[实用新型]全塑立筋增强缠绕波纹管材

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种管材，尤其涉及一种全塑立筋增强缠绕波纹管材。 

背景技术

在市政排污管道建设中，为减少污水渗漏，保护地下水源和土壤不受污染，大量的推广使用大口径塑料排水管。埋地自流式排水管道一般承受内压小，主要需提高抗土壤外挤压力。这就需要一方面提高管材的环刚度，另一方面通过增强管材与土壤的结合面积、加强回填土的密实度来完善管土的共同作用，以提高管材抗压性。目前市场上的钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管、聚乙烯塑钢缠绕排水管、双平壁塑钢排水管、硬聚氯乙烯(PVC-U)塑钢复合缠绕管等等都是通过复合钢带的方式增强管材的环刚度。但钢塑复合的技术还有待完善，钢材的耐腐蚀性差等问题，使钢塑复合管在用于输送腐蚀性的污水时仍存在一定的质量安全隐患。 

大口径的纯塑料管目前主要有聚乙烯或硬聚氯乙烯双壁波纹管、硬聚氯乙烯加筋管、增强聚丙烯(FRPP)模压管、聚乙烯缠绕结构壁管材A型、聚乙烯缠绕结构壁管材B型。各种管材管壁的轴向局部剖面图结构分别如图1a、图1b、图1c、图1d和图1e。 

双壁波纹管的制造方法是由塑料挤出机在熔融状态下连续挤出内外两层同心管，在内外管刚挤出还未冷却时，外管在上下或左右履带式模块的牵引和真空吸附下，形成连续的中空波形加强筋，并将该中空波形的“波谷”部位和内壁的管壁在半熔融状态下压接在一起，冷却后形成管体。该管材外壁中空波形加强筋所形成的管材结构厚度可以达到管材直径的8％，有较高的管壁惯性矩，所以能经济有效的提高管材的环刚度；同事外壁的波纹型也增加了管材外表面积，有利于实现管土共同作用。但是，如在生产过程中因材料 粘接性差或温度控制上的问题没有使内外层有效熔接(见图1a)，在施工回填后极易在土壤的挤压下造成内外层分层甚至垮塌。同时其制造设备价格昂贵，市场发展空间受限。 

硬聚氯乙烯加筋管和增强聚丙烯(FRPP)模压管的管壁轴向剖面结构基本相同，分别如图1b、1c，由于没有形成中空的加强筋结构，在环刚度相同时其经济性较同材质的波纹管差。 

聚乙烯缠绕结构壁管A型的管壁轴向剖面结构如图1d，其制造方法是先由第一挤出机挤出断面为矩形的管坯，经真空水冷定型成为矩形管2，然后使该矩形管连续有规律的并排螺旋缠绕在和成型管材直径对应的圆形成型滚筒上，成型滚筒上装有多条受链条驱动旋转的小辊轴。与此同时，再由第二挤出机不断的向并排螺旋缠绕矩形管的相邻侧面间隙中挤出熔融的塑料熔胶3，相邻的矩形管在侧向压力下，由熔胶相互熔接在一起，并随着旋转小辊轴转动产生轴向力的推动下不断旋出，形成连续中空壁管材。该管材管壁的结构厚度决定于第一挤出机所形成的矩形管的高度，由于矩形管是在冷却后再缠绕的，矩形管高度越大，则缠绕越困难，一般矩形高度只能在成型管材直径的6％左右，管壁惯性矩较同材质和同重量波纹管差，所以在环刚度相同时经济性也较同材质的波纹管差，同时其外壁为平面不利于形成管土共同作用。但该种管材结构稳定、设备简单、生产易于控制。 

聚乙烯缠绕结构壁管材B型的管壁轴向剖面结构如图1e，其制造设备和制造过程复杂，同时由于其加强筋是由聚丙烯波纹管4外复合聚乙烯组成，在熔融状态下熔接在管壁上，造成管材结构壁惯性小，所以尤其是大口径管材在达到同等要求的环刚度时，比其他缠绕结构壁管材经济性差。 

目前市场上有一种螺旋缠绕波纹管的管壁轴向剖面结构如图2a，其制造方法是先有第一挤出机挤出熔融条形塑料片材5，然后使该片材连续有规律的并排螺旋缠绕在装有多只主动旋转小滚轴的圆形成型滚筒上，同时由另一挤出机挤出相应梯形管状加强筋6，经水冷真空定型。以同样螺旋缠绕方式跨压于管壁上各条塑料片材相邻边缘的搭接缝部位，梯形管状加强筋底面经适当加热，同时由于塑料片材处于半熔融状态，在梯形方管上的压轮的碾压下，梯形管和两层相互搭接的条状片材融合在一起。该管材外壁波纹型有利于管土共同作用。但由于其加强筋和聚乙烯缠绕结构壁管材B型类似，也是冷却定型后缠绕，其结构高度不能太大，所以其管壁惯性矩较同材质和同重量的波纹管小，但较聚乙烯缠绕结构管材A型稍好。最大问题在于其加强筋和管壁的粘接很难控制，如条状塑料片材温度过低，则粘接差；如温度过高，条形塑料片材则会从成型滚筒上下坠而难以控制成型。而且即使完成粘接，条形塑料片材的温度一定低于聚乙烯额缠绕结构壁管材A型的融胶，所以加强筋的侧面始终留有缝隙7，造成应力集中，在环境温度交替变化时熔接面会由缝隙逐步开裂，易造成管壁和加强筋分离而垮塌。