本发明专利技术涉及一种便于对接连接的纤维增强柔性复合管，属于纤维增强热塑性管道领域。其技术方案：内衬层外设置增强层，增强层包含至少2层绕线层，绕线层由绕线螺旋缠绕而成，相邻绕线层缠绕方向相反；所述绕线包括内芯和纤维束，内芯为弹性材料；内芯为实心结构，或者为中空管状结构；纤维束单向螺旋缠绕到内芯上；内芯表面或者内部设置沿内芯轴向布置的纤维，或者内芯表面和内部同时设置沿内芯轴向布置的纤维。本实用新型专利技术解决了现有纤维缠绕造成内层受力大、外层受力小的问题，可用于大口径、高压力柔性复合管道；本实用新型专利技术能够增加单层绕带厚度，降低绕带层数，能够极大提高RTP管对接连接效率。接效率。接效率。
【技术实现步骤摘要】
一种便于对接连接的纤维增强柔性复合管
[0001]本技术涉及一种便于对接连接的纤维增强柔性复合管，属于管输领域，尤其涉及纤维增强热塑性管道领域。
技术介绍
[0002]增强柔性复合管（Reinforced Thermoplastic Pipes，简称RTP管），是一种高压塑料复合管道，具有良好的柔韧性、抗腐蚀性、耐高压、耐冲击、耐磨损、重量轻、容易连接、可盘绕、长距离无接头快速铺设等特点，可以很好地克服钢管的腐蚀问题以及塑料管道的耐压问题，可应用在石油、天然气开采，高压长距离输送天然气以及各种需要较高压力输送介质的管线领域。
[0003]RTP产品通常由三层构成，内、外层为PE80、PE100以上材料，外层根据需要可选白色（地表铺设防紫外线）或黑色（埋地铺设）；中间层为增强材料复合而成的增强带，增强材料可以为芳纶纤维、聚酯纤维或玻璃纤维等高强纤维。
[0004]现有的技术方案将各类纤维作为增强层以提高管道承压能力，已经具有较多成熟产品。SYT 6662.2
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2012《石油天然气工业用非金属复合管 第2部分：柔性复合高压输送管》所述，目前通用柔性复合管道最大内径150mm，公称压力6.4MPa/2.5MPa；内径90mm以下柔性复合管道公称压力最高达到12MPa。部分企业能够加工口径超过1m的柔性复合管道，但是承压能力较低，主要用于低压输水。
[0005]21世纪以来，管输行业大力推进“以塑代钢”战略发展方案，柔性复合管道以其优异的性能被列为重点发展方向，并向着高压力、大口径发展。油气输送领域，管道压力高，同时对大口径有着明确需求。目前长输管道主要采用钢制管道，最大口径达到1216mm，公称压力超过10MPa；现有柔性复合管压力和口径远远达不到同类钢制管道标准。
[0006]单纯增加增强层缠绕层数、厚度的方式，难以有效提高管道承压能力，不满足油气输送管道高压力、大口径的需要。主要在于：各类纤维强度高但韧性差，缠绕预紧力难以精确调节，必然造成内层纤维受力大，外层纤维受力小。柔性复合管道高压承载，通常内层纤维优先破坏，然后管道强度整体不足导致失效。
[0007]专利CN021107151712公布了大口径高压纤维增强柔性复合管连接方法。其技术方案：将内衬层熔接，然后将增强层按照各层的旋向交叠缠绕，最后在接头外侧设置保护层。该方案能够避免金属接头造成增强层应力集中的问题，同时解决了熔接接头强度不足的问题；将大口径高压纤维增强柔性复合管有效、高强度连接，满足油气管输及其他应用场合的需要。
[0008]但是，现有技术中RTP管增强层单层厚度小，需要多次反复缠绕才能达到强度要求。该类型的管道对接连接需要处理数十层、上百层绕带（线）的连接问题，施工效率低下。
[0009]基于上述背景，研制新型耐高压的纤维增强柔性复合管，满足大口径、高压力需求；增加单层绕带厚度，降低绕带层数，能够极大提高RTP管对接连接效率。
技术实现思路
[0010]本技术的目的：为了克服现有纤维增强柔性复合管承压能力低，难以加工成大口径、高压力管道；从根本上解决柔性复合管道多层纤维受力不均匀的问题，以此提升纤维增强柔性复合管承压能力；增加单层绕带厚度，降低绕带层数，提高RTP管对接连接效率。
[0011]为达到上述目的，本技术采取的技术方案如下。
[0012]一种便于对接连接的纤维增强柔性复合管，包括内衬层、增强层，其特征在于：内衬层外设置增强层，增强层包含至少2层绕线层，绕线层由绕线螺旋缠绕而成，相邻绕线层缠绕方向相反；所述绕线包括内芯和纤维束，内芯为弹性材料；纤维束单向螺旋缠绕到内芯上；
[0013]增强层绕线缠绕方向与管道轴线夹角，从增强层的内层向外层该夹角逐渐降低，或者逐渐增加，或者不变；
[0014]增强层的相邻层之间纤维束与内芯的缠绕方向相反，或者增强层的同一层内采用纤维束与内芯缠绕方向相反的绕线并排布置。
[0015]内芯为实心结构，或者为中空管状结构。
[0016]内芯表面或者内部设置沿内芯轴向布置的纤维，或者内芯表面和内部同时设置沿内芯轴向布置的纤维。
[0017]纤维束缠绕方向与内芯轴线夹角范围为22
°
~88
°
，从增强层的内层向外层该夹角逐渐降低，或者逐渐增加，或者不变。
[0018]纤维束捻度从增强层的内层向外层逐渐降低，或者逐渐增加，或者不变。
[0019]增强层的单一绕线层中，至少2根绕线并排组成绕带。
[0020]增强层外侧设置保护层。
[0021]纤维束与内芯体积比值范围为0.2:1~1.2:1。
[0022]所述绕线中，纤维束与内芯体积比值，从增强层的内层向外层逐渐增加，或者逐渐降低，或者不变。绕线缠绕方向与管道轴线夹角范围为40
°
~85
°
。
[0023]本技术具有的有益效果是：（1）本技术所述绕线及其使用方法，对缠绕预紧力不敏感，避免纤维缠绕预紧力变化对管道承压能力的影响，便于纤维增强柔性复合管道加工；（2）本技术通过多种途径调整所述绕线的结构特征，能够满足多层绕线同等受力的需求，从根本上解决了现有纤维缠绕造成内层受力大、外层受力小的问题；（3）通过本技术所述技术方案，能够将所述绕线加工成大口径、高压力柔性复合管道，满足油气管输及其他应用场合的需要；（4）本技术能够增加单层绕带厚度，降低绕带层数，能够极大提高RTP管对接连接效率。
附图说明
[0024]图1为绕线交错缠绕示意图。
[0025]图2为图1的局部放大视图。
[0026]图3为本技术所述管道结构简图。
[0027]图4为本技术所述管道壁厚截面图。
[0028]图5为本技术所述绕线结构简图。
[0029]图6为本技术所述绕线的横截面示意图。
[0030]图中：1.内衬层；2.增强层；3.保护层；4.绕线；41.内芯；42.纵向纤维；43.纤维束。
具体实施方式
[0031]本技术不受下述实施实例的限制，可以根据本技术的技术方案和实际情况来确定具体的实施方式。上、下、左、右、前、后、内、外等位置关系是依据说明书附图1和图4的布局方向来确定的。
[0032]内芯41包含可挤压变形的柔性材料，内芯41为线状物体；内芯41为弹性材料；内芯41为实心结构，或者为中空管状结构；纤维束43包含至少1根有机柔性纤维或无机柔性纤维，纤维束43单向螺旋缠绕到内芯41上。内芯41挤压变形，其外侧单向缠绕的纤维束43在一定程度上松弛，以便将管道内压力传递到外层绕线4。绕线4的纤维束43正反两种缠绕方式，以便根据不同需要进行配合使用，最终降低多层纤维束43之间的切应力，并且使得各层绕线4受力更加均衡。
[0033]增强层2绕线4缠绕方向与管道轴线夹角范围为40
°
~85
°
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种便于对接连接的纤维增强柔性复合管，包括内衬层、增强层，其特征在于：内衬层外设置增强层，增强层包含至少2层绕线层，绕线层由绕线螺旋缠绕而成，相邻绕线层缠绕方向相反；所述绕线包括内芯和纤维束，内芯为弹性材料；纤维束单向螺旋缠绕到内芯上；增强层绕线缠绕方向与管道轴线夹角，从增强层的内层向外层该夹角逐渐降低，或者逐渐增加，或者不变；增强层的相邻层之间纤维束与内芯的缠绕方向相反，或者增强层的同一层内采用纤维束与内芯缠绕方向相反的绕线并排布置。2.根据权利要求1所述一种便于对接连接的纤维增强柔性复合管，其特征在于：内芯为实心结构，或者为中空管状结构。3.根据权利要求1所述一种便于对接连接的纤维增强柔性复合管，其特征在于：内芯表面或者内部设置沿内芯轴向布置的纤维，或者内芯表面和内部同时设置沿内芯轴向布置的纤维。4.根据权利要求1所述一种便于对接连接的纤维增强柔性复合管，其特征在于：纤维束缠绕方向与内芯轴线夹角范围为22
°
~88
°
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【专利技术属性】
技术研发人员：何虹钢，罗绍恒，张涵，苟正波，
申请(专利权)人：宜宾学院，
类型：新型
国别省市：
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