CN111016145A - 一种玄武岩纤维管高压管道制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玄武岩纤维管高压管道制备方法，方法步骤如下，步骤一、直接在钢模上涂上液体石蜡，调整好纱的张力，使混合树脂与玄武岩纤维在浸润槽里充分接触混合；步骤二、采用缠绕机将玄武岩纤维丝以一定的角度在钢模上自动来回缠绕；步骤三、采用内管蒸汽方式进行多段式加热；步骤四、达到规定硬度值后方可脱模；步骤五、水压检测；步骤六、抽样***压力检测；步骤七、合格产品。与现有技术相比，本办法适用于地面输送石油，额定压力为20MPa的高压管生产方法。

Description

一种玄武岩纤维管高压管道制备方法
技术领域
本发明涉及高压管道制备领域，尤其涉及一种玄武岩纤维管高压管道制备方法。
背景技术
玄武岩纤维:以天然玄武岩拉制的连续纤维。是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有金属光泽。玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化 硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。
目前市面上没有适用于地面输送石油，额定压力为20MPa的玄武岩纤维高压管。对其材料、工艺等方面均无先例。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种解决上述问题的，实现了玄武岩纤维管高压管道制备的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种玄武岩纤维管高压管道制备方法，方法步骤如下，
步骤一、直接在钢模上涂上液体石蜡，调整好纱的张力，使混合树脂与玄武岩纤维在浸润槽里充分接触混合；
步骤二、采用缠绕机将玄武岩纤维丝以一定的角度在钢模上自动来回缠绕；
步骤三、采用内管蒸汽方式进行多段式加热；
步骤四、达到规定硬度值后方可脱模；
步骤五、水压检测；
步骤六、抽样***压力检测；
步骤七、合格产品。
作为优选，步骤一中的混合树脂由环氧酸酐树脂、浸润剂、固化剂、促进剂组成，与玄武岩纤维混合比为：环氧酸酐树脂23％、玄武岩纤维75％、浸润剂1％、固化剂0.5％、促进剂0.5％。
作为优选，在树脂中添加着色剂(如颜料糊)、耐磨剂(石英粉，金刚粉等)、阻燃剂(卤化物)、抗静电剂(石墨)、抗紫外线剂中的一种或多种作为功能性辅料。
作为优选，所述树脂采用国产环氧树脂NPEL-127或BE186，玄武岩纤维型号13um-1200tex，美国沾新2100硅烷型，所述固化剂为酸酐，天气热，促进剂比例小，或者根据生产工艺要求进行略微适当增减。
作为优选，步骤一中，选择玄武岩纤维纱时，使用与环氧树脂相互匹配的浸润剂进行匹配实验，确保在生产过程中浸润剂与玄武岩纤维接触良好。
作为优选，步骤二中，武岩纤维丝的缠绕角度为49.7°，每缠绕厚度约2mm的螺旋层时就***1个厚度约0.2mm环向层，该缠绕方式能大大提高高压管道的抗压强度。
作为优选，步骤三中，多段式加热方式，在预热后采用八期阶段使加热，预热阶段温度90°加热240s，第一期温度为90°加热150s、第二期温度125°加热480s、第三期温度为150°加热540s、第四期温度为180°加热1500s，通过四期进行阶段性升温加热，能从内到外逐级提高固化强度，提高高压管的抗压能力。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本办法适用于地面输送石油，额定压力为20MPa的高压管生产方法。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步说明。
实施例1：参见图1，一种玄武岩纤维管高压管道制备方法，方法步骤如下，
步骤一、直接在钢模上涂上液体石蜡，调整好纱的张力，使混合树脂与玄武岩纤维在浸润槽里充分接触混合；高压管不像低压管，不需要做内衬，直接在钢膜上涂上液体石蜡避免钢模上沾有环氧树脂，不方便下次使用，同时避免损坏钢模；
混合树脂由环氧酸酐树脂、浸润剂、固化剂、促进剂组成，与玄武岩纤维混合比为：环氧酸酐树脂23％、玄武岩纤维75％、浸润剂1％、固化剂0.5％、促进剂0.5％。高压管道在输送不同的介质、不同的温度时或受外界环境影响时，会造成上述各比例略有不同程度的增减。
其中具体材料型号:
管道采用DN100(双阳)；所述树脂采用国产环氧树脂NPEL-127或BE186，玄武岩纤维型号13um-1200tex，美国沾新2100硅烷型，酸酐固化剂，天气热，促进剂(叔胺酚类)比例可稍大些，天气冷，促进剂比例小，或者根据生产工艺要求进行略微适当增减。
在树脂中添加着色剂(如颜料糊)、耐磨剂(石英粉，金刚粉等)、阻燃剂(卤化物)、抗静电剂(石墨)、抗紫外线剂中的一种或多种作为功能性辅料。
玄武岩纤维纱要求：
在购买玄武纤维纱时，一定要先提出该环氧树指的型号，再与生产玄武岩纤维的厂家协调沟通，提出使用与环氧树脂相互匹配的浸润剂(做实验，不能统统使用原玻纤的浸润剂，一定要做匹配实验)，使在生产过程中浸润剂与玄武岩纤维接触良好，从而使力学性能指标达到最佳状态。。
通过实验对生产石油高压管道所需玄武岩纤维质量指标进行要求：
Figure BDA0002278722990000041
步骤二、采用缠绕机将玄武岩纤维丝以一定的角度在钢模上自动来回缠绕；为确保缠绕工艺满足生产石油高压管道所需，武岩纤维采用集束型纤维，采用PLC缠绕机自动缠绕，武岩纤维丝的缠绕角度为49.7°，每缠绕厚度约2mm的螺旋层时就***1个厚度约0.2mm环向层；
Figure BDA0002278722990000051
步骤三、采用内管蒸汽方式进行多段式加热；外加热方式对树脂与纤维的结合不是很好。
多段式加热方式，在预热后采用八期阶段使加热，预热阶段温度90°加热240s，第一期温度为90°加热150s、第二期温度125°加热480s、第三期温度为150°加热540s、第四期温度为180°加热1500s。使其正负温度不能超过设定的温度值。如下：
Figure BDA0002278722990000052
步骤四、达到规定硬度值后方可脱模；脱模时的必须用仪器测定管道巴氏硬度，达到规定硬度值后方可脱模。不能提前也不能延后脱模，不然都会造成高压管道的力学性能下降。
步骤五、水压检测；
当管道脱模后，做好双阳接头，用水压自动***用高于额定压力1.5倍进行不间断升压，直到升至30MPa，保压5min后，压力没有下降，方算合格。
步骤六、抽样***压力检测；
当100根管道中任意抽取1根进行打压，如抽中的管道中实行***压力时没有问题，我们认为这批管道在压力方面是没有问题的。如果第一次管道出现问题，我们会在这批管道中再抽取做实验，如果两根中其中一根***压力有问题时，我们认为此批管道没有达到额定压力，如果两根管道***都没问题，我们认为此批管道在压力方面没有任何问题。这是一个很重要的指标；
步骤七、合格产品。
以上对本发明所提供的一种一种玄武岩纤维管高压管道制备方法进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种玄武岩纤维管高压管道制备方法，其特征在于：方法步骤如下，
步骤一、直接在钢模上涂上液体石蜡，调整好纱的张力，使混合树脂与玄武岩纤维在浸润槽里充分接触混合；
步骤二、采用缠绕机将玄武岩纤维丝以一定的角度在钢模上自动来回缠绕；
步骤三、采用内管蒸汽方式进行多段式加热；
步骤四、达到规定硬度值后方可脱模；
步骤五、水压检测；
步骤六、抽样***压力检测；
步骤七、合格产品。
2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维管高压管道制备方法，其特征在于：步骤一中的混合树脂由环氧酸酐树脂、浸润剂、固化剂、促进剂组成，与玄武岩纤维混合比为：环氧酸酐树脂23％、玄武岩纤维75％、浸润剂1％、固化剂0.5％、促进剂0.5％。
3.根据权利要求2所述的一种玄武岩纤维管高压管道制备方法，其特征在于：在树脂中添加着色剂、耐磨剂、阻燃剂、抗静电剂、抗紫外线剂中的一种或多种作为功能性辅料。
4.根据权利要求2所述的一种玄武岩纤维管高压管道制备方法，其特征在于：所述树脂采用国产环氧树脂NPEL-127或BE186，玄武岩纤维型号13um-1200tex，美国沾新2100硅烷型。
5.根据权利要求2所述的一种玄武岩纤维管高压管道制备方法，其特征在于：所述固化剂为酸酐。
6.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维管高压管道制备方法，其特征在于：步骤一中，选择玄武岩纤维纱时，使用与环氧树脂相互匹配的浸润剂进行匹配实验，确保在生产过程中浸润剂与玄武岩纤维接触良好。
7.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维管高压管道制备方法，其特征在于：步骤二中，武岩纤维丝的缠绕角度为49.7°，每缠绕厚度约2mm的螺旋层时就***1个厚度约0.2mm环向层。
8.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维管高压管道制备方法，其特征在于：步骤三中，多段式加热方式，在预热后采用八期阶段使加热，预热阶段温度90°加热240s，第一期温度为90°加热150s、第二期温度125°加热480s、第三期温度为150°加热540s、第四期温度为180°加热1500s。
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