[发明专利]柔性编织金属丝网骨架塑料复合管制造方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及城市给排水管材，特别涉及一种柔性编织金属丝网骨架塑料复合管制造方法及其装置。

背景技术

近年来市政建设改造工程有了极大的发展，为此建设部门和环保部门对城市给排水采用的管材提出了更高的要求，在给水管道的制作中目前大量采用聚乙烯PE、HDPE材料，与传统的钢管、球墨铸铁管、水泥管相比较，聚乙烯塑料管具有安全卫生、管件连接稳定可靠、抗冲击、抗开裂、抗老化、耐腐蚀等一系列优点，尤其管内壁材料的非粘附性可避免水垢的生成，光滑的管内壁降低了输送水的压力与能耗的损失。但由于材料的单一性，聚乙烯塑料管也存在着管道抗压强度不足(如10Mpa)、热变形与膨胀系数大等缺陷，由此使得其使用范围受到局限。为此，近年来国内外均采用多种工艺方法及装置制作钢塑复合管，以提高塑料管的强度与刚度，获得耐压10Mpa以下的各种压力等级的管材，使其应用领域更为广泛。

目前国内外钢塑复合管材生产的现状如下：

一、多层塑料钢丝网骨架复合塑料管

这是当前应用较为普遍的一种钢塑复合管，已制定了标准号为CJ/T189行业标准。参看图1，钢丝网骨架置于多层塑料的中间层，图中标号：11为内层塑料，12为专用热溶胶，13为缠绕钢丝网，14为专用热溶胶，15为外层塑料。这种钢塑复合管的成型工艺及生产过程如下：

挤出机挤出内层塑料管→牵引定型过程中，内层塑料管逐渐降温定型→内层塑料管外壁喷涂一层专用热溶胶→热溶胶空气表面降温后，再由钢丝编织机在其表面交叉编织钢丝网骨架→丝网表面再喷涂一层热溶胶→另一台挤出机挤出外层塑料塑料管→牵引定型。

该工艺是以内层塑料管作为金属丝网编织的钢性基体，金属丝较容易在钢性的内层塑料管外围进行钢丝网骨架编织成型，再进行后续外覆塑料工艺，其中专用热熔胶的作用是固定丝网骨架和内外层管壁塑料热熔粘结的过度界面层。

采用上述生产方法制作的复合管具有下列优点：

(1)可连续挤出成型生产，管材长度可随机定尺取割。

(2)根据复合管压力等级的要求可以调整钢丝的线径与丝网编织的密度，可方便获得各种压力等级的管材。

所具有的缺点如下：

(1)工艺繁琐，流水线需内、外管两台挤出机及两台热溶胶喷涂机以及相应的辅助装置。

(2)多层结构，尤其中间层的热溶胶与内外层塑料非同种材料，仅靠塑料管内外表面热熔胶过渡粘接，影响复合管的整体强度。

二、孔网钢带塑料复合管

孔网钢带塑料复合管是近年来国内外较流行并应用较为普遍的一种复合塑料管，其结构实际是采用冲孔钢板卷成管筒状，卷筒后采用直流脉冲氩弧焊机对管状冲孔钢板进行纵缝式螺旋状焊接而形成一个钢性管筒金属骨架。

挤出工艺采用侧进复合机头，骨架通过机头中心外层的熔融塑料层，挤出机的压力使塑料均匀分布在骨架外表并通过冲孔板的孔口进入骨架内形成复合管内壁。

具有下列优点：

(1)采用一体化设计，管材强度、刚度高。

(2)由于冲孔板加工成钢性的管筒体作为骨架，简化了包塑工艺，可采用单一挤出机直接复合成型。

所具有的缺点如下：

(1)冲孔钢板受工艺限制，一般冲孔率在20％～30％左右，因此复合管内外层塑料相互接触的面积基本上也在30％左右，由于塑料与钢的线膨胀系数相差近一个数量级，故温度的变化引起的内应剪切力直接影响复合管制品的质量。

(2)骨架采用钢板精密裁剪后冲孔切割、分段、卷筒、焊接等一系列工序，因此制作工艺繁琐，骨架制作成本高。

三、关于类似钢塑复合管之类的产品及其应用前景，自上世纪90年代初有关的厂商和研究部门已对此进行了专门的研究试验，并对其生产装置和工艺完成了多项专利申请、公开技术和文献。如专利文献《制造金属骨架增强复合塑料管材的方法及装置》阐述了网状筒形钢筋骨架的制造方法，该方法主要采用多根轴向钢筋，用至少一根周向钢筋通过螺旋型旋转缠绕，并通过焊接装置将周向和轴向钢筋交叉点焊接形成网状筒形钢筋骨架。但是该方法存在某些不足之处：

(1)抗弯强度差。

采用周向钢筋以螺纹绕转方式在多根轴向钢筋外围进行缠绕，由于塑与钢膨胀系数的较大差异会导致塑料与钢筋粘合的实际脱离，其螺旋环形状圆周钢丝周围形成内含钢丝类似阶段螺旋式的环形空腔，使此处的有效壁厚减少，并且空腔处为应力集中处，使抗弯强度降低。

(2)多次连续焊接。