[发明专利]一种采用双角度交替缠绕工艺制备煤层气管道的方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种复合材料煤气层管道的制备方法，具体涉及一种通过玻璃纤维增强环氧树脂工艺来制造具有高轴向拉伸强度的煤层气管道的方法。

背景技术

由于环氧管道具有优良的耐腐蚀性能、耐疲劳性能，具有更长的使用寿命，而且重量轻，安装成本低等优点，所以被广泛地用于石油化工、城市给排水、温泉管线等领域。

在上述领域中管道大多数都是以平铺的方式使用，但在煤气层管道项目中，由于使用环境的特殊性，需要管道竖直工作，因此需要在能满足失效压力的同时具有更好的轴向拉伸强度。现有技术生产的普通环氧管道在不大幅增加壁厚的情况下无法满足煤层气管道的轴向拉伸强度的使用要求，现有生产方法制备得到的煤层气管道，在普通环氧管道中的强度主要集中在环向方向，而无法使纤维的强度很好的体现在轴向方向。因此如果继续使用普通环氧管道来替代钢管作为煤气层管道，就必须大幅增加管道的厚度来保证其具有足够的轴向拉伸强度，但这样就会增加产品的成本，而且也会进一步影响生产效率，运输成本，安装成本，存在较大的不足。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种工艺设计合理，可操作性强，成本低，质量易控制的高拉伸强度环氧管道的制备方法。采用本发明提供的方法制备得到的环氧管道采用API标准螺纹连接，其壁厚没有大幅增加，而且具有优越的轴向拉伸强度，并成本更低，生产效率更高。

技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：

一种采用双角度交替缠绕工艺制备煤层气管道的方法，其包括以下步骤：

(a)参数设计:

根据管道承受压力要求和管道直径计算出管道的壁厚：

Ps=0.67×2txs3D]]>

其中Ps为静态压力等级、t为管道壁厚、Ss为95％的置信下限时，20年长期静水压强度、D为管道平均直径；

将缠绕角设计为小角度、大角度时，根据管道直径计算相应的缠绕沙片宽度、选择切点数、纱股数等参数；

tanα＝πD/d

其中α为缠绕角、D为管道的平均直径、d为缠绕沙片宽度；

d＝n×m×d_梳

其中d为缠绕沙片宽度，n为切点数、m为缠绕沙股数、d梳为分纱梳的梳宽；

(b)缠绕前准备，具体方法为：

准备好缠绕小车、缠绕芯模、检查加热系统；

清理胶槽中的杂物，保持导纱板、分纱梳的清洁，并按排列顺序穿好缠绕纱；

配制好胶液；

(c)缠绕步骤，具体方法为：

第一次缠绕时，首先把缠绕芯模加热至120～140℃，然后在此温度下从头到尾均匀涂刷三次脱模剂，涂完后，把缠绕芯模冷却至35～50℃，正式缠绕时再往缠绕芯模上涂一层脱模剂，

将胶液倒入胶槽中，启动缠绕设备进行缠绕，缠绕纱穿过导纱板、分纱梳后进入胶槽中浸满胶液后，在缠绕小车的带动下，缠绕纱在缠绕芯模上按小角度和大角度缠绕角交替缠绕，在缠绕芯模上进行铺层，并且在缠绕芯模的两端缠绕时，进行加厚缠绕(加厚缠绕的目的是便于后续在管道两端进行打锥，加厚缠绕可以通过增加缠绕纱在小角度方向缠绕时间来实现)。

(d)固化、脱模、制作阳螺纹具体方法为：

待缠绕结束后，通入蒸汽加温固化，分别在110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃下进行阶段分段固化；待管道固化完全后脱模，定长切割、打锥，制作API标准螺纹。

作为优选方案，以上所述的采用双角度交替缠绕工艺制备煤层气管道的方法，所述的缠绕纱为无碱无捻玻璃纤维。

作为优选方案，以上所述的采用双角度交替缠绕工艺制备煤层气管道的方法，步骤(b)中所述的胶液为酸酐体系胶液或者芳胺体系胶液。