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开发大直径增强塑料压力管的探索

——长期可靠性还没有验证。大直径管难以通过长期静液压试验进行长期性能评估,长期可靠性还待研究。用玻纤带增强后的承口插口是否可以保证长期不发生影响密封性的蠕变也有待验证。

4.3 产品设计的改进可能

根据国内外经验,可以探索改进产品设计:

——用挤出的薄壁聚乙烯管做内衬管,代替用熔态聚乙烯带在芯模上缠绕熔接成型的内衬层。生产CGF-PE管的企业如果能够自制或购到尺寸合适的薄壁聚乙烯管,可以用作内衬管(支撑在适当设计的芯筒上)直接进入缠绕熔接玻纤带工序,能显著提高效率并有利于质量控制。

——其他承插连接的方案改进:

图12.png

结构1:在玻纤带增强聚乙烯管的两端分别通过机械压紧固接钢承口和钢插口,钢承口和钢插口的形状尺寸借鉴PCCP标准接头。见图12。

特点:

——PCCP的钢承口和钢插口连接可靠方便,受到工程界和用户欢迎,如果借鉴容易被接受。钢承口和钢插口尺寸符合PCCP标准,可以连接PCCP管。

——PCCP业有高效低成本制造大直径钢承口和钢插口的经验。

——在增强塑料管端用机械压紧方法固接钢质管端管件,国内已经有丰富经验。

缺点:

——钢承口和钢插口需要防腐蚀措施(镀锌和覆塑)。


图13.png

结构2:在玻纤带增强聚乙烯管的两端都缠绕聚乙烯加厚,然后机械加工成插口,与外购标准球铁“承口套”配合实现承插连接。插口尺寸借鉴球墨铸铁接头标准。见图13。

特点:

——球铁管承插连接可靠,借鉴容易被接受。

——由于插口尺寸符合球铁管标准,不仅可以利用球铁“承口套”实现承插连接,还可以利用球铁的各种管件。

缺点:

——插口虽加厚,是否蠕变还待验证。必要时可在管内加钢圈支撑。

——球铁“承口套”笨重,价格不低。

图14.png

结构3:在玻纤带增强聚乙烯管成型时,在两端通过缠绕熔接和机械加工制作出连体的承口插口。在承口插口的外护层内埋入增加刚度、防止蠕变的钢圈(钢圈上有圆通孔让内外塑料熔合)。见图14。

特点:

——成本比较低。

——外表面全塑料有利于防腐和卫生。

缺点:

——采用埋入钢圈增加刚度防止蠕变是否可靠有待试验和实用验证。

——埋入钢圈需要缠绕熔接-机械加工-热缩钢圈-再缠绕熔接-再机械加工。

4.4 工艺设备的改进可能

——激光加热:近年国外积极探索在熔接CFRT带(玻纤)中采用激光做能源。不仅能够更准确和灵活地进行加热而且可以显著节约能耗。

——直径范围增大到4m:根据KRAH 公司经验,用熔融态聚乙烯缠绕熔接聚乙烯内衬层制造直径4m的压力管是可能的。在积累了经验后也可以试验制造直径4m的CGF-PE 管。见图15。

图15.png

——探索连续生产:借鉴某些塑料管和玻璃钢管的经验,通过缠绕熔接连续成型出边旋转边前进的管材是可能的。开发出先连续成型多层复合聚乙烯内衬管,再连续成型多层复合增强层,最后连续成型聚乙烯外护层的工艺,就能连续生产大直径增强塑料压力管。连续生产有可能达到更高的生产效率。

参考文献

[1] 《玻璃钢夹砂管的性能对比及其在长距离输水工程中的应用》,作者:张亚峰,武汉凯迪水务公司,工程专业期刊“特种结构”2011年8月.

[2] PERFORMANCE OF POLYETHYLENE PIPES WITH GLASSFIBER玻璃增强聚乙烯复合管的性能研究,Mitsuaki Tokiyoshi,日本高强度聚乙烯管道协会,第四届中国(2015·上海)国际塑料管道交流会.

[3] DIN SPEC 19674-1 Plastics piping systems made from Glass Fibler Reinforce Polyethylene (PE-GF) for water supply and for drainage and sewerage under pressure –Part 1: General.

[4] ASTM F2720/F2720M Standard Specification for Glass Fibler Reinforce Polyethylene (PE-GF) Spiral Wound Large Diameter Pipe.

[5] High Speed Processing of Thermoplastic Composites for Oilfield Pipe and Tubular Applications,油田用热塑性塑料复合管道的高速加工,Dr. James A. Mondo, David Hauber, Robert Langone, Lawrence Quinn,美国Automated Dynamics公司.

[6] 大口径长纤维增强聚乙烯复合管道的开发,作者:李德辉,谈刚强,施经东,浙江双林机械股份有限公司,第四届中国(2015·上海)国际塑料管道交流会.





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时间:2016-6-28 8:43:53 | 阅读共9167次 | 打印本文 | 关闭窗口