一种耐低温开裂保温管、生产系统及制作方法与流程

1.本发明涉及管材技术领域，特别是涉及一种耐低温开裂保温管、生产系统及制作方法。


背景技术：

2.喷涂缠绕保温管是绝热管道的简称，保温管用于液体、气体及其他介质的输送，在石油、化工、航天、军事、集中供热、中央空调、市政等管道的绝热保温工程广泛应用。
3.虽然聚乙烯缠绕管的缠绕方向拉伸强度高(各向异性)，降低了开裂的可能性，但作为聚乙烯与聚氨酯复合的保温管材，无法完全避免因聚乙烯材料与聚氨酯材料热膨胀系数不一致及低温时聚乙烯材料的塑性降低，造成的管材在低温时的开裂问题(聚乙烯热膨胀系数300
×
10-6
℃，聚氨酯泡沫热膨胀系数40
×
10-6
℃)；且在生产过程中聚乙烯材料极易因厚度较大，在重力作用下出现熔垂的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种耐低温开裂保温管、生产系统及制作方法，将聚乙烯外护层与网状复合层复合为一体，通过网状复合层增加聚乙烯外护层的抗拉强度，解决了现有保温管低温易开裂的问题。
5.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
6.第一方面，本发明提供了一种耐低温开裂保温管，包括从内向外依次设置的钢管、聚氨酯保温层和聚乙烯外护层，聚乙烯外护层设有内外两层，两层聚乙烯外护层之间复合有一层网状复合层，内外两层的聚乙烯外护层在中间的网状复合层的网孔内融合。
7.作为进一步的实现方式，所述网状复合层为纵横交错的纤维复合网。
8.作为进一步的实现方式，所述网状复合层为纤维网。
9.作为进一步的实现方式，所述聚氨酯保温层以及聚乙烯外护层与网状复合层的复合结构的整体长度小于钢管。
10.作为进一步的实现方式，所述聚氨酯保温层与聚乙烯外护层、网状复合层的复合结构的长度相同。
11.第二方面，本发明提供了一种耐低温开裂保温管的生产系统，包括：
12.输送支撑机构，具有设定角度的旋转托轮结构，以用于带动钢管的螺旋前进；
13.加热机构，位于输送支撑机构上，用于对输送支撑机构上钢管的加热；
14.聚氨酯喷涂机构，位于输送支撑机构的一侧，用于向输送支撑机构上的钢管喷涂聚氨酯；
15.外护层释放机构，位于输送支撑机构的一侧，用于聚乙烯片材的释放；
16.网状复合层释放机构，位于输送支撑机构的一侧且与外护层释放机构同侧，用于网状片材的释放；
17.第一托辊，位于输送支撑机构的正下方，用于挤压外层的聚乙烯片材。
18.作为进一步的实现方式，所述第一托辊为橡胶辊。
19.第三方面，本发明提供了一种耐低温开裂保温管的制作方法，具体如下：
20.钢管清洁；
21.钢管加热并在表面喷涂聚氨酯原料以形成聚氨酯保温层；
22.喷涂定型的钢管螺旋前进，并在其表面缠绕一层聚乙烯片材，同时缠绕网状片材，并继续在网状片材的外侧缠绕聚乙烯片材以最终形成两层聚乙烯外护层之间复合一层网状复合层的结构；
23.管材冷却、切割。
24.作为进一步的实现方式，在聚乙烯片材、网状片材缠绕过程中，同步利用第一托辊进行挤压，使得内外两层的聚乙烯外护层在中间的网状复合层的网孔内充分融合。
25.作为进一步的实现方式，所述网状复合层采用浸润的方式加工，含有粘结材料。
26.上述本发明的有益效果如下：
27.(1)本发明将聚乙烯外护层与网状复合层复合为一体，使得内外两层的聚乙烯外护层在中间的网状复合层的网孔内融合，通过网状复合层增加聚乙烯外护层的抗拉强度，同时，网状复合层对聚乙烯外护层起到固定作用，可有效的缓解聚乙烯外护层因厚度较大，在重力作用下造成的熔垂问题。
28.(2)本发明在聚乙烯片材和网状片材在复合时，利用第一托辊挤压内外层的聚乙烯片材，使得内外层的聚乙烯片材在中间的网状片材的网孔内充分融合，保证三层材料复合为一个整体以提高材料性能。
29.(3)本发明网状复合层采用浸润的方式加工，以使其含有粘结材料，能够有效保证网状复合层与聚乙烯外护层之间的连接可靠性。
附图说明
30.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
31.图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种耐低温开裂保温管的剖面结构示意图；
32.图2是本发明根据一个或多个实施方式的保温管生产原理示意图；
33.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
34.其中，1、钢管；2、聚氨酯保温层；3、聚乙烯外护层；4、网状复合层；5、放卷辊；6、挤出机；7、第一托辊；8、第二托辊；9、第三托辊。
具体实施方式
35.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
36.正如背景技术所介绍的，聚乙烯与聚氨酯复合的保温管材，无法完全避免因聚乙烯材料与聚氨酯材料热膨胀系数不一致及低温时聚乙烯材料的塑性降低，造成的管材在低温时开裂的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种耐低温开裂保温管、生产系
统及制作方法。
37.实施例1
38.本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种耐低温开裂保温管，包括，钢管1、聚氨酯保温层2、聚乙烯外护层3以及网状复合层4，钢管1、聚氨酯保温层2、聚乙烯外护层3从内向外依次设置，聚乙烯外护层3内复合网状复合层4。
39.其中，聚乙烯外护层3与网状复合层4复合为一体，从而通过网状复合层4增加聚乙烯外护层的抗拉强度，解决因聚乙烯分子链同相排布造成的易开裂问题。
40.具体的，聚乙烯外护层3与网状复合层4的复合结构整体分为三层，从内向外依次为聚乙烯外护层3、网状复合层4、聚乙烯外护层3，即保温管整体从内向外依次为钢管1、聚氨酯保温层2、聚乙烯外护层3、网状复合层4、聚乙烯外护层3。
41.网状复合层4与其内外两侧的两层聚乙烯外护层3复合为一个整体，以提高材料的性能，网状复合层4对聚乙烯外护层3起到固定作用，可有效的缓解聚乙烯外护层3因厚度较大，在重力作用下造成的熔垂问题。
42.本实施例中的网状复合层4为纵横交错的纤维复合网，其具有抗裂性能强、使用成本低、易于复合成型等优点，利用纤维复合网与聚乙烯外护层3的复合，大大提高了聚乙烯外护层3的整体强度。
43.可以理解的是，在其他实施例中，网状复合层4也可以是纤维网、钢丝网结构等结构，但由于钢丝网使用成本较高且使用不便，在实际使用中非必要不选用钢丝网。
44.需要注意的是，聚氨酯保温层2以及聚乙烯外护层3与网状复合层4的复合结构的端部不与钢管1的端部平齐，具体为聚氨酯保温层2以及聚乙烯外护层3与网状复合层4的复合结构的整体长度小于钢管1，从而在保温管的端部接头位置处预留有用于焊接的位置，以便于使用中保温管之间的连接。
45.聚氨酯保温层2与聚乙烯外护层3、网状复合层4的复合结构的长度相同。
46.实施例2
47.本发明的一种典型的实施方式中，提出一种耐低温开裂保温管的生产系统，包括输送支撑机构、加热机构、聚氨酯喷涂机构、外护层释放机构、网状复合层释放机构以及第一托辊7。
48.其中，输送支撑机构为具有设定角度的旋转托轮结构，用于带动钢管1绕轴转动并移动，以实现钢管1的螺旋前进。
49.加热机构位于输送支撑机构上，加热机构用于对输送支撑机构上的钢管1进行加热，便于后续钢管1与聚氨酯的结合。
50.聚氨酯喷涂机构位于输送支撑机构的一侧，聚氨酯喷涂机构用于向输送支撑机构上钢管1喷涂聚氨酯，聚氨酯喷涂机构含有喷枪，喷枪能够将ab两种聚氨酯原料以伞形、雾状混合均匀的喷涂在螺旋前进的钢管1上。
51.外护层释放机构位于输送支撑机构的一侧，外护层释放机构由挤出机6、第二托辊8组成，挤出机6用于挤出设定厚度的熔融的聚乙烯片材，聚乙烯片材的底部通过第二托辊8托起、支撑，以保证聚乙烯片材张紧，避免缠绕过程汇总聚乙烯片材出现褶皱。
52.网状复合层释放机构同样位于输送支撑机构的一侧，且与外护层释放机构同侧，网状复合层释放机构由放卷辊5以及第三托辊9组成，放卷辊5上缠绕有纤维复合网等作为
网状复合层4的网状片材，网状片材在释放后经第三托辊9支撑后缠绕至钢管1上，利用第三托辊9保证网状片材的张紧度。
53.可以理解的是，聚乙烯片材的尺寸与网状片材的尺寸相同，从而保证复合的有效性。
54.第一托辊7位于输送支撑机构的正下方，具体位于聚乙烯片材、网状片材缠入位置的正下方，以利用第一托辊7挤压内外层的聚乙烯片材，使得内外层的聚乙烯片材在中间的网状片材的网孔内充分融合，保证三层材料复合为一个整体以提高材料性能。
55.可以理解的是，第一托辊7、第二托辊8以及第三托辊9均为橡胶托辊。
56.实施例3
57.本发明的一种典型的实施方式中，提出一种耐低温开裂保温管的制作方法，具体如下：
58.首先对钢管1表面进行喷砂除锈；
59.钢管1经传送带传送至抛丸除锈机，抛丸器将钢砂、钢丸抛出击打在钢管1的表面并除去钢管1表面锈蚀氧化皮，使得钢管1表面的清洁度达到sa2.5。
60.然后对钢管1的内部进行清理，以去除钢管1内部的灰尘；
61.钢管1清洁完成后放置到输送支撑机构上，利用旋转托轮带动钢管1匀速螺旋前进并经过加热机构，使得钢管1在加热机构处被加热；
62.钢管1加热完成后在其表面喷涂聚氨酯保温层2；
63.利用聚氨酯喷涂机构将ab两种聚氨酯原料以伞形、雾状混合均匀的喷涂在螺旋前进的钢管1上，聚氨酯原料在设定时间内达到指定厚度及抗压强度，至此完成聚氨酯保温层2的制作。
64.喷涂定型的钢管1(即表面喷涂有聚氨酯保温层2的钢管1)在输送支撑机构上螺旋前进，挤出机6挤出设定厚度的熔融的聚乙烯片材并按照设定螺距缠绕在钢管1的聚氨酯保温层2上以形成一层聚乙烯外护层3，同时，放卷辊5同步释放网状片材，使得网状片材复合在钢管1的内层聚乙烯外护层3上，继续在网状片材的外侧缠绕聚乙烯片材，最终形成两层聚乙烯外护层3之间复合一层网状复合层4的复合结构。
65.如图2所示，在聚乙烯片材、网状片材缠绕过程中，同步利用第一托辊7进行挤压，使得内外两层的聚乙烯外护层3在中间的网状复合层4的网孔内充分融合，保证三层材料复合为一个整体以提高材料性能。
66.管材经水淋冷却后进行切割，以完成保温管的生产。
67.需要注意的是，网状复合层4采用浸润的方式加工，以使其含有一定量的粘结材料，保证网状复合层4与聚乙烯外护层3之间的连接可靠性。
68.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种耐低温开裂保温管，包括从内向外依次设置的钢管、聚氨酯保温层和聚乙烯外护层，其特征在于，聚乙烯外护层设有内外两层，两层聚乙烯外护层之间复合有一层网状复合层，内外两层的聚乙烯外护层在中间的网状复合层的网孔内融合。2.根据权利要求1所述的一种耐低温开裂保温管，其特征在于，所述网状复合层为纵横交错的纤维复合网。3.根据权利要求1所述的一种耐低温开裂保温管，其特征在于，所述网状复合层为纤维网。4.根据权利要求1所述的一种耐低温开裂保温管，其特征在于，所述聚氨酯保温层以及聚乙烯外护层与网状复合层的复合结构的整体长度小于钢管。5.根据权利要求1所述的一种耐低温开裂保温管，其特征在于，所述聚氨酯保温层与聚乙烯外护层、网状复合层的复合结构的长度相同。6.一种生产系统，用于如权利要求1-5中任一项所述的耐低温开裂保温管的生产，其特征在于，包括：输送支撑机构，具有设定角度的旋转托轮结构，以用于带动钢管的螺旋前进；加热机构，位于输送支撑机构上，用于对输送支撑机构上钢管的加热；聚氨酯喷涂机构，位于输送支撑机构的一侧，用于向输送支撑机构上的钢管喷涂聚氨酯；外护层释放机构，位于输送支撑机构的一侧，用于聚乙烯片材的释放；网状复合层释放机构，位于输送支撑机构的一侧且与外护层释放机构同侧，用于网状片材的释放；第一托辊，位于输送支撑机构的正下方，用于挤压外层的聚乙烯片材。7.根据权利要求6所述的一种生产系统，其特征在于，所述第一托辊为橡胶辊。8.一种耐低温开裂保温管的制作方法，利用了如权利要求6中所述的生产系统，其特征在于，具体如下：钢管清洁；钢管加热并在表面喷涂聚氨酯原料以形成聚氨酯保温层；喷涂定型的钢管螺旋前进，并在其表面缠绕一层聚乙烯片材，同时缠绕网状片材，并继续在网状片材的外侧缠绕聚乙烯片材以最终形成两层聚乙烯外护层之间复合一层网状复合层的结构；管材冷却、切割。9.根据权利要求8所述的一种耐低温开裂保温管的制作方法，其特征在于，在聚乙烯片材、网状片材缠绕过程中，同步利用第一托辊进行挤压，使得内外两层的聚乙烯外护层在中间的网状复合层的网孔内充分融合。10.根据权利要求8所述的一种耐低温开裂保温管的制作方法，其特征在于，所述网状复合层采用浸润的方式加工，含有粘结材料。

技术总结
本发明公开了一种耐低温开裂保温管、生产系统及制作方法，涉及管材技术领域，解决了现有保温管低温易开裂的问题，提高了其抗拉强度，具体方案如下：包括从内向外依次设置的钢管、聚氨酯保温层和聚乙烯外护层，聚乙烯外护层设有内外两层，两层聚乙烯外护层之间复合有一层网状复合层，内外两层的聚乙烯外护层在中间的网状复合层的网孔内融合。间的网状复合层的网孔内融合。间的网状复合层的网孔内融合。


技术研发人员：孔伟川 吴腾 张岩 徐海金 齐治强 卓昌著 刘呈强 孟琦 孔超
受保护的技术使用者：山东东宏管业股份有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/9/12