管道修复用内衬管的制作方法

文档序号:3809417阅读:1252来源:国知局

专利名称::管道修复用内衬管的制作方法
技术领域
:本实用新型涉及一种管道修复用内衬材料技术,具体为一种城市地下受损管道非开挖修复技术使用的内衬管。
背景技术
:城市埋地或地下各种管道经常有坏损情况发生。修复这种受损管道的常规方法就是挖开路面,修复或更换受损管道,然后再填补路面。这种修复方法施工工序多,工期长,成本高,破坏路面,阻塞交通,浪费资源。非开挖翻衬技术是一种修复城市埋地受损管道的新技术。该技术不需要全面开挖路面,避免了交通受阻,环境破坏、浪费资源等常规方法修复埋地受损管道施工所固有的问题。所述的非开挖翻衬技术(参见图6)是指先把灌浸有树脂粘结剂的内衬管(一般采用管状机织物复合材料)1的一端(固定端)A反翻固定在地面的局部开挖处,然后采用气压或水压方法推动内衬管l的另一端(移动端)B的不断翻衬,使其以"翻转头"的方式向前移动推进,贴附在受损管道2内壁,最后使内衬管1以"管中管"的形式衬于受损管道2的内部,实现对受损管道2的修复。内衬管1就是一种地下受损管道2非开挖修复技术的专用工程材料。内衬管1包括基布或基布层11和其上的涂覆层12。内衬管1衬于受损管道2后,其上的涂覆层12与受损管道2内的介质直接接触,并对介质有防渗透和密封作用;其基布11与受损管道2的内壁贴附,形成的"管中管"结构(参见图5(a);其平面展开结构如图5(b)所示),具有与管壁粘结牢固,强度与刚度高,耐腐蚀性良好等特点,可使管道的使用寿命增加3050年。所述的管道修复用内衬管已有专利文献报道。内衬管1一般采用管状非织造布复合材料。这种管状非织造布复合材料制作时,先以非织造布为骨架,均匀涂覆树脂,制备成平面状的非织造布复合材料,然后把该非织造布复合材料的宽度方向搭接在一起,制成管状非织造布复合材料。所述的搭接有两种方式一是缝合方法(例如日本专利JP5833098号、美国专利5885674号、美国专利2008/0173396Al号文献所报道);二是热压粘合方法(例如中国专利99216840.6号文献所报道)。所述缝合方法制备的管状非织造布复合材料,为防止渗漏,其接缝处101采用搭接缝合,致使该处的厚度是其他部分的2倍,尽管接缝处101的强度尚可(实际上接缝处的缝合线承受集中应力,在翻衬时容易断裂),但是由于缝合时缝纫针不仅要剌穿柔软的非织造布基布ll,而且还要剌穿较硬的涂覆(树脂)层12,致使缝合比较困难,缝合效率不高,同时接缝处101会产生许多缝纫针眼102。这些针眼102,特别是翻衬施工时,会受拉变形和扩大,留有渗漏的隐患(参见图2)而影响密封,也一般达不到复合材料抗透气、抗透水性及翻衬时力学性能的要求。所述热压粘合方法制备的管状非织造布复合材料,其粘合连接处103的厚度不仅是双层的基布ll,还有双层的涂覆层12,热压后,其厚度也远厚于其他部分(参见图3),并且这种方法是利用搭接界面的涂覆层12的热熔粘合作用而粘接成管状的,其多层结构的层间强度和接缝强度不能得到保证,翻衬施工时也容易开裂。有鉴于此,中国专利(200810053187.6号)对缝合结构的管状非织造布复合材料进行了改进,内衬管的基布11由2块或2块以上相同的非织造布在宽度方向平面对接缝合而成,且缝合为管状的非织造布基布11及其上的涂覆层12整体厚度均匀一致,翻衬施工时接缝处101不易开裂(参见图4)。但现有的管状非织造布复合材料,不论采用那种对接方法,由于都存在接缝,整体性不良,在进行修复管路实际应用时,经常会造成非织造布复合材料"翻转头"B的翻衬施工机械运动不稳定,接缝或搭接处会产生较大的应力集中,容易开裂或变形不均匀,造成管状非织造布复合材料的密封和防渗性能降低,使受损管道2内衬修复的效果下降,甚至导致修复施工失败。所述的管道修复用内衬管1也有提及管状机织或针织物复合材料的报道(例如美国专利4686126号文献所报道)。但该技术主要是针对于给水管道开发的材料,强调涂覆层是60-40%的聚乙烯树脂与40-60%的苯乙烯-乙烯-丁烯_苯乙烯树脂的混合物,注重对饮用水无害的要求,而对管状织物本身的结构和气体管路的适用性并未述及。所述的管道修复用内衬管l还有管状针织物复合材料的报道(例如美国专利5535786号文献所报道)。管状针织物复合材料在施工时,先把管状针织物拉入管道,再把防渗膜灌上树脂,翻衬送入管道。该修复技术施工比较复杂,而且针织物强力与厚度较小,因此管状针织物复合材料作为内衬管修复管道基本已被淘汰。很显然,当采用非开挖技术进行埋地受损管2道翻衬施工时,所述内衬管1将从萎縮巻曲的状态变成"开花"顺直的状态,要承受强大的机械作用力和复杂的应力与变形,因此有接缝的管状织物不能很好满足这种埋地受损管非开挖技术翻衬施工的要求。
实用新型内容针对现有技术的不足,本实用新型要解决的技术问题是,提供一种管道修复用内衬管。该内衬管为一次成型的管状机织物,没有接缝,整体性好,结构均匀,壁厚一致,力学性能良好,翻衬使用时机械施工容易,修复效果好,便于工业化应用等特点。本实用新型解决所述内衬管技术问题的技术方案是设计一种管道修复用内衬管,由管状织物基布及其外表面上的涂覆层组成,其特征在于所述的管状织物基布为一次成型的整体管状机织物,管状机织物的经纱为工业用无捻或弱捻涤纶长丝,号数为8001200tex;纬纱为工业用涤纶长丝与涤纶低弹丝的无捻或弱捻合股丝,号数为8001200tex;经密与纬密均为4060根/10cm;所述的涂覆层采用聚酯型聚氨酯树脂。与现有技术相比,本实用新型管道修复用内衬管的基布为管状机织物,由圆形织机一次织造成型,不用缝合或粘合,没有接缝,整体性及密封性良好,织物结构均匀,周向厚度一致,强力高,翻衬时受力均衡,没有应力过度集中,机械施工容易,修复效果良好,适于实际施工推广应用。图1为本实用新型管道修复用内衬管一种实施例的整体结构示意图;图2为现有技术的一种管状非织造布复合材料的缝合连接处缝合结构示意图;图3为现有技术的另一种管状非织造布复合材料的搭接连接处热压粘合结构示意图;图4为现有技术的另一种管状非织造布复合材料改进的缝合连接处缝合结构示意图;图5(a)为采用本实用新型管道修复用内衬管非开挖修复受损管路后的状态示意图;[0017]图5(b)为采用本实用新型管道修复用内衬管非开挖修复受损管路后的平面展开结构示意图;图6为采用管道修复用内衬管非开挖修复城市埋地受损管路时的翻衬施工方法示意图。具体实施方式下面结合实施例及其附图进一步叙述本实用新型。本实用新型设计的管道修复用内衬管l(以下简称内衬管,参见图1、5),由管状织物基布11及其外表面上的涂覆层12组成,其特征在于所述的管状织物基布11为一次成型的整体管状机织物,管状机织物的经纱为工业用无捻或弱捻涤纶长丝,号数为8001200tex,纬纱为工业用涤纶长丝与涤纶低弹丝的无捻或弱捻合股丝,号数为8001200tex;经纬密度均为4060根/10cm;所述的涂覆层12采用聚酯型聚氨酯树脂,各成分的质量配比是聚四亚甲基己二酸酯二醇1,4-丁二醇4-苯基异氰酸酯为i00:510:6080。本实用新型内衬管1基布11采用强力大,耐腐蚀的化纤制造。实施例的经纬纱分别采用了无捻或弱捻的工业用涤纶长丝和工业用涤纶长丝及涤纶低弹丝的无捻或弱捻合股丝,号数均为8001200tex。当内衬管基布管状机织物的管径较小时,经纬纱细度号数较小,且并合根数少,可采用无捻经纬纱织造;反之,当内衬管基布管状机织物管径较大时,经纬纱细度号数较大,且并合根数多,为了避免无捻经纬纱织造时容易起毛的情况,可采用对经纬纱加少量捻度的方法解决,即采用弱捻纱。试验表明,所述弱捻的捻度范围是410捻/米时,效果较为理想。尽管经纬纱所选的化纤号数范围相同,弱捻纱的捻度范围也一致,但并不意味着实际设计时也要求一致。本领域技术人员完全可以根据产品要求,具体选定相同的或不同的经纬纱号数,设计相同或不同的经纬纱捻度。本实用新型的涂覆层12采用了聚酯型聚氨酯树脂(简称聚氨酯树脂或树脂),其主要成分的质量配比是聚四亚甲基己二酸酯二醇1,4-丁二醇4-苯基异氰酸酯为ioo:5io:6080。合成聚氨酯膜通常需要大分子二醇、扩链剂(小分子二醇)和二异氰酸酯三种原料。大分子二醇提供软段,扩链剂和二异氰酸酯反应提供硬段。聚四亚甲基己二酸酯二醇是一种大分子二醇,分子量为Mg二849;l,4-丁二醇是一种小分子二醇,分子量为Md=90;4-苯基异氰酸酯是一种二异氰酸酯,分子量为Mi=250。与现有技术相比,本实用新型所述涂覆层12的配方,具有更高的强度和弹性,用于气体管路修复时的气密性良好。本实用新型内衬管的制造方法包括以下工艺流程原料一并线一倒筒一织造一覆膜一产品,即制得所述管状机织物内衬管。所述的织造工艺采用圆织机一次成型织造为整体管状机织物。实施例的织造工艺采用SYZ-6-1000系列圆织机。圆织机的口径1001000mm,使用48把梭子织造,织机转速40100转/分钟,管状机织物经讳密度均为4060根/10cm。织造时,所述的经纱从筒子架上退出,由织机的两侧引入,经环形筘齿均匀分隔后,穿过综丝进入织造工作区,环形开口机构在织造工作区形成环形通道,48把梭子在环形通道按工艺设计要求运行,引入所述的纬纱,在成型环处与经纱交织,即织造成整体成型的管状机织物。[0025]所述的覆膜工艺采用本实用新型所述的聚氨酯树脂,在14520(TC的覆膜温度和0.050.1Mpa的覆膜压力下,利用现有技术的涂覆设备(覆膜机或涂覆机)对所述的管状机织物涂层覆膜。显然,所述的覆膜工艺也可采用人工方法实施。覆膜后烘干,即制成本实用新型所述的管道修复用内衬管。与现有技术的搭接或缝合成管方式不同,本实用新型内衬管采用了圆织机一次织造成型为整体管状机织物,几何结构匀称,厚度均匀一致,再经涂覆机直接机械涂覆本实用新型所述的树脂,即制成所述的内衬管——聚氨酯树脂涂覆整体管状机织物管道修复用内衬管(或复合材料)。试验研究表明,本实用新型的内衬管具有良好的密封性能及力学性能(参见对比实施例),翻衬时机械施工容易,没有应力过度集中情况,适用性广,管路修复效果好、效率高等特点,适于实际施工应用。本实用新型内衬管制造方法不需专门机器,投资少,具有工艺简单,生产效率高,产品质量稳定,成本低廉,便于工业化应用等特点。本实用新型未述及之处适用于现有技术。以下给出本实用新型的具体实施例。实施例仅是对本实用新型技术内容的具体说明,不限制本实用新型的权利要求。实施例1制造一个直径为145mm的覆膜管状机织物内衬管。制造工艺流程为原料一并线一倒筒一织造一覆膜一产品。(1)经纱原料采用工业用无捻涤纶长丝,经纱号数为800tex,纬纱原料采用工业用涤纶长丝与涤纶低弹丝的无捻合股丝,纬纱号数为900tex;(2)涂覆层为聚酯型聚氨酯树脂,主要成分为聚四亚甲基己二酸酯二醇、l,4-丁二醇和4-苯基异氰酸酯,三者的质量比为100:7.6:50.6;(3)并线工艺经纱并合根数8根,纬纱并合根数9根,经纬纱均无捻,巻绕速度100米/分钟;(4)倒筒工艺经、讳纱管的巻绕规格均为小38X270mm;(5)织造工艺圆织机口径200mm,4把梭子织造,织机转速60转/分钟;管状织物经纬密度均为52根/10cm;(6)覆膜工艺覆膜温度180°C,覆膜压力0.06Mpa。所得产品为直径144mm,覆膜厚度0.8mm,外观均匀,厚度一致,整体性良好的内衬管l。实施例2制造一个直径为500mm的管状机织物复合材料。制造工艺流程为原料一并线一倒筒一织造一覆膜一产品。(1)经纱原料为工业用无捻涤纶长丝,经纱号数为900tex;纬纱原料为工业用涤纶长丝与涤纶低弹丝的弱捻合股丝,纬纱号数为1000tex,弱捻捻度为5捻/米;(2)涂覆层为聚酯型聚氨酯树脂,主要成分为聚四亚甲基己二酸酯二醇、l,4-丁二醇和4-苯基异氰酸酯,三者质量比为100:8.5:80.1;(3)并线工艺经纱并合根数9根,纬纱并合根数10根,巻绕速度100米/分钟;(4)倒筒工艺同实施例1;(5)织造工艺圆织机口径500mm,6把梭子织造,织机转速60转/分钟;管状织物的经讳密度均为50根/10cm;(6)覆膜工艺覆膜温度190°C,覆膜压力0.08Mpa;所得产品为直径501mm,覆膜厚度lmm,外观均匀,厚度一致,整体性良好的内衬管1。实施例3制造一个直径为800mm的管状机织物复合材料。制造工艺流程为原料一并线一倒筒一织造一覆膜一产品。(1)经纱原料为工业用弱捻涤纶长丝,弱捻捻度为8捻/米,经纱号数为1100tex,纬纱原料为工业用涤纶长丝与涤纶低弹丝的弱捻合股丝,弱捻捻度为8捻/米,纬纱号数为1200tex;(2)涂覆层为聚酯型聚氨酯树脂,主要成分为聚四亚甲基己二酸酯二醇、l,4-丁二醇和4-苯基异氰酸酯,三者质量比为100:9.0:90.5;(3)并线工艺经纱并合根数11根,纬纱并合根数12根,巻绕速度100米/分钟;(4)倒筒工艺同实施例1;(5)织造工艺圆织机口径800mm,8把梭子织造,织机转速60转/分钟;管状织物经纬密度均为45根/10cm;(6)覆膜工艺覆膜温度200°C,覆膜压力0.09Mpa;所得产品为直径798mm,覆膜厚度1.lmm,外观均匀,厚度一致,整体性良好的内衬管l。对比实施例采用本实用新型实施例2所制得的管状机织物内衬管与现有技术缝合的管状非织造布复合材料(制备非织造布的纤维原料是60mm的涤纶纤维,涤纶纤维细度0.5dtex,纤网定量为500g/m2)进行拉伸性能对比,两种试样的厚度均为2.85mm,依据GJB84-86标准,采用INST0N3369试验机进行对比测试。试验结果列于表1。表l内衬管的拉伸性能表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>[0063]试验表明,在管状织物壁厚相同的情况下,与现有技术缝合成型的管状非织造布复合材料相比(而且在不考虑管状非织造布复合材料在接缝处的强度下降问题条件下),本实用新型所述一次成型的管状机织物内衬管的经纬向强力都远远超出现有技术产品。权利要求一种管道修复用内衬管,由管状织物基布及其外表面上的涂覆层组成,其特征在于所述的管状织物基布为一次成型的整体管状机织物,管状机织物的经纱为工业用无捻或弱捻涤纶长丝,号数为800~1200tex;纬纱为工业用涤纶长丝与涤纶低弹丝的无捻或弱捻合股丝,号数为800~1200tex;经密与纬密均为40~60根/10cm;所述的涂覆层采用聚酯型聚氨酯树脂。2.根据权利要求1所述的管道修复用内衬管,其特征在于所述弱捻的捻度为410捻/米。专利摘要本实用新型涉及一种管道修复用内衬管。该内衬管由管状织物基布及其外表面上的涂覆层组成,其特征在于所述的管状织物基布为一次成型的整体管状机织物,其经纱为工业用无捻或弱捻涤纶长丝,号数为800~1200tex;纬纱为工业用涤纶长丝与涤纶低弹丝的无捻或弱捻合股丝,号数为800~1200tex;经密与纬密均为40~60根/10cm;所述的涂覆层采用聚酯型聚氨酯树脂,各成分及其质量配比是聚四亚甲基己二酸酯二醇∶1,4-丁二醇∶4-苯基异氰酸酯为100∶5~10∶60~80。文档编号C09D175/06GK201531710SQ20092009702公开日2010年7月21日申请日期2009年6月9日优先权日2009年6月9日发明者张淑洁,曹国权,王瑞,董久樟,袁競,邓新华,顾佐,马崇启申请人:北京天环燃气有限公司
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