一种输送气体用无卤低烟低毒复合管及其加工方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种输送气体用无卤低烟低毒复合管，中间结构层为钢管层，钢管层内外为阻燃层、抗静电层，两端注塑有法兰连接类管件并套装有法兰，管壁有向外凸起的螺旋加强筋槽。加工方法为沿钢带的纵向压制加强筋槽，螺旋卷曲，沿螺旋搭接缝进行焊接，与此同时钢管加温，将挤出的阻燃层、抗静电层材料通过共挤出模头覆合在一起，贴覆滚压到钢管的内外壁上，冷却后得半成品，套上法兰，采用直接注塑的方法在半成品两端注塑法兰连接类管件，得无卤低烟低毒复合管。本发明专利技术制备的无卤低烟低毒复合管具有阻燃、抗静电、环保、耐冲击、重量轻、环刚度大、耐腐蚀、安装快捷、拆卸方便、成本低等特点,应用于非煤矿山、煤矿、隧道中。隧道中。隧道中。

【技术实现步骤摘要】
一种输送气体用无卤低烟低毒复合管及其加工方法和应用


[0001]本专利技术属于矿用管材
，具体涉及一种输送气体用无卤低烟低毒复合管及其加工方法和应用。

技术介绍

[0002]煤矿、非煤矿山、掘进隧道等矿山均需要大量的输送气体的管道。目前，矿山使用的气体管包括金属管、非金属管和复合管。金属管强度高，但一般不耐腐蚀；非金属管耐腐蚀，但一般强度不高；复合管既具备金属管和非金属管的优点、又避免了两者的缺点，因此有广阔的市场需求。
[0003]矿山由于地质条件的限制，所需复合管除了满足正常的使用要求之外，还需要一些特殊的性能要求。例如非煤矿山和掘进隧道所用的复合管要求至少具有阻燃性能，煤矿所用复合管要求必须具有阻燃抗静电性能。但目前非金属管和复合管使用的阻燃体系中，燃烧均产生大量的有毒有害气体。据统计，矿山发生的火灾事故中，伤亡人数的80%左右是有毒有害气体造成的，因此，研发一种满足煤矿、非煤矿山、掘进隧道等矿山使用要求、阻燃抗静电要求，并且一旦发生火灾，燃烧不产生大量有毒有害气体的无卤低烟低毒复合管对于矿山安全生产具有十分重要意义。
[0004]无卤低烟低毒复合管所用的内外覆层阻燃材料、管件阻燃抗静电材料是含有氢氧化镁和氢氧化铝等无机阻燃剂的专用原料。无机阻燃材料虽然已经在电缆中应用，但因其不具备与金属粘接的性能，因此还未有在复合管中使用的报道；管件用阻燃抗静电材料因强度、韧性不合格的原因，尚未有工业化使用的报道。另外，为防止管道系统处于断续抗静电状态，除管体外表面覆盖一层抗静电材料外，管件专用原料需要使用注塑方法与管体熔为一体，管件至少覆盖一个螺旋加强筋，管件端面完全包覆钢管。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中煤矿（含矿山）用气体管存在的燃烧时产生大量有毒有害气体的主要问题，本专利技术提供了一种输送气体用无卤低烟低毒复合管及其加工方法和应用，制备的无卤低烟低毒复合管具有满足标准要求的使用性能、阻燃性能和抗静电性能，同时具有环保（无卤低烟低毒）、耐冲击、重量轻、环刚度大、耐腐蚀、安装快捷、拆卸方便、可重复使用、成本较低等特点,尤其适用于非煤矿山、煤矿、隧道中大口径抽放瓦斯、正压通风、负压通风管。
[0006]本专利技术通过以下技术方案实现：一种输送气体用无卤低烟低毒复合管，其中间结构层为钢管层，钢管层内外为阻燃层，复合管两端注塑有法兰连接类管件，法兰连接类管件之间套装有金属法兰；所述的钢管层由钢带焊接而成，管壁有向外凸起的螺旋加强筋槽。
[0007]进一步地，所述的无卤低烟低毒复合管内外两侧的阻燃层外为抗静电层；所述的钢管层为焊接钢管。
[0008]进一步地，所述的钢管层厚度为0.5
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4.0mm，阻燃层厚度为0.3
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3.5mm，抗静电层厚度为0.1
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2.0mm，螺旋加强筋高度为10
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30mm，钢管层钢管的公称直径为150
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1600mm。
[0009]进一步地，所述的阻燃层由以下重量百分比的原料组成：基础树脂Ⅰ：20
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40%，阻燃剂：45
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80%，热熔胶粘剂：3
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15%；所述的抗静电层由以下重量百分比的原料组成：基础树脂Ⅰ：70
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90%，加工助剂1
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5%，导电炭黑8
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25%；所述的注塑材料由以下重量百分比的原料组成：基础树脂Ⅱ：20
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40%，阻燃剂：45
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80%，导电炭黑：8
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25%。
[0010]进一步地，所述的基础树脂Ⅰ为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和EVA中的一种以上，优选线性低密度聚乙烯；阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸锌中的一种以上；热熔胶粘剂为接枝改性聚烯烃类；基础树脂Ⅱ为POE弹性体。
[0011]进一步地，所述的阻燃层与钢管层之间，还可以增加含热熔胶粘剂的胶粘剂层。
[0012]本专利技术中，所述的输送气体用无卤低烟低毒复合管的加工方法包括以下步骤：（1） 将制备无卤低烟低毒复合管各层的非金属材料分别由螺杆挤出机挤出；（2） 沿钢带的纵向压制加强筋槽；（3） 将压有加强筋槽的钢带螺旋卷曲，沿钢带的螺旋搭接缝进行焊接，加工成管壁上具有螺旋加强筋槽的钢管，与此同时，将钢管加温，并将挤出的钢管非金属材料通过共挤出模头覆合在一起，贴覆滚压到钢管的内外壁上，阻燃层的加工温度控制在130~170℃，冷却后得无卤低烟低毒复合管半成品；（4） 将法兰套于无卤低烟低毒复合管半成品上，采用直接注塑的方法，将注塑原料注塑成法兰连接类管件固定在无卤低烟低毒复合管半成品两端，得无卤低烟低毒复合管成品。
[0013]进一步地，步骤（3）中所述的钢管通过沿薄壁钢管圆周方向进行焊接，形成沿薄壁钢管圆周方向的焊缝。
[0014]进一步地，所述的无卤低烟低毒复合管半成品根据需要截成所需长度。
[0015]本专利技术中，所述的输送气体用无卤低烟低毒复合管在非煤矿山、煤矿、隧道中的应用。输送的气体为含有瓦斯的气体、空气或其他气体。用于非煤矿山、隧道时，可以没有抗静电层。
[0016]本专利技术无卤低烟低毒复合管两端采用直接注塑的方法注塑法兰连接类管件，由于该无卤低烟低毒复合管表面凹凸不平，很难采用常规方法将管材与管件连接，因此使用直接注塑的方法，在130~170℃下成型，冷却后注塑材料紧紧包裹着管材端部，使管材与管件连为一体，不存在管件脱落和钢管裸露的问题。
[0017]本专利技术制备的输送气体用无卤低烟低毒复合管，其覆层不使用卤素、磷系等阻燃剂，阻燃剂成分为氢氧化铝、氢氧化镁或硼酸锌，当矿山发生瓦斯爆炸、粉尘爆炸、火灾时，复合管本身燃烧主要产生二氧化碳和水，燃烧时产生的毒性烟气的毒效和浓度不会在 30分钟内使活体生物产生死亡，并且很快自熄；即使管材周围火焰不熄，由于管材结构原因，管体内部升温缓慢，至少可以继续输送5分钟的气体；输送气体用无卤低烟低毒复合管在正常使用过程中，管材重量轻、安装快捷、拆卸方便、可重复使用、成本较低，在发生顶板、冲击地压时，即使管材被掩埋、被巨石等砸中，管体发生变形，管体依然不会产生裂纹和破坏，可以继续使用。
[0018]有益效果
本专利技术制备的无卤低烟低毒复合管具有满足标准要求的阻燃性能、抗静电性能，同时具有环保（无卤低烟低毒）、耐冲击、重量轻、环刚度大、耐腐蚀、安装快捷、拆卸方便、可重复使用、成本较低等特点,尤其适用于非煤矿山、煤矿、隧道中大口径抽放瓦斯、正压通风、负压通风管。
附图说明
[0019]图1为本专利技术无卤低烟低毒复合管结构示意图；图2为本专利技术无卤低烟低毒复合管A处局部剖面示意图；其中，1. 螺旋加强筋，2. 焊缝，3.法兰，4.法兰连接类管件，5. 钢管层，6. 阻燃层，7. 抗静电层。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本专利技术的具体实施例作详细说明。本案例仅为以本技术专利技术方案为前提下的详细实施方案和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输送气体用无卤低烟低毒复合管，其特征在于，其中间结构层为钢管层，钢管层内外为阻燃层，复合管两端注塑有法兰连接类管件，法兰连接类管件之间套装有法兰；所述的钢管层由钢带焊接而成，管壁有向外凸起的螺旋加强筋槽。2.根据权利要求1所述的输送气体用无卤低烟低毒复合管，其特征在于，所述的无卤低烟低毒复合管内外两侧的阻燃层外为抗静电层；所述的钢管层为焊接钢管。3.根据权利要求2所述的输送气体用无卤低烟低毒复合管，其特征在于，所述的钢管层厚度为0.5
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4.0mm，阻燃层厚度为0.3
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3.5mm，抗静电层厚度为0.1
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2.0mm，螺旋加强筋高度为10
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30mm，钢管层钢管的公称直径为150
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1600mm。4.根据权利要求2所述的输送气体用无卤低烟低毒复合管，其特征在于，所述的阻燃层由以下重量百分比的原料组成：基础树脂Ⅰ：20
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40%，阻燃剂：45
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80%，热熔胶粘剂：3
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15%；所述的抗静电层由以下重量百分比的原料组成：基础树脂Ⅰ：70
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90%，加工助剂1
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5%，导电炭黑8
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25%；所述的注塑材料由以下重量百分比的原料组成：基础树脂Ⅱ：20
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40%，阻燃剂：45
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80%，导电炭黑：8

【专利技术属性】
技术研发人员：夏海斌，马明广，李冰晶，常江滨，张素艳，褚海华，
申请(专利权)人：山东国能实业有限公司，
类型：发明
国别省市：