度)要求，從而制成不同壓力等級和特殊性能的玻璃鋼管道?？梢酝ㄟ^改變選材、纏繞角和鋪層的設(shè)計以適應(yīng)不同的工作壓力、介質(zhì)、剛度(或埋設(shè)深度)要求，從而制成不同壓力等級和特殊性能的玻璃鋼管道光滑的內(nèi)壁不結(jié)垢、不滋生藻類等微生物，對水質(zhì)無二次污染。通過選用食品級樹脂制作的管道可以用于輸送飲用水。玻璃鋼夾砂管道重量僅占同規(guī)格、同長度球墨鑄鐵管的1/4，水泥管道的1/10。運輸裝卸方便，安裝效率高、成本低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是對這種玻璃鋼夾砂復(fù)合管道的生產(chǎn)工藝和結(jié)構(gòu)做進一步的改進設(shè)計。使其充分發(fā)揮它優(yōu)良的性能，以改進其各種填料的比例系數(shù)，和增加強力層的鋼絲纏繞技術(shù)，提高產(chǎn)品的抗沖擊性能和抗彎曲的彈性模量的同時增加產(chǎn)品的使用年限，從而降低用戶的成本，生產(chǎn)出一個高強度高韌性的夾砂復(fù)合材料管道。
[0005]本發(fā)明的基本構(gòu)思是在設(shè)計進一步提高高分子夾砂復(fù)合管道的抗沖擊抗彎曲的能力，在夾砂層的表面增加了鋼絲的纏繞工藝，進一步改進其結(jié)構(gòu)，從而提高了復(fù)合管道的技術(shù)指標(biāo)。
[0006]本發(fā)明的積極效果是:進一步的提高了表面層抗腐蝕和抗老化的能力，增加了復(fù)合管道使用的壽命，特別是纏繞鋼絲工藝，有效的提高了整體的強度和綜合力學(xué)指標(biāo)。大大的減少了樹脂的用量，改進后的復(fù)合粘合固化劑使用的纖維、鋼骨架和樹脂之間能夠結(jié)合緊密度、精細(xì)度。加強了其抗沖擊負(fù)荷能力和抗彎曲強度。
[0007]附圖為鋼絲夾砂管道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，I代表內(nèi)襯層，2代表夾砂層，3代表鋼絲纏繞層，4代表表面防腐層，5代表鋼絲骨架。
【具體實施方式】
[0008]一.模具清整:
[0009]用80號砂紙打磨纏繞模具，使模具表面光滑、平整，無凸棱。用8號汽車上光蠟均勻涂抹模具表面，防止纏繞時樹脂與模具粘接。
[0010]二.制襯:
[0011]1.纏繞塑料薄膜:纏繞塑料薄膜前要用機布擦去多余的上光蠟和模具表面浮灰，先由承口向插口方向纏繞塑料薄膜(承口處纏繞的塑料薄膜規(guī)格一般寬為50麗，厚為
0.03MM)，纏繞至脖徑向前25(MM處，用膠帶將塑料薄膜頭粘貼牢，再從插口向承口方向纏繞塑料薄膜(根據(jù)纏繞的管直管徑大小確定塑料薄膜的寬度)，纏至承口脖徑處與承口纏繞的薄膜壓緊后粘貼膠帶。薄膜螺旋搭接寬度為20MM。纏繞塑料薄膜時一定要拉緊，不允許有褶皺，一定要保正壓邊寬度尺寸，防止樹脂滲漏與模具粘連。
[0012]2.纏繞表面氈:第一道工序，在纏繞好塑料薄膜轉(zhuǎn)動的模具上澆淋樹脂同時纏繞表面氈，控制好樹脂澆淋量和模具轉(zhuǎn)數(shù)，以免樹脂落地造成浪費。表面氈的樹脂浸透量要占表面氈表面積的80%以上，表面氈纏繞搭接量為20麗，從模具的插口向承口方向纏繞，在承口處纏繞兩層。
[0013]3.纏繞針織氈:纏繞方法同表面氈，纏繞時要拉緊用以增強管襯密度和減少樹脂含量。插口和承口處不纏繞針織氈。
[0014]4.纏繞網(wǎng)格布:纏繞方法同針織氈，不同的是在插口和承口處網(wǎng)格布纏繞兩層。纏繞時一定要拉緊網(wǎng)格布，纏繞網(wǎng)格布目的是為壓出針織氈里多余的樹脂含量和趕出其中的氣泡。
[0015]5.壓刮樹脂:纏繞后須要用手壓輥或刮板壓緊，壓出、刮出多余樹脂和氣泡。
[0016]三.纏繞前準(zhǔn)備工作:檢查樹脂箱內(nèi)樹脂數(shù)量是否滿足纏管需要求、石英砂斗內(nèi)石英砂儲量是否滿足纏管需要。檢查導(dǎo)砂輥和壓砂輥是否轉(zhuǎn)動靈活，壓輥氣缸伸縮是否靈活，空壓機氣壓是否正常(壓力=7-8Kg)，夾砂厚度和寬度是否符合工藝要求。根據(jù)室內(nèi)溫度和濕度確定樹脂與促進劑和固化劑配比。檢驗各泵是否完好，各部開關(guān)是否完好。各種使用工具是否齊備(如:剪刀、壁紙刀、小盆等)。紗架應(yīng)布滿紗團，按工藝要求紗團數(shù)穿線，在穿線板兩邊備兩根備用線，穿線要求線與線之平行，不得有交叉。
[0017]1.向微機輸入設(shè)計數(shù)據(jù):根據(jù)管工作溫度、壓力、剛度要求設(shè)計各部數(shù)椐，按程序輸入微機。
[0018]2.試車:根據(jù)微機輸入的線型寬度確定纏繞紗頭數(shù)，檢查穿紗板轉(zhuǎn)動是否靈活，布紗是否正確。用單根紗試線型，核查線型是否正確。
[0019]3.纏繞:纏繞時從插口處上絲，打半自動到承口脖頸處，在打手動將脖頸凹處纏繞平，以免纏繞搭橋，然后由脖徑至承口端面纏繞3.5往返后在承口端面起頭按微機輸入層序開始纏繞。
[0020]四.夾砂:(中夾砂就是夾砂導(dǎo)輥和夾砂布工作位置對準(zhǔn)模具中心)按微機輸入的紗片寬度和工藝要求選用沙子粒度大小和粒度大小配比，調(diào)整夾砂盒確定砂子寬度和砂的厚度。調(diào)整好夾砂布的松緊度要適當(dāng)，如過緊夾砂面易勒出溝，松則不利于夾砂，檢查導(dǎo)砂輥轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活，否則影響夾砂質(zhì)量。將導(dǎo)砂輥向前延伸至距模具備80mm左右，夾砂時先在脖徑處纏繞一周3?砂布，再放砂，小車打半自動向插口運動，用壓砂棍壓緊向插口方纏繞，承口、插口處不夾砂，夾砂結(jié)束時，斷砂后夾砂布還要在纏繞一周。夾砂時樹脂一定要浸透，不許有白碴。
[0021]五.本發(fā)明的重點是在加工強力層時具體的方法按照以下步驟進行:
[0022]①.將作為原料的鋼帶經(jīng)過滾壓處理使其表面出現(xiàn)橫豎條紋痕跡。
[0023]②.纏繞之前將其鋼帶放入丙酮類有機溶劑中清洗。
[0024]③.按照相同的纏繞角度正、反方向順序交替時候以上處理過的鋼帶在內(nèi)襯層的基礎(chǔ)上纏繞，在所形成的鋼帶纏繞的同時涂敷樹脂粘合固化劑，加工強力層時鋼帶纏繞的螺旋角采用55-80度或按照55-80度的區(qū)間每往返一回均勻的變化3_5度，在螺旋角最大值的負(fù)面層處設(shè)置軸向加強筋條，直至形成一個完整的強力層。
[0025]六.本發(fā)明的重點是在加工表面層時色漿原料的加入方法是在強力層的表面纏繞復(fù)合纖維時，均勻的涂敷加色漿的復(fù)合粘合固化劑，比例系數(shù)按每100重量的1-3份左右。
[0026]七.注意:在夾砂和纏繞過程中，注意固化劑加入量，要控制好量的大小，避免斷流造成管不固化。
[0027]八.本發(fā)明的 重點是在加工強力層時具體的方法按照以下步驟進行: [0028]①.將作為原料的鋼帶經(jīng)過滾壓處理使其表面出現(xiàn)橫豎條紋痕跡。
[0029]②.纏繞之前將其鋼帶放入丙酮類有機溶劑中清洗。
[0030]③.按照相同的纏繞角度正、反方向順序交替時候以上處理過的鋼帶在內(nèi)襯層的基礎(chǔ)上纏繞，在所形成的鋼帶纏繞的同時涂敷樹脂粘合固化劑，加工強力層時鋼帶纏繞的螺旋角采用55-80度或按照55-80度的區(qū)間每往返一回均勻的變化3_5度，在螺旋角最大值的負(fù)面層處設(shè)置軸向加強筋條，直至形成一個完整的強力層。在加工強力層纏繞鋼絲工藝中，要將鋼絲來回往復(fù)纏繞層網(wǎng)狀，是整個強力層的受力更加均勻。
[0031]加工表面層I所用的具有導(dǎo)電和阻燃性的復(fù)合固化劑是按以下參數(shù)重量比配制:
【權(quán)利要求】
1.鋼絲夾砂復(fù)合纖維管道是一種采用復(fù)合材料纖維或纖維織物以熱固性樹脂為粘合齊U，加配阻燃劑、抗靜電劑、固化劑和填料組成粘合固化劑，在管型模具上纏繞基料同時粘合固化劑，最終固化后形成與預(yù)制法蘭盤配件組成的管道，管道的結(jié)構(gòu)包括四層:在管型模具上纏繞復(fù)合纖維或纖維織物同時均勻的涂敷熱固性樹脂粘合劑所形成的抗?jié)B個耐磨的襯層〔I〕，夾砂布纏繞樹脂和石英砂預(yù)混的中間層〔2〕，在中間層的基礎(chǔ)上纏繞增強型纖維或纖維織物同時加配鋼絲基料，在均勻的涂敷復(fù)合粘合固化劑所形成的強力層〔3〕，在強力層的表面纏繞復(fù)合纖維或纖維織物均勻的涂敷一層具有抗氧化性色漿粘合固化的表面層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的石英砂、樹脂預(yù)混夾砂的方法其特征在于:石英砂、樹脂混合物料的預(yù)混步驟中加入一定比例基料的促進劑和固化劑及粘合劑。
3.根據(jù)權(quán)利I中要求在強力層中所使用的復(fù)合粘合固化劑中加入每100份重量的樹脂膠加配2-10份得短切纖維，形成糊狀復(fù)合粘合固化劑以上糊狀復(fù)合粘合固化劑與纏繞的鋼絲復(fù)合固化成為強力層。
4.根據(jù)權(quán)利I中要求在加工表面層使用的抗氧化復(fù)合粘合固化劑中每100份樹脂加入0.5-3份得抗氧化劑、1-3份得色漿原料。
5.根據(jù)權(quán)利I中要求所說的鋼絲夾砂復(fù)合纖維管道的制作工藝: ①.將作為原料的鋼絲經(jīng)過滾壓處理使其表面出現(xiàn)橫豎條紋痕跡 ②.纏繞之前將其鋼絲剛?cè)氡惖糜袡C溶劑中清洗。 ③.按照相同的纏繞角度正、反方向順序交替時候以上處理過的鋼絲在中間層的基礎(chǔ)上纏繞，在所形成的鋼絲纏繞的同時涂敷粘合固化劑，直至形成一個完整的強力層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所說的鋼絲夾砂復(fù)合纖維管道的制作工藝的特征在于在中間夾砂層的表面纏繞鋼絲，鋼絲的纏繞的螺旋角采用55-88度或按照55-88度的區(qū)間每往返一回均勻的變化3-5度。
【文檔編號】B29D23/00GK103672213SQ201210324120
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月5日
【發(fā)明者】潘雨 申請人:潘雨