[发明专利]弹性体加衬的耐磨管道和制备方法

说明书

本发明总体上涉及弹性体管道衬里。更具体地，本发明涉及用弹性体 管道衬里对管道进行加衬的方法，所述弹性体管道衬里的外径大于管道的 内径。

混凝土泵一般用于建设项目。混凝土搅拌车通常将混凝土运输到混凝 土泵所在位置。将混凝土输送到混凝土泵的料斗中，并且通过管道系统泵 送到其最终位置。管道系统由许多使用每个管上的工业标准法兰连接在一 起的独立的管组成。

混凝土泵送发生在高压下。例如，约1,250psi的操作压力是典型的。 此外，由于以重量计，混凝土典型为0.75％至1.00％的水和99％的岩石、 石块、砂、水泥和飞尘，所以混凝土本身是非常具有磨损性且破坏性的物 质。这导致管道内部的环境粗糙。在混凝土的流动非常湍流的泵送车的管 接触面(deck pipe)中产生尤其粗糙的环境。

目前，将普通的钢管或经处理使内表面硬化的钢管用于泵送混凝土。 普通的钢管具有约15,000立方码混凝土的使用寿命，而经硬化的管具有约 35,000立方码混凝土的使用寿命。

弹性体材料，比如聚氨酯由于耐磨性已被使用。例如，由聚氨酯制成 的管道已被用于泥浆以及用于砾石、煤和砂的气动输送。然而，弹性体材 料是非常挠性的并且具有非常低的耐压能力。对于大部分制剂，弹性体管 道在约40psi开始膨胀，从而产生非常危险的情况。

弹性体材料已被用作管道中的耐磨性涂层。例如，已经提出用弹性体 衬里保护管道的内部。管壁支撑弹性体材料，从而允许弹性体材料被用于 更高压力的环境中。然而，这些弹性体衬里的管道对于输送粗糙的磨损性 物质是不可行的，并且需要改进的管道。

概述

用固化的形状记忆保持弹性体衬里对管道进行加衬。管道的内表面与 弹性体衬里的外表面接触。当衬里不处于张力下时，弹性体衬里的外径大 于管道的内径。通过将衬里拉长使得衬里的外径小于管道的内径，从而将 衬里插入管道中。当对衬里的张力减小时，衬里的外径增加，并且衬里的 扩张压力使衬里保持在管道中。

附图说明

图1是本发明的加衬的管道的侧视图，其中将一部分拆去以暴露横截 面。

图2是在图1的线A-A处截取的加衬的管道的截面视图。

图3是在图2的线B-B处截取的加衬的管道的截面视图。

图4a和4b是管道的截面视图。

图5a和5b是固化的弹性体衬里的截面视图。

图6是张力调整框架(tensioning frame)的侧视图。

图7是位于张力调节框架上的衬里和管道的侧视图。

图8是衬里和张紧器插头(tensioner plug)的截面视图。

图9a是当没有对衬里施加张力时，与张紧器插头连接的衬里的截面视 图。

图9b是当对衬里施加张力时，与张紧器插头连接的衬里的截面视图。

图10是滑到在张力调整框架上的拉长衬里上的管道的侧视图。

图11是具有斜边衬里的管道的端部的截面视图。

图12是具有以斜搭接接头与衬里相接的硬化插入物的管道的端部的 截面视图。

图13a和13b是粘合剂涂布器的侧视图和端视图。

具体实施方式

现有技术中，已经用弹性体材料对管道进行加衬。在一种方法中，将 聚氨酯衬里离心地浇铸在管道中。然而，随着聚氨酯树脂固化，其经历固 化收缩并且从其预固化的尺寸收缩几个百分比。例如，原位固化的长3m、 直径125mm的聚氨酯衬里长度将收缩约63.5mm而直径将收缩约2.5 mm。这种衬里对于具有低剪切应力(sheer stress)的流体泥浆是可接受的， 但是对于输送磨损性物质是不可行的，因为已经在钢与聚氨酯的粘合处经 受张力的衬里，将容易地被滑动通过管道的磨损性物质(例如混凝土)的剪 切应力撕掉。