一种高分子增强复合耐磨弯管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高分子增强复合耐磨弯管，属于钢铁管材领域，包括耐磨钢铁弯管本体，还包括紧固包覆于所述弯管本体外周面的一层玻纤或碳纤维增强高分子层。本实用新型专利技术克服了单一弯管由于韧性的不足带来的安全问题，该复合弯管在用于要求更高韧性高冲击的工况条件下保证弯管不会因为破裂而出现安全问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于管材领域，尤其涉及一种耐磨弯管。
技术介绍
管道运输在建筑和矿山等行业广泛应用来传输固体或含固体的浆状物体，由于所传输的介质具有很强的对管道的磨损，这要求管道需要具有高的抗耐磨能力。比如在建筑行业的泵车上配置的弯管和直管，在传输混凝土过程中，将承受混凝土对管道的磨损，在煤炭领域，传输煤炭的管道以及在矿山中传输矿石的管道等都不同程度的受到传输介质的磨损。管道通常分为直管和弯管。从失效形式来看，弯管是最容易失效的零件，寿命最短，更换周期短，需求量最大，比如泵车用弯管，是最易损部件，最短的3天就要更换一次。常用耐磨弯管有高锰钢和高铬铸铁。高锰钢是目前最主要的弯管材料，其组织为 奥氏体，这种组织韧性高，硬度低，主要适用于有高冲击载荷的工况条件，高的冲击会使工件表面的奥氏体产生加工硬化，从而提高工件表面的耐磨性，而心部仍然保留软的奥氏体组织，这样整个工件的韧性不受影响。其最后的生产工艺需要高温固溶处理(水淬)，使碳全部固溶于奥氏体中，提高其耐磨性。高铬铸铁是靠弯管本身具有的高硬度的马氏体组织来抗磨的，需要加入提高淬透性的合金元素，如Mo等贵重元素，价格高。其特点是硬度高，韧性低，适合于冲击载荷小的工况条件下使用，这种钢需要经过淬火和回火热处理，生产周期长。细晶贝氏体弯管是在普通低合金弯管基础上发展起来的一种具有低成本，综合性能好的低合金弯管。其组织不但晶粒细小、硬度高，韧性也高，综合性能好，不但适合于高耐磨条件下，而且也可用于具有一定冲击的工况。其组织为下贝氏体。此外，成本低，体现在二个方面一是不需要添加贵重合金元素(如Mo)，加入的普通合金元素Si和Mn含量都不闻(低于5%),而闻猛钢加入的Mn闻达13%,所以成本远低于闻猛钢和闻络铸铁。传统的贝氏体钢为了得到贝氏体，都要加入贵重合金元素如Mo。二是生产工艺简单，采用等温淬火，热处理温度低，不需要水或油来冷却，所以生产过程中更加环保。从弯管的使用来看，高锰钢占据大部分，因为其成本较高铬铸铁弯管低，另外,其韧性好，适用面广。而高铬铸铁弯管价格高，仅在耐磨性高的场合使用。细晶贝氏体弯管性价比高，实际工况使用条件下，耐磨性分别是高锰钢的2倍，高铬铸铁的O. 9倍。而成本既低于高锰钢，更显著低于高铬铸铁弯管。在市场上体现出了较强的竞争优势。单一材质的贝氏体弯管与其他材质的弯管相比尽管综合性能好，性价比也高，但在一些要求高耐磨高韧性工况条件下，韧性不能完全满足要求，偶尔会出现破管现象，带来了一定的安全隐患，为此专利技术了双层管。目前高耐磨高韧性工况条件下的双层弯管只有一种低碳钢与高铬铸铁双层管，SP外层用普通低碳钢，利用这种低碳钢的高塑性和高韧性，以期来弥补内层高铬铸铁韧性的不足。但是由于加工工艺的限制，这种双层管内层与外层之间并不是紧密结合在一起的，许多地方存在间隙，这会导致双层管的承载能力下降，降低外层的保护作用，从而使内层的高铬铸铁不能承受较高的冲击载荷。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种高分子增强的复合弯管，克服了单一弯管由于韧性的不足带来的安全问题，可以承受比普通低碳钢与高铬铸铁双层管承受的压力更高，该复合弯管在用于要求更高韧性高冲击的工况条件下保证弯管不会因为破裂而出现安全问题。本技术的目的通过下述技术方案来实现一种高分子增强复合耐磨弯管，包括弯管本体，还包括收缩或注塑紧固包覆于所述弯管本体外周面的一层玻纤或碳纤维增强高分子层。 作为优选方式，所述弯管本体为贝氏体钢/铁或高铬铸铁弯管。作为优选方式，所述弯管本体和玻纤或碳纤维增强高分子层之间还缠绕有一层网格层。作为进一步优选方式，所述玻纤或碳纤维增强高分子层由热收缩紧固于弯管外周面的完整高分子热缩套构成。作为进一步优选方式，所述玻纤或碳纤维增强高分子层由缠绕紧固于弯管外周面的高分子带状物构成。作为进一步优选方式，所述玻纤或碳纤维增强高分子层由注塑覆盖紧固于弯管外周面的一体高分子覆膜构成。作为优选方式，上述网格层优选高分子材料制成、玻纤材料制成或玻纤增强高分子材料制成。作为优选方式，上述高分子层、高分子材料优选尼龙、聚丙烯、聚酰亚胺、聚胺脂、高密度聚乙烯或聚氯乙烯，玻纤或碳纤维增强时，玻纤或碳纤维含量优选8-40% (质量百分比)。本技术的有益效果为了提高复合弯管整体的韧性，克服单一弯管在较高冲击工况条件下韧性不足带来的安全隐患，从而限制了其在较高冲击条件下的使用。本技术将高分子材料包覆于弯管外周，高分子外层与内层弯管紧密结合成一有机整体，形成整体的较高韧性，同时又保留了贝氏体或高铬铸铁弯管的高耐磨性，因此，本复合弯管克服了单一贝氏体弯管或高铬铸铁由于韧性的不足带来的安全问题，由于玻纤或碳纤维增强高分子与贝氏体钢/铁或高铬铸铁复合的弯管之间紧密结合，没有间隙，所以可以承受比普通低碳钢与高铬铸铁双层管承受的压力更高。该复合弯管整体保留高耐磨性时，在用于要求更高韧性高冲击的工况条件下保证泵车弯管不会因为破裂而出现安全问题。另外，本技术的复合弯管保留了贝氏体弯管的高耐磨性，又利用高分子的高塑性，在一旦贝氏体弯管破裂的意外情况下，高分子外层避免破裂的钢片散开，有效保障弯管使用过程中的安全，从而提高弯管的安全性。而中间的高分子网格，可以加强注塑的外层高分子的强度，进一步提高复合管的安全性。附图说明图I是本技术实施例I的剖视图；图2是图I的剖视图；图中，I为弯管本体，2为网格层，3为碳纤维增强高分子层。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本技术作进一步的说明。实施例I :如图1、2所示，一种高分子增强复合耐磨弯管，包括弯管本体1，还包括注塑紧固包覆于弯管本体I外周面的一层碳纤维增强高分子层3。弯管本体I为贝氏体钢/铁或高铬铸铁弯管。弯管本体I和碳纤维增强高分子层3之间还缠绕有一层网格层2。复合管及其制备方法如下碳纤维增强高分子层由注塑覆盖紧固于弯管外周面的一体增强高分子覆膜构成。A、增强高分子覆膜优选为碳纤维增强高分子材料，高分子材料可以是下列一种尼龙、聚丙烯、聚酰亚胺、聚胺脂、高密度聚乙烯或聚氯乙烯，碳纤维含量为8-40%(质量百分比)，余量为高分子材料。B、将贝氏体或高铬铸铁弯管外表面锈迹和污溃采用喷砂或喷丸的方法除去。弯管(可以是275、190. 5和180弯管，其中275型号表示的弯管一端口中心轴至另一端口端面的距离为275mm，190. 5和180同样)，下同。C、在贝氏体或高铬铸铁弯管外表面缠绕一层高分子网格。D、将贝氏体或高铬铸铁弯管(可以是275、190. 5和180弯管)放入注塑机的模具里，注塑温度为140-260°C，在弯管外表面上覆盖一层增强高分子。增强高分子材料如前所述。E、将注塑后的弯管放入70_90°C水中浸泡I小时后空冷。这样复合后的增强高分子外层强度可以达到IOOMPa以上，延伸率10%。实施例2 一种高分子增强复合耐磨弯管，包括弯管本体，还包括注塑紧固包覆于弯管本体外周面的一层玻纤增强高分子层。弯管本体为贝氏体钢/铁或高铬铸铁弯管。弯管本体和玻纤增强高分子层之间还缠绕有一层网格层。复合管及其制备方法如下玻纤增强高分子层由注塑覆盖紧固于弯管外周面的一体增强高分子覆膜构成。A、增强高分子覆膜优选为玻纤增强高分子材料，高分子材料可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分子增强复合耐磨弯管，包括弯管本体，其特征在于：还包括收缩或注塑紧固包覆于所述弯管本体外周面的一层玻纤或碳纤维增强高分子层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金海，田文帅，汪慧莲，胡伯述，唐正华，余忠友，
申请(专利权)人：江油贝得力金属新材料有限公司，
类型：实用新型
国别省市：