專利名稱：螺旋筋增強(qiáng)的阻燃抗靜電薄壁鋼塑復(fù)合管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于煤礦井下等易燃易爆場(chǎng)所的運(yùn)輸管道，尤其是一種螺旋筋增強(qiáng)的阻燃抗靜電薄壁鋼塑復(fù)合管。
背景技術(shù)：
煤礦、石油天然氣開采及輸送等很多領(lǐng)域均需要不同口徑管道運(yùn)輸氣體、液體和流化固體，這些領(lǐng)域不僅要求管道具有常規(guī)的力學(xué)性能(如抗彎、抗拉、抗沖擊)，還需要具有優(yōu)良的化學(xué)性能(如阻燃、抗靜電、耐腐蝕性能)。在過去的十幾年來，PVC和玻璃鋼等非金屬材料被廣泛的應(yīng)用于這些領(lǐng)域，也解決了阻燃和抗靜電問題。但是隨著國家對(duì)礦業(yè)等能源領(lǐng)域安全作業(yè)的更高重視，近年來很多非金屬管道因其潛在安全隱患正在逐步被禁止使用，金屬管道又重返應(yīng)用舞臺(tái)，但金屬在潮濕的環(huán)境中極易腐蝕而失去使用價(jià)值，而且普通金屬管在保證力學(xué)指標(biāo)條件下管壁較厚、重量較大，大大增加了安裝的難度，使得主張以金屬結(jié)構(gòu)為主體的技術(shù)路線的執(zhí)行遇到了很大困難，特別是大口徑管道在煤礦井下的使用。公告為CN 202158258的中國專利公開了一種加強(qiáng)筋型鋼塑復(fù)合纏繞管，其基本構(gòu)思是借助“ Π ”型鋼帶和卷繞粘接成型工藝，在鋼帶的內(nèi)外表面包覆塑料層形成薄壁加強(qiáng)型復(fù)合鋼管，從而實(shí)現(xiàn)減輕重量和保證力學(xué)指標(biāo)的雙重效果。從徑向力學(xué)指標(biāo)上看是比較完美。但是，僅依靠塑料熱熔膠連接軸向各個(gè)單元使得軸向力學(xué)指標(biāo)大降等級(jí)，包括管體整體抗彎強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種螺旋筋增強(qiáng)的阻燃抗靜電薄壁鋼塑復(fù)合管，所采用金屬螺旋筋和薄壁金屬管形成一體化結(jié)構(gòu)，金屬結(jié)構(gòu)的內(nèi)層和外層表面進(jìn)行阻燃、抗靜電、防腐、耐磨的一體化處理，在保證力學(xué)指標(biāo)和化學(xué)指標(biāo)等級(jí)的同時(shí)、大大降低
了管道的重量。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:一種螺旋筋增強(qiáng)的阻燃抗靜電薄壁鋼塑復(fù)合管，其結(jié)構(gòu)中包括金屬管體，所述金屬管體是薄壁金屬管，薄壁金屬管的外壁上焊接有螺旋形加強(qiáng)筋，并在焊接有螺旋形加強(qiáng)筋的薄壁金屬管的內(nèi)表面和外表面分別涂覆有阻燃、抗靜電、防腐的涂層，形成鋼塑復(fù)合管。在相鄰的螺旋形加強(qiáng)筋之間、借助侵潤熱固性樹脂的纖維條帶和纏繞工藝在薄壁金屬管外表面與涂層之間形成樹脂纖維強(qiáng)化穩(wěn)定層結(jié)構(gòu)。所形成的樹脂纖維強(qiáng)化穩(wěn)定層的最小厚度大于螺旋形加強(qiáng)筋高度的10%。螺旋形加強(qiáng)筋根據(jù)最終選用的薄壁金屬管的厚度和配套外徑尺寸選擇厚度為2-10mm、寬度為10-65 mm的帶鋼，經(jīng)軋制預(yù)加工成為螺旋角為35-89°，螺距為20-500mm，內(nèi)徑與所選薄壁金屬管外徑相同的螺旋套管，該螺旋套管借助焊接工藝與薄壁金屬管固連成一體形成螺旋筋增強(qiáng)的薄壁金屬管體。[0010]本實(shí)用新型在薄壁金屬管的外壁上焊接了連續(xù)的螺旋形加強(qiáng)筋，直接增強(qiáng)了管道的力學(xué)技術(shù)指標(biāo)、特別是沖擊性負(fù)荷下的整體抗拉強(qiáng)度，在管道的內(nèi)表面和外表面分別涂覆了阻燃、抗靜電、防腐、耐磨的涂層，其與金屬管的結(jié)合能力強(qiáng)，且起到了管材的物理和化學(xué)指標(biāo)有了顯著的改善。采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果在于:(1)本實(shí)用新型的產(chǎn)品具有重量輕、阻燃、抗靜電、耐腐蝕、界面結(jié)合強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；阻燃性能達(dá)到了 MT181-88要求，表面電阻低于IXlO6歐姆，界面結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到I級(jí)，重量是同規(guī)格普通鋼塑復(fù)合管的1/2-1/3，大大降低了安裝難度；(2)本實(shí)用新型的鋼塑復(fù)合管兼具抗彎、抗壓、抗沖擊能力強(qiáng)和優(yōu)良的阻燃抗靜電性能，其能夠廣泛用于煤礦、石油天然氣的開采及輸送等諸多領(lǐng)域。

圖1是本實(shí)用新型的半剖結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A的放大結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1、薄壁金屬管，2、螺旋形加強(qiáng)筋，3、內(nèi)涂層，4、外涂層，5、樹脂纖維強(qiáng)化穩(wěn)定層。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型螺旋筋增強(qiáng)的阻燃抗靜電薄壁鋼塑復(fù)合管，其結(jié)構(gòu)中包括薄壁金屬管I，薄壁金屬管I的外壁上焊接有螺旋形加強(qiáng)筋2，并在焊接有螺旋形加強(qiáng)筋2的薄壁金屬管的內(nèi)表面和外表面分別涂覆有阻燃、抗靜電、防腐的涂層，形成鋼塑復(fù)合管。薄壁金屬管I的厚度為0.8-6 mm,配套外徑為48-1527 mm,其可采用無縫金屬管或由鋼板焊接而成的管材，焊接方式采用直縫焊、螺旋焊或鎖邊螺旋焊；其材質(zhì)可以為低碳鋼、低合金鋼或不銹鋼借助于卷焊工藝成管型。螺旋形加強(qiáng)筋2根據(jù)最終選用的薄壁金屬管I的厚度和配套外徑尺寸選擇厚度為2-10mm、寬度為10-65 mm的帶鋼，經(jīng)軋制預(yù)加工成為螺旋角為35-89°，螺距為20-500mm，內(nèi)徑與所選薄壁金屬管I外徑相同的螺旋套管，該螺旋套管借助焊接工藝與薄壁金屬管I固連成一體形成螺旋筋增強(qiáng)的薄壁金屬管體。加工時(shí)，首先通過導(dǎo)入裝置，將螺旋形加強(qiáng)筋2提前預(yù)彎成與薄壁金屬管I相匹配的弧度，然后在薄壁金屬管I旋轉(zhuǎn)傳送過程中，將預(yù)彎的螺旋形加強(qiáng)筋采用氣體保護(hù)焊的方式邊旋轉(zhuǎn)邊焊接到薄壁金屬管外表面。為了使焊接更加牢固，在螺旋形加強(qiáng)筋2上設(shè)有45°坡口，為防止焊道的氧化，采用二氧化碳保護(hù)焊。所述螺旋形加強(qiáng)筋2還可以是橫截面為圓形、或矩形、或三角形或梯形、或弧邊形的熱軋型鋼，借助導(dǎo)入裝置，將螺旋形加強(qiáng)筋2提前預(yù)彎成與薄壁金屬管相匹配的弧度。薄壁金屬管內(nèi)、外表面的涂層分別為內(nèi)涂層3和外涂層4，其主要作用是阻燃、抗靜電、防腐、耐磨，其厚度分別為0.5-3mm、l-5mm。所述涂層可以采用液體涂料或者固體粉末。液體涂料為以液體阻燃樹脂為基體(100重量份)，再添加5 40重量份無機(jī)導(dǎo)電材料(如納米碳黑、石墨鱗片等)和0.5^10重量份有機(jī)導(dǎo)電材料；所述液體阻燃樹脂為阻燃聚乙烯樹脂、阻燃橡膠樹脂、阻燃環(huán)氧樹脂、阻燃不飽和樹脂或阻燃乙烯基樹脂。采用液體涂料的涂覆工藝包括以下步驟:I)采用噴(拋)丸方法對(duì)焊接有螺旋形加強(qiáng)筋的薄壁金屬管的內(nèi)、外表面進(jìn)行除銹處理；2)采用常溫液體噴涂方法對(duì)螺旋筋增強(qiáng)薄壁金屬管進(jìn)行內(nèi)、外噴涂；3)對(duì)噴涂后的鋼管進(jìn)行常溫固化。對(duì)于固體粉末涂料，可以為阻燃抗靜電聚乙烯粉末、阻燃抗靜電環(huán)氧樹脂粉末。其涂覆工藝包括以下步驟:I)采用噴(拋)丸方法對(duì)螺旋筋增強(qiáng)薄壁金屬管內(nèi)外表面進(jìn)行除銹處理；2)將螺旋筋增強(qiáng)金屬管加熱至180-240 V ；3)采用外淋涂，內(nèi)噴涂的方式對(duì)螺旋筋增強(qiáng)金屬管進(jìn)行內(nèi)外表面的防護(hù)處理。4)將涂覆后的管道冷卻至常溫。另一個(gè)實(shí)施例中，在相鄰的螺旋形加強(qiáng)筋2之間、借助浸潤熱固性樹脂的纖維條帶和纏繞工藝在薄壁金屬管I外表面與涂層之間形成樹脂纖維強(qiáng)化穩(wěn)定層5結(jié)構(gòu)。所述熱固性樹脂為聚乙烯樹脂、橡膠樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂或乙烯基樹脂。所述纖維條帶為玻璃纖維或玻璃纖維的織物。所形成的樹脂纖維強(qiáng)化穩(wěn)定層5的最小厚度大于螺旋形加強(qiáng)筋2高度的10%，參見圖1和圖2。樹脂纖維強(qiáng)化穩(wěn)定層5 —方面可以防止螺旋形加強(qiáng)筋2發(fā)生傾倒，另一方面可以克服焊接的缺陷。
權(quán)利要求1.一種螺旋筋增強(qiáng)的阻燃抗靜電薄壁鋼塑復(fù)合管，其結(jié)構(gòu)中包括金屬管體，其特征在于所述金屬管體是薄壁金屬管(1)，薄壁金屬管(I)的外壁上焊接有螺旋形加強(qiáng)筋(2)，并在焊接有螺旋形加強(qiáng)筋的薄壁金屬管的內(nèi)表面和外表面分別涂覆有阻燃、抗靜電、防腐的涂層，形成鋼塑復(fù)合管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋筋增強(qiáng)的阻燃抗靜電薄壁鋼塑復(fù)合管，其特征在于在相鄰的螺旋形加強(qiáng)筋(2)之間、借助侵潤熱固性樹脂的纖維條帶和纏繞工藝在薄壁金屬管(I)外表面與涂層之間形成樹脂纖維強(qiáng)化穩(wěn)定層(5)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋筋增強(qiáng)的阻燃抗靜電薄壁鋼塑復(fù)合管，其特征在于所形成的樹脂纖維強(qiáng)化穩(wěn)定層(5)的最小厚度大于螺旋形加強(qiáng)筋(2)高度的10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋筋增強(qiáng)的阻燃抗靜電薄壁鋼塑復(fù)合管，其特征在于薄壁金屬管(I)的厚度為0.8-6 mm,配套外徑為48-1527 mm,借助于卷焊工藝成管型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺旋筋增強(qiáng)的阻燃抗靜電薄壁鋼塑復(fù)合管，其特征在于螺旋形加強(qiáng)筋(2)根據(jù)最終選用的薄壁金屬管(I)的厚度和配套外徑尺寸選擇厚度為2-10mm、寬度為10-65 mm的帶鋼，經(jīng)軋制預(yù)加工成為螺旋角為35-89°，螺距為20-500mm，內(nèi)徑與所選薄壁金屬管(I)外徑相同的螺旋套管，該螺旋套管借助焊接工藝與薄壁金屬管(I)固連成一體形成螺旋筋增強(qiáng)的薄壁金屬管體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的螺旋筋增強(qiáng)的阻燃抗靜電薄壁鋼塑復(fù)合管，其特征在于薄壁金屬管內(nèi)、夕卜表面的涂層厚度分別為0.5-3mm、l-5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋筋增強(qiáng)的阻燃抗靜電薄壁鋼塑復(fù)合管，其特征在于所述螺旋形加強(qiáng)筋(2)是橫截面為圓形、或矩形、或三角形或梯形、或弧邊形的熱軋型鋼，借助導(dǎo)入裝置，將螺旋形加強(qiáng)筋(2)提前預(yù)彎成與薄壁金屬管相匹配的弧度。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種螺旋筋增強(qiáng)的阻燃抗靜電薄壁鋼塑復(fù)合管，其結(jié)構(gòu)中包括薄壁金屬管，所述薄壁金屬管的外壁上焊接有螺旋形加強(qiáng)筋、并在薄壁金屬管的內(nèi)表面和外表面分別涂覆阻燃抗靜電的涂層、形成鋼塑復(fù)合管。本實(shí)用新型的產(chǎn)品具有重量輕、阻燃、抗靜電、耐腐蝕、界面結(jié)合強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；阻燃性能達(dá)到了MT181-88要求，表面電阻低于1×106歐姆，界面結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到1級(jí)，重量是同規(guī)格普通鋼塑復(fù)合管的1/2-1/3，大大降低了安裝難度。
文檔編號(hào)F16L9/16GK202992423SQ201220726579
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者倫慧東 申請(qǐng)人:倫慧東