一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種管材，具體涉及一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管。
【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂管因其優(yōu)異的防腐蝕性能，可設(shè)計(jì)性，已廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)防腐蝕領(lǐng)域。一般連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂管通常采用55°單一角度纏繞，這個(gè)纏繞角度使管道的環(huán)向與軸向應(yīng)力之比恰為2:1，可以滿足管道在地面鋪設(shè)的強(qiáng)度要求，但在一些特殊工況條件下則無法達(dá)到使用要求，限制了管道的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是在管道需要承受高強(qiáng)度內(nèi)壓的同時(shí)還要提供一定的軸向應(yīng)力強(qiáng)度的情況，比如管道的垂直運(yùn)行領(lǐng)域，水平擠壓領(lǐng)域。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的管道軸向與環(huán)向強(qiáng)度欠佳的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種能夠有效的平衡并加強(qiáng)管道承受內(nèi)壓、具有較強(qiáng)軸向拉伸強(qiáng)度的具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管。
[0004]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，所述復(fù)合管管壁為層狀結(jié)構(gòu)，包括熱固性樹脂層與纖維層，所述纖維層包括第一纖維層與第二纖維層，所述第一纖維層纖維纏繞角度與所述第二纖維層纖維纏繞角度不同。
[0006]其中，所述第一纖維層與第二纖維層均可為一層或多層，所述第一纖維層與第二纖維層依次交替設(shè)置，直至管壁厚度達(dá)到設(shè)計(jì)的管壁最小厚度要求。
[0007]其中，所述第一纖維層纖維為纖維紗片螺旋纏繞結(jié)構(gòu)，所述第二纖維層纖維為纖維紗片環(huán)向纏繞結(jié)構(gòu)。
[0008]其中，所述螺旋纏繞結(jié)構(gòu)由雙層纖維構(gòu)成，所述第二纖維層由單層纖維構(gòu)成。
[0009]其中，所述螺旋纏繞結(jié)構(gòu)中纖維紗片與復(fù)合管軸線方向夾角為5° -40°。
[0010]其中，螺旋纏繞結(jié)構(gòu)中纖維紗片在軸線上的纏繞距離d為纖維紗片在軸線上的寬度s的整數(shù)倍。
[0011]其中，所述環(huán)向纏繞結(jié)構(gòu)中纖維紗片與復(fù)合管軸線方向夾角為50° -85°。
[0012]其中，環(huán)向纏繞結(jié)構(gòu)中纖維紗片進(jìn)行緊密排列纏繞。
[0013]其中，熱固性樹脂為環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂或乙烯基樹脂，纖維為玻璃纖維、碳纖維或玄武巖纖維。
[0014]具體的，在生產(chǎn)加工過程中，螺旋纏繞為:由熱固性樹脂層構(gòu)成的芯軸繞自身軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，纖維紗片按照特定速度沿芯軸軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該角度較小，一般在5° -40°之間，主要提供管道軸向應(yīng)力強(qiáng)度。纖維紗片需要多次往復(fù)纏繞才能夠完整排列在芯軸表面，此時(shí)纖維紗片之間相互交叉并最終構(gòu)成了雙層的纖維結(jié)構(gòu)。
[0015]環(huán)向纏繞為芯軸繞自身軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，纖維紗片按照特定速度沿芯軸軸線方向運(yùn)動(dòng)，該角度較大，一般在60° — 90°之間，主要提供管道承受內(nèi)應(yīng)力強(qiáng)度。纖維紗片彼此之間緊密排列，不會(huì)產(chǎn)生縫隙和重疊。
[0016]完整的生產(chǎn)工藝即為螺旋纏繞與環(huán)向纏繞兩種方式均勻交替，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]本實(shí)用新型所公開一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，有效的平衡并加強(qiáng)管道承受內(nèi)壓、軸向拉伸強(qiáng)度的問題，使連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂管可廣泛應(yīng)用在對(duì)管道軸向應(yīng)力有特殊要求的領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管纖維紗片的螺旋纏繞示意圖。
[0021]圖3為本實(shí)用新型一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管纖維紗片的環(huán)向纏繞示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0023]實(shí)施例1:
[0024]如圖1所示，一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，所述復(fù)合管管壁為層狀結(jié)構(gòu)，包括熱固性樹脂層I與纖維層，所述纖維層包括第一纖維層2與第二纖維層3，所述第一纖維層2與第二纖維層3均可為雙層，依次交替設(shè)置，以使管壁厚度達(dá)到設(shè)計(jì)的管壁最小厚度要求。
[0025]如圖2所示，所述第一纖維層2的為纖維紗片螺旋纏繞結(jié)構(gòu)，所述螺旋纏繞結(jié)構(gòu)中纖維紗片5與復(fù)合管軸線方向夾角α為5°。纖維紗片在軸線上的纏繞距離d為纖維紗片在軸線上的寬度s的整數(shù)倍。如圖2所示，d=ns，η為正整數(shù)，可以看出纏繞紗片需要多次往復(fù)才能夠完整排列在芯軸表面，此時(shí)紗片之間相互交叉并最終構(gòu)成了雙層的纖維結(jié)構(gòu)。
[0026]如圖3所示，所述第二纖維層3為纖維紗片環(huán)向纏繞結(jié)構(gòu)，纖維紗片5與復(fù)合管軸線方向夾角β為50°，纖維紗片彼此之間緊密排列，不會(huì)產(chǎn)生縫隙和重疊。
[0027]其中，熱固性樹脂層的材料具體為環(huán)氧樹脂，纖維層纖維的材料具體為玻璃纖維。
[0028]具體的，在生產(chǎn)加工過程中，螺旋纏繞為:由熱固性樹脂層構(gòu)成的芯軸繞自身軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，纖維紗片按照特定速度沿芯軸軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，主要提供管道軸向應(yīng)力強(qiáng)度。纖維紗片5與復(fù)合管軸線方向夾角α為5°，纖維紗片需要多次往復(fù)纏繞才能夠完整排列在芯軸表面，此時(shí)纖維紗片之間相互交叉并最終構(gòu)成了雙層的纖維結(jié)構(gòu)。
[0029]環(huán)向纏繞為芯軸繞自身軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，纖維紗片按照特定速度沿芯軸軸線方向運(yùn)動(dòng)，主要提供管道承受內(nèi)應(yīng)力強(qiáng)度。纖維紗片5與復(fù)合管軸線方向夾角β為50°，纖維紗片彼此之間緊密排列，不會(huì)產(chǎn)生縫隙和重疊。
[0030]完整的生產(chǎn)工藝即為螺旋纏繞與環(huán)向纏繞兩種方式均勻交替，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
[0031]實(shí)施例2:
[0032]在本例中，第一纖維層2的纖維紗片螺旋纏繞結(jié)構(gòu)中，纖維紗片5與復(fù)合管軸線方向夾角α為30°。第二纖維層3纖維紗片環(huán)向纏繞結(jié)構(gòu)中，纖維紗片5與復(fù)合管軸線方向夾角β為60°，熱固性樹脂層為不飽和聚酯樹脂，纖維紗片所用纖維為碳纖維。其他與實(shí)施例I中結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。
[0033]實(shí)施例3:
[0034]在本例中，第一纖維層2的纖維紗片螺旋纏繞結(jié)構(gòu)中，纖維紗片5與復(fù)合管軸線方向夾角α為40°。第二纖維層3纖維紗片環(huán)向纏繞結(jié)構(gòu)中，纖維紗片5與復(fù)合管軸線方向夾角β為85°，熱固性樹脂層為乙烯基樹脂，纖維紗片所用纖維為玄武巖纖維。其他與實(shí)施例I中結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。
[0035]最后應(yīng)說明的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，所述復(fù)合管管壁為層狀結(jié)構(gòu)，包括熱固性樹脂層與纖維層，其特征在于:所述纖維層包括第一纖維層與第二纖維層，所述第一纖維層纖維纏繞角度與所述第二纖維層纖維纏繞角度不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，其特征在于:所述第一纖維層與第二纖維層均可為一層或多層，所述第一纖維層與第二纖維層依次交替設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，其特征在于:所述第一纖維層纖維為纖維紗片螺旋纏繞結(jié)構(gòu)，所述第二纖維層纖維為纖維紗片環(huán)向纏繞結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，其特征在于:所述螺旋纏繞結(jié)構(gòu)由雙層纖維構(gòu)成，所述第二纖維層由單層纖維構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，其特征在于:所述螺旋纏繞結(jié)構(gòu)中纖維紗片與復(fù)合管軸線方向夾角為5° -40°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，其特征在于:螺旋纏繞結(jié)構(gòu)中纖維紗片在軸線上的纏繞距離d為纖維紗片在軸線上的寬度s的整數(shù)倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，其特征在于:所述環(huán)向纏繞結(jié)構(gòu)中纖維紗片與復(fù)合管軸線方向夾角為50° -85°。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，其特征在于:環(huán)向纏繞結(jié)構(gòu)中纖維紗片進(jìn)行緊密排列纏繞。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，其特征在于:熱固性樹脂為環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂或乙烯基樹脂，纖維為玻璃纖維、碳纖維或玄武巖纖維。
【專利摘要】一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，所述復(fù)合管管壁為層狀結(jié)構(gòu)，包括熱固性樹脂層與纖維層，所述纖維層包括第一纖維層與第二纖維層，所述第一纖維層纖維纏繞角度與所述第二纖維層纖維纏繞角度不同。本實(shí)用新型所公開的一種具有雙角度纏繞結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合管，有效的平衡并加強(qiáng)管道承受內(nèi)壓，軸向拉伸強(qiáng)度，使連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂管可廣泛應(yīng)用在對(duì)管道軸向應(yīng)力有特殊要求的領(lǐng)域。
【IPC分類】F16L9-16
【公開號(hào)】CN204459508
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520121276
【發(fā)明人】孫杰, 卞海斌, 劉宏峰
【申請(qǐng)人】新疆中石油管業(yè)工程有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月2日