一种聚合物基复合钢管的制作方法

本实用新型专利涉及一种聚合物基复合钢管。

背景技术：

发电厂目前普遍采用衬胶钢管作为脱硫脱硝管道，但存在着耐冲击性能低，抗水锤性能较差的缺点，有待于开发新型的聚合物基的耐腐蚀，耐磨，并具有较高的抗冲击性能及抗水锤性能的复合型管道。

技术实现要素：

本实用新型专利的目的在于提供一种聚合物基复合钢管，其特征在于该钢管为双层结构，内层为聚合物层(6)，外层为钢管层(7)，聚合物层(6)的厚度为5mm，钢管层(7)的厚度为5-15mm。

通过优化聚合物层胶黏剂的配方，使得聚合物层材料具备以下特征：抗拉强度为50-89Mpa，弯曲强度为45-87Mpa，巴氏硬度为59-98Hba，聚合物基复合材料具有较强的耐酸、碱及海水等高含盐介质的能力。

聚合物层与钢管层实现了无缝粘结，粘结力良好，在外力作用下不会发生脱层以及脱落现象。

有益效果：

聚合物基钢管的耐腐蚀，耐磨，并具有较高的抗冲击性能及抗水锤性能的复合型管道

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型旋涂设备的结构示意图。

具体实施方式

一种聚合物基复合钢管，其特征在于该钢管为双层结构，内层为聚合物层(6)，外层为钢管层(7)，聚合物层(6)的厚度为5mm，钢管层(7)的厚度为5-15mm、钢管外径以及钢管长度等尺寸根据使用要求确定。

通过优化聚合物层胶黏剂的配方，使得聚合物层材料具备以下特征：抗拉强度为50-89Mpa，弯曲强度为45-87Mpa，巴氏硬度为59-98Hba

该钢管的制备方法包括如下步骤：

步骤一:钢管预处理除锈

采用喷砂除锈工艺对钢管(3)进行除锈处理，喷砂除锈处理时间为15-30min；

步骤二：旋涂步骤

将步骤一处理的钢管(3)放入旋涂设备的拖轮(2)之间，将胶黏剂注入钢管中，胶黏剂通过自流平均匀分散在钢管(3)中，通过聚四氟乙烯环形圆盘和法兰将钢管(3)的两端封端，启动控制装置使得拖轮(2)转动，转速在80-120r/min，旋涂的时间为60-90min，旋涂的温度为15-30℃。

步骤一中所述的除锈时间：12米长钢管的喷砂时间为30分钟，6米长钢管的喷砂时间为20分钟；3米长钢管的喷砂时间为15分钟。

步骤二中所述的旋涂设备包括底座(1)，拖轮(2)和控制装置，所述拖轮(2)位于底座(1)上，所述底座(1)的数量为4个，且平行设置，拖轮(2)位于底座(1)的两端，所述控制装置用于控制拖轮(2)的转动，所述控制装置包括所述相连接的电动机(4)和电极控制器(5)。

所述拖轮(2)可调节的位于底座(1)上。

所述的聚合物基胶黏剂包括如下组分：酚醛环氧树脂F51，25-55％；双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，5.5-21.5％；石英砂,17.5-55.5％；邻苯二甲酸二丁酯，4-15％；三-(二甲胺基甲基)苯酚,0.5-5％；KH-550,0.5-1.0％；将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯、三-(二甲胺基甲基)苯酚及KH-550放入电动搅拌器的圆桶装置中，开动电动搅拌器，转速为500-750r/min，搅拌时间7min，然后加入双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，继续搅拌5min，既得胶黏剂。

实施例：设计了系列胶黏剂配方来制备具有不同性能特点的聚合物基复合钢管。并采用相应的国家检测标准测试了胶黏剂的力学、耐环境介质以及耐温性能等。

示例1：胶黏剂组成：酚醛环氧树脂F51，25％；双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，5.5％；石英砂,55.5％；邻苯二甲酸二丁酯，8.75％；三-(二甲胺基甲基)苯酚,3.5％；KH-550,1.75％。

示例2：胶黏剂组成：酚醛环氧树脂F51，27％；双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，5.9％；石英砂,53.5％；邻苯二甲酸二丁酯，8.75％；三-(二甲胺基甲基)苯酚,2.95％；KH-550,1.9％。配制胶黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀，然后依次加入双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，三-(二甲胺基甲基)苯酚及KH-550等固化剂、固化促进剂及偶联剂，混合均匀，备用。

示例3：胶黏剂组成：酚醛环氧树脂F51，30％；双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，8.5％；石英砂,48.5％；邻苯二甲酸二丁酯，7.75％；三-(二甲胺基甲基)苯酚,3.5％；KH-550,1.75％。配制胶黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀，然后依次加入双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，三-(二甲胺基甲基)苯酚及KH-550等固化剂、固化促进剂及偶联剂，混合均匀，备用。

示例4：胶黏剂组成：酚醛环氧树脂F51，34％；双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，9.6％；石英砂,46.5％；邻苯二甲酸二丁酯，6.75％；三-(二甲胺基甲基)苯酚,1.5％；KH-550,1.65％。配制胶黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀，然后依次加入双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，三-(二甲胺基甲基)苯酚及KH-550等固化剂、固化促进剂及偶联剂，混合均匀，备用。

示例5：酚醛环氧树脂F51，40％；双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，12.5％；石英砂,36.5％；邻苯二甲酸二丁酯，7.75％；三-(二甲胺基甲基)苯酚,2.5％；KH-550,0.75％。配制胶黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀，然后依次加入双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，三-(二甲胺基甲基)苯酚及KH-550等固化剂、固化促进剂及偶联剂，混合均匀，备用。

示例6：酚醛环氧树脂F51，45％；双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，14.5％；石英砂,32.5％；邻苯二甲酸二丁酯，5.0％；三-(二甲胺基甲基)苯酚,2.5％；KH-550,0.5％。配制胶黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀，然后依次加入双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，三-(二甲胺基甲基)苯酚及KH-550等固化剂、固化促进剂及偶联剂，混合均匀，备用。

示例7：酚醛环氧树脂F51，50％；双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，17.5％；石英砂,23.5％；邻苯二甲酸二丁酯，6.75％；三-(二甲胺基甲基)苯酚,1.5％；KH-550,0.75％。配制胶黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀，然后依次加入双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，三-(二甲胺基甲基)苯酚及KH-550等固化剂、固化促进剂及偶联剂，混合均匀，备用。

示例8：胶黏剂组成：酚醛环氧树脂F51，55％；双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，21.5％；石英砂,17.5％；邻苯二甲酸二丁酯，3.75％；三-(二甲胺基甲基)苯酚,1.5％；KH-550,0.75％。配制胶黏剂时，将酚醛环氧树脂F51、石英砂、邻苯二甲酸二丁酯等混合均匀，然后依次加入双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷，三-(二甲胺基甲基)苯酚及KH-550等固化剂、固化促进剂及偶联剂，混合均匀，备用。

采用喷砂方法对钢管的内外壁除锈，在一个圆盘型的聚乙烯垫片上涂抹上硅油，利用法兰将垫片固定在钢管的两端。

将钢管水平放置在拖轮上。将新鲜配制的胶黏剂灌装入钢管内，带胶黏剂通过自流平方式均匀分散在钢管底部时，开动拖轮并调节拖轮的转速为250r/min，匀速旋转，经过1小时的旋转后，停止旋转，检查产品质量。聚合物基复合钢管的结构示意图见图2.

产品质量分析

各性能测试采用的国家标准：

抗拉强度(MPa) GB/T 228-1987

弯曲强度(MPa) GB/T 9341-2000

附着力(级) GB/T1720-1989

冲击强度(J/cm²) GB/T 1843-2008

巴氏硬度(HBa) GB/T 3854

使用温度范围、耐酸、耐碱及各种介质等能力是通过将已经固化的胶黏剂浸泡于各介质24小时后，观察胶黏剂的分解情况得出的结论，此结果是通过观察现象得到的。

[示例1]和[示例2]结果分析

“○”表示可以使用；“△”表示不可以使用

[示例3]和[示例4]结果分析

“○”表示可以使用；“△”表示不可以使用

[示例5]和[示例6]结果分析

“○”表示可以使用；“△”表示不可以使用

[示例7]和[示例8]结果分析

“○”表示可以使用；“△”表示不可以使用

应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。