高分子量聚乙烯鋼骨架復(fù)合管及其制作方法和復(fù)合設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種聚乙烯復(fù)合管，具體地說(shuō)是一種高分子量聚乙烯鋼骨架復(fù)合管及其制作方法和復(fù)合設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)目前大量生產(chǎn)應(yīng)用的普通聚乙烯鋼絲纏繞復(fù)合管存在較多的薄弱環(huán)節(jié)，例如:PE100級(jí)的主體材質(zhì)原料抗沖擊強(qiáng)度、抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂能力以及耐疲勞性、耐低溫性能有限，為確保管材基體在各受力方向都不會(huì)開(kāi)裂，必須增加管道壁厚，而且基體外部需要雙層交叉纏繞鋼絲，導(dǎo)致管道的制造成本較高，管道自身的柔韌性較差，無(wú)法隨地形變化彎曲鋪設(shè)，不能抗地面沉降，經(jīng)常造成因接頭部位應(yīng)力集中而開(kāi)裂的事故。另外這類(lèi)管道在制作時(shí)，由于雙層鋼絲交叉纏繞，因此必須采用內(nèi)管縱向平動(dòng)、雙排旋轉(zhuǎn)支架帶著鋼絲輪左右旋轉(zhuǎn)的復(fù)合纏繞方式。而一個(gè)旋轉(zhuǎn)支架上裝著幾百個(gè)鋼絲輪，體積大，負(fù)荷重，不能快速旋轉(zhuǎn)，特別是直徑800mm以上大口徑管道，更難復(fù)合，所以至今Im以上管徑的PE100鋼絲纏繞復(fù)合管仍然是個(gè)空白。為解決上述問(wèn)題，申請(qǐng)人曾提出“超高分子量聚乙烯鋼骨架復(fù)合管材”技術(shù)，并以申報(bào)專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào)ZL200810013754.5)，在一定程度上解決了普通聚乙烯鋼絲纏繞復(fù)合管存在的缺陷。但通過(guò)多年應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)超高鋼骨架復(fù)合管存在幾個(gè)不足之處需要解決:1、超高分子量聚乙烯內(nèi)管材質(zhì)雖然具有諸多極其優(yōu)異的性能，但做為供排水管線，大多數(shù)高性能指標(biāo)發(fā)揮不出來(lái)，而材質(zhì)原料價(jià)格過(guò)高，螺桿擠出速度又太慢，生產(chǎn)效率較低，制約了該產(chǎn)品的銷(xiāo)售推廣。2、原超高分子量聚乙烯鋼骨架復(fù)合管工藝是在內(nèi)管上“冷纏”鋼絲，二者沒(méi)有復(fù)合成一體，在使用中，鋼絲移位及剝離的情況經(jīng)常發(fā)生，影響使用壽命。3、鋼絲和內(nèi)管、外保護(hù)層之間用熱熔膠粘合。這種粘合材料本身機(jī)械強(qiáng)度和粘合強(qiáng)度都較低，耐熱性能又差，太陽(yáng)一曬就熔融了，使管材應(yīng)付環(huán)境變化的能力大打折扣。4、聚乙烯輻射交聯(lián)熱縮膠帶雖然許多性能超過(guò)PE100聚乙烯，但通過(guò)應(yīng)用，做為外保護(hù)層抗外力破壞能力仍顯不足，還是容易損傷、開(kāi)裂，導(dǎo)致管材鋼絲層進(jìn)水，鋼絲銹蝕，降低管材的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高分子量聚乙烯鋼骨架復(fù)合管及其制作方法和復(fù)合設(shè)備，它能夠解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。
[0004]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
高分子量聚乙烯鋼骨架復(fù)合管，包括高分子量聚乙烯內(nèi)管，高分子量聚乙烯內(nèi)管的分子量為20萬(wàn)-60萬(wàn)單位，其厚度為4mm-20mm，尚分子量聚乙稀內(nèi)管外壁設(shè)置尚分子量線性低密度聚乙烯粘合層，高分子量線性低密度聚乙烯粘合層內(nèi)設(shè)置碳素彈簧鋼絲層，碳素彈簧鋼絲層由碳素彈簧鋼絲單層螺旋纏繞形成，碳素彈簧鋼絲的直徑為0.5mm-3mm,高分子量線性低密度聚乙烯粘合層外周設(shè)置高分子量聚乙烯片材保護(hù)層，高分子量聚乙烯片材保護(hù)層的分子量為80萬(wàn)-95萬(wàn)單位，高分子量聚乙烯片材保護(hù)層由經(jīng)過(guò)熱拉伸處理后的高分子量聚乙烯片材螺旋纏繞并收縮后形成，纏繞后相鄰高分子量聚乙烯片材邊沿相互搭接，搭接寬度為20mm-40mm，高分子量聚乙稀片材的厚度為2寬度為200mm-800mm。所述高分子量聚乙烯片材的縱向拉伸強(qiáng)度大于lOOMPa。
[0005]高分子量聚乙烯鋼骨架復(fù)合管的制作方法如下:
①用高分子量聚乙烯管材生產(chǎn)線擠出高分子量聚乙烯內(nèi)管備用；
②取直徑為0.5mm-3mm的碳素彈簧鋼絲備用；
③取高分子量聚乙烯片材進(jìn)行熱拉伸處理，熱拉伸處理后的高分子量聚乙烯片材厚度為 2寬度為 200mm-800mm ；
④對(duì)步驟③中熱拉伸處理后的高分子量聚乙烯片材的一面進(jìn)行表面活化處理，并在活化處理后的表面上熱覆高分子量線性低密度聚乙烯粘合材料，高分子量線性低密度聚乙烯粘合材料的厚度為0.5mm-2mm ；
⑤對(duì)步驟①得到的高分子量聚乙烯內(nèi)管表面進(jìn)行加熱活化處理，對(duì)步驟②所述的碳素彈簧鋼絲和步驟④熱覆粘合材料后的高分子量聚乙烯片材分別進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的溫度為160 0C -200 0C ；
⑥將步驟⑤預(yù)熱后的碳素彈簧鋼絲螺旋纏繞在步驟⑤加熱活化處理后的高分子量聚乙烯內(nèi)管外表面，形成碳素彈簧鋼絲層，碳素彈簧鋼絲螺旋纏繞的同時(shí)將步驟⑤預(yù)熱后的高分子量聚乙烯片材按相同方向螺旋纏繞在碳素彈簧鋼絲層外周，相鄰高分子量聚乙烯片材相互搭接，形成高分子量聚乙烯片材保護(hù)層，纏繞碳素彈簧鋼絲和高分子量聚乙烯片材時(shí)，使用450°C -550°C的熱風(fēng)對(duì)碳素彈簧鋼絲和高分子量聚乙烯片材與高分子量聚乙烯內(nèi)管接觸的位置加熱，并從內(nèi)、外兩側(cè)施加外力，使高分子量聚乙烯內(nèi)管、碳素彈簧鋼絲層和高分子量聚乙烯片材保護(hù)層三者受熱后在外力作用下相互擠壓熔合，高分子量聚乙烯片材上熱覆的高分子量線性低密度聚乙烯粘合材料將碳素彈簧鋼絲層包裹并充滿高分子量聚乙烯片材保護(hù)層與高分子量聚乙烯內(nèi)管之間的空間，形成高分子量線性低密度聚乙烯粘合層，將高分子量聚乙烯片材保護(hù)層、碳素彈簧鋼絲層和高分子量聚乙烯內(nèi)管三者粘合在一起，形成復(fù)合管材。
[0006]⑦將步驟⑥得到的復(fù)合管材根據(jù)實(shí)際需要切割成具有一定長(zhǎng)度的管道，靜置冷卻后高分子量聚乙烯片材保護(hù)層的高分子量聚乙烯片材冷卻收縮并緊密抱緊緊高分子量聚乙烯內(nèi)管，即得到高分子量聚乙烯鋼骨架復(fù)合管。
[0007]步驟②中的碳素彈簧鋼絲預(yù)先進(jìn)行表面鍍銅，并用鋼絲過(guò)塑機(jī)在鋼絲表面熱合一層高分子量線性低密度聚乙烯粘合材料。
[0008]高分子量聚乙烯鋼骨架復(fù)合管的管道復(fù)合設(shè)備，包括內(nèi)管固定支座，內(nèi)管固定支座上安裝拉桿固定器，拉桿固定器與前拉桿的一端連接，前拉桿另一端通過(guò)快速接頭與后拉桿的一端連接，后拉桿上安裝支撐筒，支撐筒外周靠近前拉桿的一端設(shè)置前驅(qū)動(dòng)輪組，支撐筒外周遠(yuǎn)離前拉桿的一端設(shè)置后驅(qū)動(dòng)輪組，前驅(qū)動(dòng)輪組和后驅(qū)動(dòng)輪組均由多個(gè)傾斜設(shè)置的驅(qū)動(dòng)輪沿支撐筒外周分布構(gòu)成，前驅(qū)動(dòng)輪組與后驅(qū)動(dòng)輪組之間的支撐筒側(cè)面由前向后依次設(shè)置熱風(fēng)加熱裝置、鋼絲輸送裝置、片材輸送裝置和壓輥，快速接頭靠近后拉桿的一側(cè)下方設(shè)置U型插口，U型插口通過(guò)伸縮桿與伸縮桿底座連接。所述支撐筒外周設(shè)置多個(gè)彈性支撐輪，彈性支撐輪能夠沿支撐筒與內(nèi)管壁的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向滾動(dòng)，彈性支撐輪自身具有彈性。前拉桿下方設(shè)置輸入端托架，后驅(qū)動(dòng)輪組遠(yuǎn)離前驅(qū)動(dòng)輪組的一側(cè)下方設(shè)置輸出端托架。所述拉桿固定器包括螺桿，螺桿與內(nèi)管固定支座螺紋配合，螺桿一端通過(guò)定位銷(xiāo)與前拉桿插接，螺桿另一端安裝手輪。所述支撐筒由三段組成，中段的支撐筒與壓輥位置對(duì)應(yīng)，前段的支撐筒與前驅(qū)動(dòng)輪組位置對(duì)應(yīng)，后段的支撐筒與后驅(qū)動(dòng)輪組位置對(duì)應(yīng)，各段支撐筒之間的后拉桿上均設(shè)置萬(wàn)向節(jié)。前驅(qū)動(dòng)輪組與后驅(qū)動(dòng)輪組之間的支撐筒兩側(cè)均設(shè)置壓輥。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:自身材料強(qiáng)度和復(fù)合粘結(jié)強(qiáng)度都很高；管道柔韌性好，可隨地形變化彎曲鋪設(shè)，能夠抵抗一定程度的地面沉降，不易開(kāi)裂；同時(shí)柔韌性好，管道接頭應(yīng)力可大幅度減少，管道最容易出現(xiàn)問(wèn)題的接頭部位的風(fēng)險(xiǎn)顯著降低；制作時(shí)僅需單向纏繞鋼絲，內(nèi)管旋轉(zhuǎn)，這樣鋼絲輪就可固定在地面上輸送，跟著內(nèi)管旋轉(zhuǎn)纏繞，不需鋼絲輪繞管道旋轉(zhuǎn)，因此能夠輕而易舉地生產(chǎn)直徑Im以上的大直徑聚乙烯鋼骨架復(fù)合管，而且可以連續(xù)不停機(jī)生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)合理，工藝先進(jìn)；由于管道內(nèi)外材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通聚乙烯管道，所以其適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力強(qiáng)，安全可靠性更高，使用壽命更長(zhǎng)等。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明所述高分子量聚乙烯鋼骨架復(fù)合管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明所述高分子量聚乙烯鋼骨架復(fù)合管的管道復(fù)合設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖之一，圖中主要示意管道復(fù)合部分的結(jié)構(gòu)；
圖3是本發(fā)明所述高分子量聚乙烯鋼骨架復(fù)合管的管道復(fù)合設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖之二，圖中主要示意連續(xù)生產(chǎn)時(shí)內(nèi)管對(duì)接部分的結(jié)構(gòu)；
圖4是圖3中A-A剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明所述的尚分子量聚乙稀鋼骨架復(fù)合管包括尚分子量聚乙稀內(nèi)管1，尚分子量聚乙稀內(nèi)管I的分子