專利名稱：帶熱塑管端連接法蘭的金屬塑料復合管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種帶熱塑管端連接法蘭的金屬塑料復合管。
技術背景
金屬與塑料的復合管已有大量的技術及管道在工程中被應用，在金屬管內壁和 /或外壁復合一層塑料層，己有大量的管在被應用，這種結構管與純金屬管比較即 保留了純金屬管的強度，又增加了防腐和保溫性能，與純塑料管比，增加了空中架 設的應用性能及露天使用的可靠性和高溫使用的強度保證；與有孔的鋼骨架塑料復 合管比，增加了高溫使用的可靠性及露天使用的可靠性，及防火阻燃性。但由于復 合的塑料層與金屬管壁的線膨脹系數相差一個數量級，在冷熱使用環境變化較大的 工程中使用，復合的塑料層與金屬管壁會產生不同的熱脹冷縮長度變化而使塑料層 與金屬管壁之間產生長度差異，在管端會因塑料層的收縮露出金屬管壁而使流體介 質直接與金屬管壁接觸，造成管壁腐蝕或接頭法蘭處腐蝕最終使管網失效。雖然大 家在管端及管端與管件的連接處作出了不少技術改進和實施方案，但終因管端處有 金屬管壁與塑料層復合斷面而使金屬管壁裸露在流體介質中很易被腐蝕，加之塑料 層在收縮后造成金屬管壁大量裸露不僅腐蝕加快且流體介質很易因壓力驅使進入 金屬管內壁與塑料復合層之間，使復合管功能失效造成防腐功能消失。因此該類復 合管的應用受到很大限制，特別是熱水管網、強腐蝕流體介質輸送、冷熱流體介質 變化大及輸送介質環境溫度變化大的工程中，該類復合管應用成為難題。鋼骨架塑 料復合管包括孔網鋼帶塑料復合管、鋼絲纏繞焊接骨架塑料復合管等雖然解決了金 屬骨架與塑料復合層之間的線膨脹差異難題，但在高于80'C熱介質輸送時工作壓力 折扣達四至六折，更不易在高于85'C以上長期運行。該種管因塑料不抗紫外線照射 易-老化，不易露天使用， 一般化工露天使用環境不便使用，若釆用耐熱的交聯聚乙 烯材料可以露天使用且達9(TC使用溫度，但又造成管道不易再熱熔連接，施工又不 方便，不能形成管網使用，即使交聯前先連接成管網再水解縮合交聯，但管網出故 障后又不方便重新熱熔連接和維修。因此需要在這些工程中應用金屬管壁與塑料復 合的管，但因該類管存在上述的技術難題，需要對其進行技術改進和發明。 實用新型內容-鑒于以上原因，本實用新型的目的是為了克服以上不足，提供一種使復合管道 連接牢固，接縫處機械強度高、無泄漏，管道使用壽命長的帶熱塑管端連接法蘭的 金屬塑料復合管。
本實用新型的目是這樣來實現的
本實用新型帶熱塑管端連接法蘭的金屬塑料復合管，具有由能承受流體壓力的 無孔洞的筒形金屬管壁和至少與金屬管壁內壁復合的至少一層塑料層形成的復合 管管壁，金屬塑料復合管端部的復合管管壁有許多孔洞，這些孔洞被與塑料層管壁 有熱熔連接能力的熱塑性塑料充填，熱塑性塑料通過孔洞將筒形金屬管壁包覆并與 內壁復合的至少一層塑料層熱熔連接，形成具有連接功能及承受管道軸向拉力的熱 塑管端連接法蘭。筒形金屬管壁沒有孔洞，在復合管及管道接頭端部的己復合好塑 料層的管壁上已預先加工或后加工許多孔洞，利用成型管端連接法蘭形狀的模具， 將能與復合管中塑料層熱熔連接的熱塑塑料利用壓注機或注塑機壓入模具型腔，使 熱熔的塑料在壓力作用下，在形腔內將管端部上加工的許多孔洞充填滿，同時熱熔 塑料也將該端部一定長度的復合塑料層熱熔連接為一體，形成對該端部一定長度筒 形金屬管壁的完全包覆，冷卻定型后，成形的連接法蘭可以利用管壁上許多的孔洞
中注塑充填的許多根塑料柱銷以及與內外壁塑料熱熔連接為一體的具有一定抗拉 斷面積的塑料管壁來承受該復合管連接呈管網后必須承擔的軸向拉力。若復合塑料 層與金屬管壁之間的粘結力較強，該連接法蘭還可以因復合塑料層與金屬管壁之間 也增強了剪切力而增加連接法蘭的軸向承受力。管徑越大，輸送流體介質工作壓力 越大， 一方面增加筒形金屬管壁的壁厚及內外層復合塑料層的壁厚來滿足工作壓 力，更重要的是相應增加了管端連接法蘭承受的軸向抗拉力，應重視的是應增加管 端管壁上的孔洞的數量及孔洞直徑，總之增加這些孔洞的面積總數是最重要的，增 加面積總數就是增加塑料柱銷的斷面面積，而斷面面積的增加直接增加連接法蘭的 軸向抗拉力。因金屬管壁內外復合的塑料層的壁厚是有限的，因其壁厚變化會大幅 度影響復合管的成本，總之應盡可能的減少復合層的壁厚而增加塑料柱銷的斷面積 以及連接法蘭與復合塑料層之間熱熔連接區的法蘭塑料厚度，只有這樣的設計才是 最經濟的管道成本，有最高的連接強度和最可靠的性能。管壁上的孔洞可以采用多 排小孔徑結構，這樣管端連接法蘭可以承受較高使用溫度和較高的工作壓力。孔徑 大小、排數，以及復合塑料層與法蘭熱熔連接區成型法蘭塑料壁厚的參數取值，已 有大量經驗數據公布，且可通過試驗調整。金屬塑料復合管及管道接頭內外壁上塑 料層的復合工藝可以采用擠出法，也可以采用粉末熱熔流延成型等多種方法成型。 也可以預先在金屬管端部制作有孔筒的金屬法蘭并與管壁呈一體，將此金屬法蘭用注塑方式或用流延成型方式制造熱塑接頭法蘭，利用此金屬法蘭上的塑料將孔洞填 充滿并通過孔洞將法蘭兩面的金屬包覆成為可以熱熔連接也可以用螺栓與另外管 道連接的能夠承受管道軸向拉力的連接法蘭，與金屬管壁內壁復合的至少一層塑料 層的塑料可以是耐熱耐酸堿腐蝕的共聚聚丙烯(PP、 PP—R)或非交聯耐熱聚乙烯 (PE—RT)或聚丁烯(PB)。在金屬管內壁采用耐熱等級高且在熱環境下耐酸堿腐 蝕的塑料材料，可以方便的將該管用于熱水供暖管網使用，比鋼管更保溫節能，方 便施工連接和維修，特別是防止鋼管內壁結垢，減少流體輸送壓力及功率有特別貢 獻，比有孔洞的鋼骨架塑料復合管能承受更高流體輸送壓力，可達到0. 6至1. 0MPa， 使用壽命增加。若在金屬管外壁也采用耐熱老化塑料，比如PP—R或PE—RT，可以 埋地使用，防止管的電腐蝕；與金屬管管壁內壁復合的至少一層塑料層的塑料也可 以是耐酸堿腐蝕的高密度聚乙烯。該管用于建筑供水及化工領域，是承壓高、成本 低、施工連接方便、維修方便的管道。
上述的帶熱塑管端連接法蘭的金屬塑料復合管，筒形金屬管壁的外壁復合有至 少一層塑料層，內、外壁都有塑料層，能防止電腐蝕及環境化學腐蝕，筒形金屬管 壁的內壁和/或外壁復合的至少一層塑料層中可以加入有馬來酸酑接枝改性的具有 與金屬管壁增加粘結性的聚丙烯或聚乙烯粘結劑。由于將馬來酸酐接支改性的聚丙 烯或聚乙烯以5—10%的量加入塑料復合層中，不影響塑料復合層的化學和物理性 能，但增加了與金屬管管壁的粘合力和附著力，塑料層與金屬管壁牢固復合在一起， 提高了復合塑料層的使用壽命，從而提高了復合管的工程壽命；筒形金屬管壁的內 壁和/或外壁復合的至少一層塑料層可以是硅垸交聯聚乙烯，具有熱熔連接性能的 熱塑性塑料的管端連接法蘭可以是硅垸交聯聚乙烯在未進行水解縮合交聯反應之 前利用其還有熱熔連接性能時制作完成的，管端連接法蘭完成之后，再對復合的塑 料層進行水解縮合交聯反應。采用硅烷交聯聚乙烯作塑料復合層，可以在熱水供暖 管網中使用達90—95°C，是目前熱水供暖管網中代替鋼管的最佳管道,，內層塑料復 合層可以采用擠出法生產，這已有大量文獻報道及多種方法選擇，也可以采用加熱 金屬筒形管壁，在內層用硅烷交聯聚乙烯粉末加熱流延方法在內壁涂復成膜，再在 管端有孔洞的管壁處利用模具注塑成型需要的連接法蘭，該熱熔注塑成型塑料不能 采用硅烷交聯聚乙烯，只能采用與之可以熱熔連接的非交聯耐熱聚乙烯PE—RT。連 接法蘭完成后內壁涂復成膜的硅烷交聯聚乙烯再進行水解縮合交聯反應，也可以利 用可熱熔連接法蘭預先將其余管道熱熔連接呈管網后再利用輸送的熱水對內壁復 合的塑料進行水解縮合交聯反應而成為耐熱供暖熱水管網，好處是遇到管道損壞 時，可以利用法蘭處可以再次更換和熱熔連接，使該管方便維修并且壽命長，復合的塑料層可以是具有防靜電、阻燃至少一種功能的塑料層。可用于化工、煉化廠及 煤礦井下防靜電、防火要求高領域使用。
上述的帶熱塑管端連接法蘭的金屬塑料復合管，筒形金屬管壁與復合的塑料層 之間復合有一層將金屬管壁與塑料層牢固復合在一起的由馬來酸酐接枝改性的聚 丙烯或聚乙烯粘結劑。粘結劑增加了塑料層與金屬管管壁的粘合力和附著力，塑料 層與金屬管壁能牢固復合在一起。
上述的帶熱塑管端連接法蘭的金屬塑料復合管，筒形金屬管壁外壁上或其外壁 復合的塑料層上包覆有發泡保溫層。用于熱水管網，節能，也可用于采油熱油輸送。
上述的帶熱塑管端連接法蘭的金屬塑料復合管，復合管壁的發泡保溫層是聚氨 脂發泡保溫層，保溫層最外層是防水滲透的質密層。用于熱水管網，節能，也可用 于采油熱油輸送。
本實用新型在金屬塑料復合管端部采用了熱塑管端連接法蘭，能在廠里制造金 屬復合管時直接將熱塑管端連接法蘭制作好，使現場施工時極為方便，熱塑管端連 接法蘭將金屬骨架增強塑料復合管端頭的塑料外層和塑料內層及復合管端面完全 緊密包覆，連接牟固、可靠，無泄漏，連接處機械強度高，并且防止了流休串入金 屬骨架對其腐蝕，管道使用壽命長。
圖1為本實用新型金屬塑料復合管結構示意圖。
圖2為本實用新型金屬塑料復合管道接頭結構示意圖。
圖3為本實用新型金屬塑料復合管另一結構示意圖。
圖4為本實用新型金屬塑料復合管再一結構示意圖。
圖5為有粘結劑的本實用新型金屬塑料復合管結構示意圖。
圖6為本實用新型復合管道與復合管道通過管端連接法蘭電加熱熔融連接形成
管網示意圖。
圖7為有管端法蘭的本實用新型金屬塑料復合管結構示意圖。 圖8為有金屬嵌件的本實用新型金屬塑料復合管結構示意圖。 圖9為本實用新型三通金屬塑料復合管結構示意圖。
具體實施方式
實施例1:
圖1給出了本實施例1圖。本實施例1中的金屬塑料復合管1中有無孔洞的筒 形金屬管壁2 (可以是無縫鋼管或其它無縫金屬管，或是用鋁帶或鋼帶縱向對接或 搭接并經焊接成型形成的筒形金屬骨架)，筒形金屬管壁2內、外分別有一層高密度聚乙烯塑料外層3和塑料內層4，塑料內層金屬塑料復合管端部的復合管管壁有 許多孔洞5,這些孔洞5被與塑料外層3、塑料內層4有熱熔連接能力的熱塑性塑 料充填，熱塑性塑料通過孔洞將筒形金屬管壁包覆并與塑料外層3和塑料內層4熱 熔連接，形成具有連接功能及承受管道軸向拉力的熱塑管端連接法蘭6。筒形金屬 管壁2沒有孔洞，在復合管端部加工許多孔洞5，利用成型模具，將能與復合管中 塑料層熱熔連接的熱塑塑料利用壓注機或注塑機壓入模具型腔，使熱熔的塑料在壓 力作用下，在形腔內將管端部上加工的許多孔洞充填滿，同時熱熔塑料也將該端部 一定長度的塑料外層3、塑料內層4熱熔連接為一體，形成對該端部一定長度筒形 金屬管壁的完全包覆，冷卻定型后，成形的熱塑管端連接法蘭可以利用管壁上許多 的孔洞中注塑充填的許多根塑料柱銷以及與內外壁塑料熱熔連接為一體的具有一 定抗拉斷面積的塑料管壁來承受該復合管連接呈管網后必須承擔的軸向拉力。由于 在金屬塑料復合管端部采用了熱塑管端連接法蘭，能在廠里制造金屬復合管道時直 接將熱塑管端連接法蘭制作好，使現場施工時極為方便，熱塑管端連接法蘭將金屬 骨架增強塑料復合管道端頭的塑料外層和塑料內層及管道端面完全緊密包覆，連接 牢固、可靠，無泄漏，連接處機械強度高，并且防止了流體串入金屬骨架對其腐蝕， 管道使用壽命長。 實施例2:
圖2給出了本實用新型實施例2圖。本實施例2基本和實施例1同。不同處是 金屬塑料復合管為9(T復合管道接頭7。 實施例3:
圖3給出了本實用新型實施例3圖。本實施例3基本和實施例1同。不同處是 金屬塑料復合管中無塑料外層。 實施例4:
圖4給出了本實用新型實施例4圖。本實施例4基本和實施例1同。不同處是 金屬塑料復合管1的塑料外層3和塑料內層4是耐熱的非交聯耐熱聚乙烯(PE—RT)， 在塑料外層3表面包覆有發泡保溫層8，保溫層最外層是防水滲透的質密層9。用 于熱水管網，節能。
實施例5:
圖5給出了本實用新型實施例5圖。本實施例5基本和實施例1同。不同處是 將復合管端頭的塑料外層和塑料內層完全剝去，塑料外層3和塑料內層4是耐酸堿 腐蝕的共聚聚丙烯(PP、 PP—R)或聚丁烯(PB)。筒形金屬管壁2與復合的塑料層 3、 4之間復合有一層將金屬管壁與塑料層牢固復合在一起的由馬來酸酐接枝改性的聚丙烯或聚乙烯粘結劑10。粘結劑11增加了塑料層與金屬管管壁的粘合力和附著 力，塑料層與金屬管壁能牢固復合在一起。 實施例6:
圖6給出了本實用新型實施例6圖。本實施例6中兩復合管1通過熱塑管端連
接法蘭6采用端面電加熱熔融連接為一體形成管網，由于熱塑管端連接法蘭將金屬
骨架增強塑料復合管端頭的塑料外層和塑料內層及管道端面完全緊密包覆，連接牢 固、可靠，無泄漏，連接處機械強度高，并且防止了流體串入金屬骨架對其腐蝕。
實施例7:
圖7給出了本實用新型實施例7圖。本實施例7基本和實施例1同。不同處是 在熱塑管端連接法蘭6上帶有管端法蘭11，熱塑管端連接法蘭6上有安裝密封圈的 凹槽13，復合管與復合管通過管端法蘭11上的連接孔12連接為一體形成管網。取 消了電熱熔連接方式，連接方便。
實施例8:
圖8給出了本實用新型實施例8圖。本實施例8基本和實施例1同。不同處是 在熱塑管端連接法蘭6上有帶有螺孔14的金屬嵌件15，復合管1與復合管1通過 螺孔14直接連接為一體形成管網。熱塑管端連接法蘭6和金屬骨架增強塑料復合 管1的塑料外層3和塑料內層4均為具有防靜電、阻燃功能的塑料層。可用于化工、 煉化廠及煤礦井下防靜電、防火要求高領域使用。
實施例9:
圖9給出了本實用新型實施例9圖。本實施例9基本和實施例1同。不同處是 復合管形狀為三通復合管，復合管端頭均有熱塑管端連接法蘭6。
上述各實施例是對本實用新型的上述內容作進一步的說明，但不應將此理解為 本實用新型上述主題的范圍僅限于上述實施例。凡基于上述內容所實現的技術均屬 于本實用新型的范圍。
權利要求1、帶熱塑管端連接法蘭的金屬塑料復合管，其特征在于金屬塑料復合管中具有由能承受流體壓力的無孔洞的筒形金屬管壁和至少與金屬管壁內壁復合的至少一層塑料層形成的復合管管壁，金屬塑料復合管端部的復合管管壁有多個孔洞，這些孔洞被與塑料層管壁有熱熔連接能力的熱塑性塑料充填，熱塑性塑料通過孔洞將筒形金屬管壁包覆并與內壁復合的至少一層塑料層熱熔連接，形成具有連接功能及承受管道軸向拉力的熱塑管端連接法蘭。
2、 根據權利要求1所述的帶熱塑管端連接法蘭的金屬塑料復合管，其特征在 于筒形金屬管壁的外壁復合有至少一層塑料層。
3、 根據權利要求1或2所述的帶熱塑管端連接法蘭的金屬塑料復合管，其特 征在于筒形金屬管壁與復合的塑料層之間復合有一層將金屬管壁與塑料層牢固復 合在一起的馬來酸酐接枝改性的聚丙烯或聚乙烯粘結劑。
4、 根據權利要求1或2所述的帶熱塑管端連接法蘭的金屬塑料復合管，其特 征在于筒形金屬管壁外壁上或與外壁復合的塑料層上包覆有發泡保溫層。
5、 根據權利要求4所述的帶熱塑管端連接法蘭的金屬塑料復合管，其特征在 于發泡保溫層最外層是防水滲透的質密層。
專利摘要本實用新型提供了一種帶熱塑管端連接法蘭的金屬塑料復合管，金屬塑料復合管中具有由能承受流體壓力的無孔洞的筒形金屬管壁和至少與金屬管壁內壁復合的至少一層塑料層形成的復合管管壁，金屬塑料復合管端部的復合管管壁有多個孔洞，這些孔洞被與塑料層管壁有熱熔連接能力的熱塑性塑料充填，熱塑性塑料通過孔洞將筒形金屬管壁包覆并與內壁復合的至少一層塑料層熱熔連接，形成具有連接功能及承受管道軸向拉力的熱塑管端連接法蘭。本實用新型管端連接法蘭將金屬骨架增強塑料復合管端頭的塑料外層和塑料內層及管道端面、筒形金屬管壁通過孔洞完全緊密包覆，連接牢固、可靠，無泄漏，連接處機械強度高，并且防止了流體串入金屬骨架對其腐蝕，使用壽命長。
文檔編號F16L9/147GK201159344SQ20082006220
公開日2008年12月3日 申請日期2008年2月20日 優先權日2008年2月20日
發明者甘國工 申請人:甘國工