[发明专利]一种抗磨管道及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗磨管道，特别适用于矿浆、尾矿、选煤、发电厂粉煤灰等，固-液两相流的管道输送和较强腐蚀性介质输送。

背景技术

目前，用于输送固-液两相流介质的管道可以分为两类：一是单一材质，二是复合材质。单一材质管道有钢管和高分子管道两类，复合材质管道有钢衬高分子材质和钢衬陶瓷或硬质合金涂层管道两类。

在各类管道中，钢管是应用较为普遍的一种，但在用于输送固-液两相流介质时，使用性能远达不到设计性能，常常在新管道投入使用不到6个月就穿孔。高分子材质管道在抗磨方面性能优于纯钢管道，但它的耐压性能差。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于矿浆、尾矿、选煤、发电厂粉煤灰等固-液两相流管道输送的抗磨管道，还兼具较强抗化学腐蚀、抗溶剂、抗静电的性能，可以在≤90℃、≤2.5MPa正常工作。

本发明的另一目的是提供上述抗磨管道的制造方法。

本发明实现过程如下：

一种抗磨管道，其由以下组分混合制成，

聚乙烯  60～120份

聚四氟乙烯  0.25～0.50份

石墨  0.65～1.5份。

上述聚乙烯为高密度聚乙烯，如HDPE80或HDPE100。

上述石墨的颗粒度为800-1200目。石墨的颗粒度对抗磨管道的耐磨强度影响较大，目前市场上大部分石墨的颗粒度为500-600目，难以满足本发明抗磨要求。石墨的颗粒度太大也会造成管道空洞比较大，抗磨点少，耐磨强度不足。

上述聚四氟乙烯为颗粒度为400-1200目聚四氟乙烯粉末。

本发明是将计量的聚乙烯置于搅拌混料机内，然后，按相应的配比分别加入聚四氟乙烯和石墨，并混合均匀，然后经注塑机成型即可。

为进一步提高耐磨管道的强度，可在上述注塑成型的管道内层填充钢板骨架，制成复合材料。具体加工方法为：将冷轧钢带在冲床上冲孔、开坡口、卷板、焊接成圆筒状，将聚乙烯与聚四氟乙烯和石墨混合料经注塑机注入成型与钢板骨架复合为一体，制成钢板骨架内外包复聚乙烯复合耐磨材料的管材。

所述钢带为冷轧带，其钢带型号为：Q215、Q235或16Mn。

本发明的优点如下：

（1）本发明一步法成型，工艺简单，耐磨性好；

（2）可与钢板骨架复合制成高强度两相流抗磨管道，制成的复合管道抗蠕变性能好，持久机械强度高，是塑料机械强度的10倍。将钢骨架与聚乙烯复合后，钢骨架可有效地约束聚乙烯的蠕变，使聚乙烯本身的持久强度大大地提高。管材试验蠕变曲线呈无拐点的直线，表明强度接近钢材的性能。长期静液压强度、抗快速开裂扩展、环刚度、爆破、全真空等测试表明，管材具有卓越的综合性能；

（3）耐腐蚀。可耐多种苛刻环境下的介质腐蚀与大气腐蚀，管道表面无需防腐处理；

（4）耐温性能好：钢骨架增强PE复合管强度约4/5 是由钢骨架所承担，管材能在-40-100℃环境中使用，工艺温差时无应力变形和扭曲现象，热胀冷缩变形小；

（5）节能环保：管道内壁光滑，不易结垢，粗糙度为普通钢管的1 %，摩擦系数为0.009，是钢管的1/50～1/40，所以，管材磨擦阻力小，可降低流体的压力冲击及噪音，沿程阻力小，输送效率高，压头损失比钢管低30 %，同直径管流速比金属管增加30 %。不易结垢输送效率高，导热系数小，保温效果佳；

（6）施工方便寿命长：管材与管件是承插式电熔连接，接一个口施工仅需几分钟，安全牢固，可靠性强；室外和地埋管可稳定运行30年以上。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

按照表1给出的本发明PE-钢板骨架复合输送两相流体抗磨管道材料配方，本发明一种抗磨管道及其制造方法，包括以下步骤：

（1）首先，将聚乙烯、聚四氟乙烯和石墨计量混合均匀，此为A组份。

（2）将冷轧钢带在冲床上冲孔、开坡口、卷板、焊接，A组份经注塑机注入成形头与钢板骨架复合为一体，成型为钢板内外包复聚乙烯复合减磨材料的管材。

 

表1所述配方中也可不加入钢带，直接注塑成型成耐磨管材。

实施例2  尾矿浆输送用耐磨管道

按照实施例1配方1的比例制造的管道用于某钒矿尾矿浆的输送，经使用3年，检修时解剖观察管道内壁以及尾矿浆输送速度较高、冲刷强度较大处，磨损较轻微，结垢厚度0.52mm，结果表明管道的抗磨和抗静电性能优异。