大口径高压力非金属复合管及其制备方法技术

公开了一种大口径高压力非金属复合管，包括抗负压内衬层和抗内压结构层；所述抗负压内衬层为设有环向增强材料的增强热塑性塑料复合层，用于提高大口径管道抗负压能力；所述抗内压结构层为用于提高大口径管道抗内压能力的增强热固性塑料复合层；所述抗负压内衬层设置在所述抗内压结构层内部。还公开了一种制备上述大口径高压力非金属复合管的方法。本发明专利技术提供了一种大口径高压力非金属复合管及其制备方法。该复合管采用骨架增强塑料管作为抗负压内衬层，外层采用玻璃钢管作为主承载层。内衬增强材料提供了一定的承受内压能力，并提高了抗负压内衬层的环刚度，有效避免了抗负压内衬层在压力突降或负压条件下的坍塌，保证了复合管结构的完整性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非金属管材领域，特别涉及一种。
技术介绍
为缓解油田金属管道的腐蚀问题，非金属与复合材料管在油气集输、注入和污水处理等领域逐步得到广泛应用。目前非金属管材在油田应用大部分是小口径管道150mm)，主要包括玻璃钢管、柔性复合管和塑料合金复合管等。大口径非金属管材应用相对较少，主要是玻璃钢管和钢骨架增强聚乙烯复合管，但这些产品通常不能满足大口径 (^ DN250)高压力(》6MPa)集输干线管道的应用需求。标准中规定的钢骨架复合管(SY/ T 6662、CJ/T 189等)公称压力通常低于4MPa，而大口径玻璃钢管压力高时密封困难，且在负压下容易发生坍塌。热塑性塑料内衬的玻璃钢复合管因为结合了塑料内衬层优良的防腐性、耐温性、液流性和玻璃钢结构层的高强度、耐久性而备受关注。同时内衬塑料层的存在使玻璃钢抗流体渗透性大幅度增加，使大口径、高压力非金属复合管的制备成为现实。但在实际使用过程中，当输送管线出现压力突降或负压情况时，内衬塑料层由于环刚度较低而常常出现坍塌现象，并最终失效脱落，堵塞整个管线，影响了管线安全有效地运行。增加塑料内衬层的厚度可以提高其环刚度，但一方面会造成原材料用量的大幅度增加，使复合管重量和制造成本大幅增加；另一方面会减小复合管内流体的流通内径，大大降低了复合管输送效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是，解决现有复合管内衬环刚度低，流通内径小、输送效率低的问题，提供一种内衬环刚度高、流通内径大且输送效率高的。本专利技术一个方面，提供的一种大口径高压力非金属复合管包括抗负压内衬层和抗内压结构层；所述抗负压内衬层为设有环向增强材料的增强热塑性塑料复合层，用于提高大口径管道抗负压能力；所述抗内压结构层为用于提高大口径管道抗内压能力的增强热固性塑料复合层；所述抗负压内衬层设置在所述抗内压结构层内部。进一步，所述抗负压内衬层的增强材料包括玻璃纤维、玄武岩纤维带、碳纤维带、高强度塑料带、钢丝、钢带或钢板。进一步，所述抗负压内衬层的热塑性塑料包括聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。进一步，所述抗内压结构层的增强材料包括玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、有机纤维或布带、浸胶带。进一步，所述抗内压结构层的热固性塑料包括不饱和聚脂、环氧树脂或酚醛树脂。本专利技术另一个方面，提供一种制备上述大口径高压力非金属复合管的方法，包括 将所述增强材料与加热成熔融状态的热塑性塑料一起经挤塑机复合管成型模腔形成复合管坯，再经冷却、切割、注塑获得抗负压内衬层；将浸有热固性塑料的增强材料连续、均勻的缠绕在所述抗负压内衬层外表面后充分固化获得抗内压结构层；将所述抗负压内衬层与所述缠绕在其外表面的抗内压结构层进行端口整形后获得成品。进一步，所述抗负压内衬层的增强材料包括玻璃纤维、玄武岩纤维带、碳纤维带、高强度塑料带、钢丝、钢带或钢板。进一步，所述抗负压内衬层的热塑性塑料包括聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。进一步，所述抗内压结构层的增强材料包括玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、有机纤维或布带、浸胶带。进一步，所述抗内压结构层的热固性塑料包括不饱和聚脂、环氧树脂或酚醛树脂。本专利技术提供的一种大口径高压力非金属复合管，在玻璃钢管内部增加了增强热塑性塑料抗负压内衬层，克服了玻璃钢在高压下由于基体开裂发生的渗漏现象，提高了管材的承压能力；外层(抗内压结构层)采用连续纤维缠绕成型的增强热固性塑料复合材料，可自由地设计复合管的最大承压能力，在保证复合管大口径的同时，有效确保了压力等级的提升；此外，由于抗负压内衬层为增强塑料，比采用单一的热塑性塑料内衬层，具有更高的环刚度，有效防止了压力突降或负压状态下内衬层的坍塌，明显提高了内衬层的抗负压能力。在降低抗负压内衬层壁厚的同时，保证了外层增强热固性塑料结构层的密封性能，为复合管整体承压能力的提升奠定了基础。本专利技术提供的一种制备上述大口径高压力非金属复合管的方法，在连接时，复合管两端抗负压内衬层塑料采用热熔焊方式，在达到连接目的的同时，有效提高了复合管连接的密封性。复合管抗内压外结构层采用金属活动螺纹连接，或采用非金属管箍连接，保证了复合管具有足够连接强度的同时，也为抗负压内衬层提供了额外的预紧力，并为复合管整体的密封性起到了第二重保护作用。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种大口径高压力非金属复合管结构示意图；图2是图1所示结构的剖视图。具体实施例方式结合图1、图2所示，本专利技术提供的一种大口径高压力非金属复合管结构包括抗负压内衬层1和抗内压结构层2。抗负压内衬层1为设有环向增强材料的增强热塑性塑料复合层，用于提高大口径管道抗负压能力，具有一定的抗内压能力。抗内压结构层2为用于提高大口径管道抗内压能力的增强热固性塑料复合层。抗负压内衬层1设置在抗内压结构层 2内部。其中，抗负压内衬层1的增强材料包括玻璃纤维、玄武岩纤维带、碳纤维带、高强度塑料带、钢丝、钢带或钢板。抗负压内衬层1的热塑性塑料包括聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。抗内压结构层2的增强材料包括玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、有机纤维或布带、浸胶带。抗内压结构层2的热固性塑料包括不饱和聚脂、环氧树脂或酚醛树脂。本专利技术提供的一种制备图1所示的大口径高压力非金属复合管结构方法，包括以下步骤步骤Sl 将增强材料与加热成熔融状态的热塑性塑料一起经挤塑机复合管成型模腔形成复合管坯，再经冷却、切割、注塑获得抗负压内衬层1。其中，制备抗负压内衬层1 的增强材料包括玻璃纤维、玄武岩纤维带、碳纤维带、高强度塑料带、钢丝、钢带或钢板。制备抗负压内衬层1的热塑性塑料包括聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。步骤S2 将浸有热固性塑料的增强材料连续、均勻的缠绕在所述抗负压内衬层外表面后充分固化获得抗内压结构层2。其中，制备抗内压结构层2的增强材料包括玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、有机纤维或布带、浸胶带。制备抗内压结构层2的热固性塑料包括不饱和聚脂、环氧树脂或酚醛树脂。步骤S3 所述抗负压内衬层1与所述缠绕在其外表面的抗内压结构层2进行端口整形后获得成品。本专利技术提供的一种大口径高压力非金属复合管，在玻璃钢管内部增加了增强热塑性塑料抗负压内衬层，克服了玻璃钢在高压下由于基体开裂发生的渗漏现象，提高了管材的承压能力；外层(抗内压结构层)采用连续纤维缠绕成型的增强热固性塑料复合材料，可自由地设计复合管的最大承压能力，在保证复合管大口径的同时，有效确保了压力等级的提升；此外，由于抗负压内衬层为增强塑料，比采用单一的热塑性塑料内衬层，具有更高的环刚度，有效防止了压力突降或负压状态下内衬层的坍塌，明显提高了抗负压内衬层的抗负压能力。在降低内衬层壁厚的同时，保证了外层增强热固性塑料结构层的密封性能，为复合管整体承压能力的提升奠定了基础。本专利技术提供的一种制备上述大口径高压力非金属复合管的方法，在连接时，复合管两端抗负压内衬层塑料采用热熔焊方式，在达到连接目的的同时，有效提高了复合管连接的密封性。复合管抗内压外结构层采用金属活动螺纹连接，或采用非金属管箍连接，保证了复合管具有足够连接强度的同时，也为抗负压内衬层提供了额外的预紧力，并为复合管整体的密封性起到了第二重保护作用。下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1 首先应用电阻焊技术将数根经、纬线低碳钢丝焊接形成网状筒型钢丝网骨架，与加热成熔融状态的聚乙烯一起连续本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李厚补，戚东涛，张学敏，丁楠，蔡雪华，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，
类型：发明
国别省市：