高分子量聚乙烯鋼骨架復合管及其制作方法和復合設備的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種聚乙烯復合管，具體地說是一種高分子量聚乙烯鋼骨架復合管及其制作方法和復合設備。
【背景技術】
[0002]國內目前大量生產應用的普通聚乙烯鋼絲纏繞復合管存在較多的薄弱環節，例如:PE100級的主體材質原料抗沖擊強度、抗環境應力開裂能力以及耐疲勞性、耐低溫性能有限，為確保管材基體在各受力方向都不會開裂，必須增加管道壁厚，而且基體外部需要雙層交叉纏繞鋼絲，導致管道的制造成本較高，管道自身的柔韌性較差，無法隨地形變化彎曲鋪設，不能抗地面沉降，經常造成因接頭部位應力集中而開裂的事故。另外這類管道在制作時，由于雙層鋼絲交叉纏繞，因此必須采用內管縱向平動、雙排旋轉支架帶著鋼絲輪左右旋轉的復合纏繞方式。而一個旋轉支架上裝著幾百個鋼絲輪，體積大，負荷重，不能快速旋轉，特別是直徑800mm以上大口徑管道，更難復合，所以至今Im以上管徑的PE100鋼絲纏繞復合管仍然是個空白。為解決上述問題，申請人曾提出“超高分子量聚乙烯鋼骨架復合管材”技術，并以申報專利(專利號ZL200810013754.5)，在一定程度上解決了普通聚乙烯鋼絲纏繞復合管存在的缺陷。但通過多年應用，發現超高鋼骨架復合管存在幾個不足之處需要解決:1、超高分子量聚乙烯內管材質雖然具有諸多極其優異的性能，但做為供排水管線，大多數高性能指標發揮不出來，而材質原料價格過高，螺桿擠出速度又太慢，生產效率較低，制約了該產品的銷售推廣。2、原超高分子量聚乙烯鋼骨架復合管工藝是在內管上“冷纏”鋼絲，二者沒有復合成一體，在使用中，鋼絲移位及剝離的情況經常發生，影響使用壽命。3、鋼絲和內管、外保護層之間用熱熔膠粘合。這種粘合材料本身機械強度和粘合強度都較低，耐熱性能又差，太陽一曬就熔融了，使管材應付環境變化的能力大打折扣。4、聚乙烯輻射交聯熱縮膠帶雖然許多性能超過PE100聚乙烯，但通過應用，做為外保護層抗外力破壞能力仍顯不足，還是容易損傷、開裂，導致管材鋼絲層進水，鋼絲銹蝕，降低管材的使用壽命。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種高分子量聚乙烯鋼骨架復合管及其制作方法和復合設備，它能夠解決現有技術存在的不足。
[0004]本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現:
高分子量聚乙烯鋼骨架復合管，包括高分子量聚乙烯內管，高分子量聚乙烯內管的分子量為20萬-60萬單位，其厚度為4mm-20mm，尚分子量聚乙稀內管外壁設置尚分子量線性低密度聚乙烯粘合層，高分子量線性低密度聚乙烯粘合層內設置碳素彈簧鋼絲層，碳素彈簧鋼絲層由碳素彈簧鋼絲單層螺旋纏繞形成，碳素彈簧鋼絲的直徑為0.5mm-3mm,高分子量線性低密度聚乙烯粘合層外周設置高分子量聚乙烯片材保護層，高分子量聚乙烯片材保護層的分子量為80萬-95萬單位，高分子量聚乙烯片材保護層由經過熱拉伸處理后的高分子量聚乙烯片材螺旋纏繞并收縮后形成，纏繞后相鄰高分子量聚乙烯片材邊沿相互搭接，搭接寬度為20mm-40mm，高分子量聚乙稀片材的厚度為2寬度為200mm-800mm。所述高分子量聚乙烯片材的縱向拉伸強度大于lOOMPa。
[0005]高分子量聚乙烯鋼骨架復合管的制作方法如下:
①用高分子量聚乙烯管材生產線擠出高分子量聚乙烯內管備用；
②取直徑為0.5mm-3mm的碳素彈簧鋼絲備用；
③取高分子量聚乙烯片材進行熱拉伸處理，熱拉伸處理后的高分子量聚乙烯片材厚度為 2寬度為 200mm-800mm ；
④對步驟③中熱拉伸處理后的高分子量聚乙烯片材的一面進行表面活化處理，并在活化處理后的表面上熱覆高分子量線性低密度聚乙烯粘合材料，高分子量線性低密度聚乙烯粘合材料的厚度為0.5mm-2mm ；
⑤對步驟①得到的高分子量聚乙烯內管表面進行加熱活化處理，對步驟②所述的碳素彈簧鋼絲和步驟④熱覆粘合材料后的高分子量聚乙烯片材分別進行預熱，預熱后的溫度為160 0C -200 0C ；
⑥將步驟⑤預熱后的碳素彈簧鋼絲螺旋纏繞在步驟⑤加熱活化處理后的高分子量聚乙烯內管外表面，形成碳素彈簧鋼絲層，碳素彈簧鋼絲螺旋纏繞的同時將步驟⑤預熱后的高分子量聚乙烯片材按相同方向螺旋纏繞在碳素彈簧鋼絲層外周，相鄰高分子量聚乙烯片材相互搭接，形成高分子量聚乙烯片材保護層，纏繞碳素彈簧鋼絲和高分子量聚乙烯片材時，使用450°C -550°C的熱風對碳素彈簧鋼絲和高分子量聚乙烯片材與高分子量聚乙烯內管接觸的位置加熱，并從內、外兩側施加外力，使高分子量聚乙烯內管、碳素彈簧鋼絲層和高分子量聚乙烯片材保護層三者受熱后在外力作用下相互擠壓熔合，高分子量聚乙烯片材上熱覆的高分子量線性低密度聚乙烯粘合材料將碳素彈簧鋼絲層包裹并充滿高分子量聚乙烯片材保護層與高分子量聚乙烯內管之間的空間，形成高分子量線性低密度聚乙烯粘合層，將高分子量聚乙烯片材保護層、碳素彈簧鋼絲層和高分子量聚乙烯內管三者粘合在一起，形成復合管材。
[0006]⑦將步驟⑥得到的復合管材根據實際需要切割成具有一定長度的管道，靜置冷卻后高分子量聚乙烯片材保護層的高分子量聚乙烯片材冷卻收縮并緊密抱緊緊高分子量聚乙烯內管，即得到高分子量聚乙烯鋼骨架復合管。
[0007]步驟②中的碳素彈簧鋼絲預先進行表面鍍銅，并用鋼絲過塑機在鋼絲表面熱合一層高分子量線性低密度聚乙烯粘合材料。
[0008]高分子量聚乙烯鋼骨架復合管的管道復合設備，包括內管固定支座，內管固定支座上安裝拉桿固定器，拉桿固定器與前拉桿的一端連接，前拉桿另一端通過快速接頭與后拉桿的一端連接，后拉桿上安裝支撐筒，支撐筒外周靠近前拉桿的一端設置前驅動輪組，支撐筒外周遠離前拉桿的一端設置后驅動輪組，前驅動輪組和后驅動輪組均由多個傾斜設置的驅動輪沿支撐筒外周分布構成，前驅動輪組與后驅動輪組之間的支撐筒側面由前向后依次設置熱風加熱裝置、鋼絲輸送裝置、片材輸送裝置和壓輥，快速接頭靠近后拉桿的一側下方設置U型插口，U型插口通過伸縮桿與伸縮桿底座連接。所述支撐筒外周設置多個彈性支撐輪，彈性支撐輪能夠沿支撐筒與內管壁的相對運動方向滾動，彈性支撐輪自身具有彈性。前拉桿下方設置輸入端托架，后驅動輪組遠離前驅動輪組的一側下方設置輸出端托架。所述拉桿固定器包括螺桿，螺桿與內管固定支座螺紋配合，螺桿一端通過定位銷與前拉桿插接，螺桿另一端安裝手輪。所述支撐筒由三段組成，中段的支撐筒與壓輥位置對應，前段的支撐筒與前驅動輪組位置對應，后段的支撐筒與后驅動輪組位置對應，各段支撐筒之間的后拉桿上均設置萬向節。前驅動輪組與后驅動輪組之間的支撐筒兩側均設置壓輥。
[0009]本發明的優點在于:自身材料強度和復合粘結強度都很高；管道柔韌性好，可隨地形變化彎曲鋪設，能夠抵抗一定程度的地面沉降，不易開裂；同時柔韌性好，管道接頭應力可大幅度減少，管道最容易出現問題的接頭部位的風險顯著降低；制作時僅需單向纏繞鋼絲，內管旋轉，這樣鋼絲輪就可固定在地面上輸送，跟著內管旋轉纏繞，不需鋼絲輪繞管道旋轉，因此能夠輕而易舉地生產直徑Im以上的大直徑聚乙烯鋼骨架復合管，而且可以連續不停機生產，結構合理，工藝先進；由于管道內外材料的各項性能指標都遠遠超過普通聚乙烯管道，所以其適應惡劣環境的能力強，安全可靠性更高，使用壽命更長等。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明所述高分子量聚乙烯鋼骨架復合管的結構示意圖；
圖2是本發明所述高分子量聚乙烯鋼骨架復合管的管道復合設備的結構示意圖之一，圖中主要示意管道復合部分的結構；
圖3是本發明所述高分子量聚乙烯鋼骨架復合管的管道復合設備的結構示意圖之二，圖中主要示意連續生產時內管對接部分的結構；
圖4是圖3中A-A剖視放大結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]本發明所述的尚分子量聚乙稀鋼骨架復合管包括尚分子量聚乙稀內管1，尚分子量聚乙稀內管I的分子