专利名称：一种内夹金属承压层的塑料的复合管及其加工方法
技术领域：
本发明涉及一种内夹金属承压层的塑料的复合管及其加工方法，属于复合管技术领域。
背景技术：
传统的金属塑料复合管较多地采用内涂塑或衬塑和外覆塑的加工方法，该类复合管只是以金属层功能为主，在金属层上安装连接，塑料层只承担各种防护作用；而采用外覆塑料层安装连接的加工方法，又未能杜绝金属和塑料结合处的剥离渗透。采用中间夹金属层的三层以上的传统塑料复合管，较常见的加工方法为塑料内外层采用两次挤塑或一次穿透挤塑工艺、金属层采用纵向包覆焊接或搭接工艺，生产的管材未能体现金属层耐高热和高压的特点。现在很多应用的管道需要同时耐高热和高压，还要重量轻，连接可靠，能有效代替铜、金属等承压金属管，如:太阳能热水输送管(要求耐极限的高热和高压)、采暖和生产热水输送的较大规格建筑物内立管、热水集中供暖二次管网用管、代替软态铜管的空调用管、耐高压的矿用非金属管(还要求重量轻)、防撞击的明装管等等。这种管材需要一种内夹金属承压层塑料复合管的加工方法，能有效保持中间层金属管具有耐高热和高压而又显著减少重量，内层可以承担卫生、耐腐蚀等功能，外层能采用熔接等方式安全可靠地连接，金属和塑料结合处又能有效防止剥离渗透。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种塑料复合管及其加工方法，能有效保持中间层金属管的耐高温和高压而又显著减少重量，内层可以承担卫生、耐腐蚀等功能，外层能采用熔接等方式安全可靠地连接，金属和塑料结合处又能有效防止膨胀伸缩脱层分离。为了解决上述问题，本发明提供了一种内夹金属承压层的塑料复合管，其特征在于，所述的塑料复合管由从内向外复合的塑料内层管、金属承压层、塑料外覆层组成。优选地，所述的金属承压层由缠绕于塑料内层管外的金属带组成。本发明还提供了上述内夹金属承压层的塑料复合管的加工方法，其特征在于，具体步骤如下:第一步:先由塑料管挤塑生产线加工成规定尺寸的塑料内层管；第二步:塑料内层管由牵引机匀速牵引的同时，由缠绕机将金属带在塑料内层管外壁周向缠绕成型；第三步:由焊接机周向沿金属带的缠绕对接缝隙或搭接边沿焊接成金属承压层；第四步:牵引机牵引外覆有金属承压层的塑料内层管至两层金属塑料复合管挤塑生产线，两层金属塑料复合管挤塑生产线在金属承压层外塑覆一层规定尺寸的塑料外覆层，制成塑料复合管；第五步:牵引机牵引塑料复合管到切割机，切割成所需长度。
优选地，所述第二步中金属带在塑料内层管外壁缠绕的螺旋角为30° -85°。金属承压层采用金属带在塑料内层管外壁上缠绕焊接成型，利用周向缠绕焊接产生的扩散热量将金属承压层与塑料内层管外壁合适的热熔粘接在一起，金属承压层的周向焊缝还能增强塑料外覆层塑覆在金属承压层上的热覆粘接力，防止剥离渗透。塑料内层管与介质接触，塑料外覆层具有连接和防护的功能，金属承压层具有承压、耐热等重要功能。金属承压层采用金属带在塑料内层管外壁上缠绕焊接成型工艺，该加工方法是借鉴螺旋焊接钢管的原理，还由于夹在塑料内层管、塑料外覆层之间，相比同质金属螺旋焊管达到同样的承压能力，该金属承压层可以显著降低壁厚；同时，由于螺旋焊管的卷板轧制方向不是垂直焊管轴线方向(其夹角取决于焊管的螺旋角)，螺旋焊缝处合成应力只有直缝焊管主应力(径向应力)的60-85%，而且，焊缝附近存在缺陷时，由于螺旋焊缝受力较小，故其扩展的危险性也不如直焊缝大，不会引起纵向开裂的现象发生，因而螺旋焊管的抗裂性能、静压爆破强度、柔韧性和疲劳强度等优于直缝焊管，达到同样的承压能力，该金属承压层可以降低壁厚20 % 40 %。采用金属带在塑料内层管外壁上焊接成型，焊接产生的扩散热量和扩散区域是可以通过PC机控制的焊接速度与挤出同步，可以在不破坏塑料内层管性能的前提下，将金属承压层与塑料内层管外壁合适的热熔粘接在一起。采用周向缠绕焊接对塑料内层管在焊缝处的影响，与螺旋焊接钢管的功能相似，比直缝焊接的要显著减少。周向缠绕焊接的焊缝还增强塑料外覆层塑覆在金属承压层上的热覆粘接力，而且，该热覆粘接力成周向环绕，更大地增强塑料外覆层与金属承压层间的结合力。该加工方法可以使金属承压层与塑料内层管外壁热熔粘接，与塑料外覆层热覆粘接，而且产生周向环绕的焊缝，可以防止正常使用产生的径向和轴向剥离形成介质渗透。金属承压层的缠绕焊接成型工艺可以在达到同样的承压能力下，降低壁厚20% 40%，同时重量更轻；金属承压层与塑料内层管外壁热熔粘接，与塑料外覆层热覆粘接，而且产生周向环绕的焊缝，防止正常使用产生的径向和轴向剥离形成介质渗透；可以实现管型规整、焊缝均匀分布，控制管口椭圆度；与直缝焊接成型相比，可以简化焊接设备和模具，缩短生产线长度，降低对生产场所的要求。
图1为本发明提供的内夹金属承压层的塑料复合管的示意图；图2为本发明提供的塑料复合管加工方法的流程图。
具体实施例方式为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例如图2所示，为本发明提供的塑料复合管加工方法的流程图，具体步骤如下:第一步:先由塑料管挤塑生产线5加工成规定尺寸的塑料内层管2 ；第二步:塑料内层管2由牵引机10匀速牵引的同时，由缠绕机6以螺旋角30° -85°将金属带7在塑料内层管2外壁周向缠绕成型；第三步:由焊接机8周向沿金属带7的缠绕对接缝隙或搭接边沿焊接成金属承压层4;第四步:牵引机10牵引外覆有金属承压层4的塑料内层管2至两层金属塑料复合管挤塑生产线9，两层金属塑料复合管挤塑生产线9在金属承压层4外塑覆一层规定尺寸的塑料外覆层3，制成塑料复合管I ;第五步:牵引机10牵引塑料复合管I到切割机11，切割成所需长度。上述加工方法制得的塑料复合管I如图1所示，所述的塑料复合管I由从内向外复合的塑料内层管2、金属承压层4、塑料外覆层3组成。所述的金属承压层4由缠绕于塑料内层管2外的金属带组成。塑料内层管2和塑料外覆层3采用聚丙烯PP-R、耐热聚乙烯PE-RT等热塑性塑料，实现内层卫生耐腐蚀，塑料外覆层3采用熔接方式安全可靠地连接；中间的金属承压层4采用铜和不锈钢等金属带。塑料内层管2和塑料外覆层3采用挤塑成型，金属承压层4采用缠绕式焊接，在挤塑成型的塑料内层管2上缠绕金属带7并焊接形成金属承压层4，再塑覆塑料外覆层3。采用本实施例提供的方法制得塑料复合管1，以dn25X2.8(内夹0.4mm不锈钢缠绕管，缠绕角度为60° )为例，外径β 25mm，壁厚2.8mm，重量为0.385kg/m，使用95°C介质保压22小时的试验条件，承压6.7MPa无破裂、无渗漏，与β 25.4X0.8不锈钢焊接管的承压能力相当，而重量只有纯不锈钢管多25.4X0.8重量0.490kg/m的78.6%。
权利要求
1.一种内夹金属承压层的塑料复合管，其特征在于，所述的塑料复合管(I)由从内向外复合的塑料内层管(2)、金属承压层(4)、塑料外覆层(3)组成。
2.如权利要求1所述的内夹金属承压层的塑料复合管，其特征在于，所述的金属承压层(4)由缠绕于塑料内层管(2)外的金属带组成。
3.权利要求2所述的一种内夹金属承压层的塑料复合管的加工方法，其特征在于，具体步骤如下: 第一步:先由塑料管挤塑生产线(5)加工成规定尺寸的塑料内层管(2); 第二步:塑料内层管⑵由牵引机(10)匀速牵引的同时，由缠绕机(6)将金属带(7)在塑料内层管(2)外壁周向缠绕成型； 第三步:由焊接机(8)周向沿金属带(7)的缠绕对接缝隙或搭接边沿焊接成金属承压层⑷； 第四步:牵引机(10)牵引外覆有金属承压层(4)的塑料内层管(2)至两层金属塑料复合管挤塑生产线(9)，两层金属塑料复合管挤塑生产线(9)在金属承压层(4)外塑覆一层规定尺寸的塑料外覆层(3)，制成塑料复合管(I)； 第五步:牵引机(10)牵引塑料复合管⑴到切割机(11)，切割成所需长度。
4.权利要求3所述的一种内夹金属承压层的塑料复合管的加工方法，其特征在于，所述第二步中金属带(7)在塑料内层管(2)外壁缠绕的螺旋角为30° 85°。
全文摘要
本发明公开了一种内夹金属承压层的塑料复合管及其加工方法。所述的塑料复合管由从内向外复合的塑料内层管、金属承压层、塑料外覆层组成。加工方法为由塑料管挤塑生产线加工成规定尺寸的塑料内层管；由缠绕机将金属带在塑料内层管外壁周向缠绕成型；由焊接机周向沿金属带的缠绕对接缝隙或搭接边沿焊接成金属承压层；牵引机牵引外覆有金属承压层的塑料内层管至两层金属塑料复合管挤塑生产线，在金属承压层外塑覆一层规定尺寸的塑料外覆层，制成塑料复合管；切割成所需长度即可。塑料内层管与介质接触，塑料外覆层具有连接和防护的功能，金属承压层具有承压、耐热等重要功能。
文档编号F16L9/16GK103195989SQ20131011963
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月8日 优先权日2013年4月8日
发明者郑巍, 朱利平, 郑宇 , 阮成福, 项宁 申请人:上海天力实业(集团)有限公司