离心浇铸制造纤维树脂增强复合管的方法 背景技术
本发明涉及一种对易燃气体、液体或流化固体传输管制作方法的改进，特别涉及一种利用离心浇铸制造纤维树脂增强复合管的方法。
背景技术
油田、化工、船舶、煤矿、矿山、市政等其它场合需要大型管道运输气体、液体、甚至流化固体。很多易燃，易爆场合需要大型管路输送气体、液体、甚至流化固体。很多管路所输送的气体，液体或者液态固化物，本人就是易燃、易爆物品，如矿井下的各种输送管路，如排放瓦斯含量高的井下空气，高炉煤气，粉煤灰。这些工矿条件对传输管道有很高的要求，如抗燃、防静电、耐磨、耐蚀、防渗等。
目前，工程规范只能使用铸铁管、大口径的钢管以及树脂管。铸铁管、大口径的钢管耐冲击性能良好，可以满足管道运输的需求。但是在酸碱介质中腐蚀快，使用成本高，并且耐磨性能差故而应用领域有限；PVC管路和树脂管虽较好的解决了阻燃、抗静电、耐磨等问题，但其抗冲击能力差、质脆容易在恶劣环境下造成破损，并且容易泄漏而不具备优良的安全性，另外其耐磨性也较差，对于含有大量的气体和流态固体的输送则表现出明显的不足，难以满足长距离传输的施工要求。近几年来，金属内衬塑管和静电喷涂铸铁管在工程应用中到了逐步的发展，但是金属管和塑料管两种材料的分离，结合不牢固，强度低；静电喷涂铸铁管，内壁喷塑层厚度小于5mm，难以满足长时间耐磨的要求。
【发明内容】
为了解决现有技术中金属类管道的耐蚀性、耐磨性差的缺点，又解决了树脂类不能满足长距离施工等缺点，本发明提出了一种全新的耐腐蚀、抗静电、耐磨、阻燃、易于长距离施工的纤维树脂增强复合管，采用离心铸造技术使钢管或者铸铁管内壁附着有纤维树脂，采用的技术方案是：复合浇注基料包括纤维和/或纤维须、树脂，本方法包括以下步骤：
1)、按照设计要求选取金属管进行内表面的粗糙化预处理；
2)、将标准化预处理的金属管进行内表面洁净化处理；
3)、将处理后的金属管定位在离心浇铸机上进行预热；
4)、将配置好的纤维、树脂基料离心浇注形成金属管的复合内壁；
5)、对浇注后的金属管进行加热，固化纤维树脂金属管的内壁。
本发明的有益效果是：本发明利用了金属管道的耐冲击性和树脂类管道耐蚀、阻燃等性能，使用这种符合管道在实现优良的阻燃和抗静电、耐蚀性的性能之外，进一步提高了高耐磨性能和抗才冲击能力。在纳米纤维树脂结合剂中添加了0.4-0.8Wt.％的纳米二氧化硅是树脂抗冲击性能提高了80％，并且可以增强树脂的耐磨性及降低表面摩擦阻力；添加的金属纤维不但具有金属材料本身固有的一切优点还具有非金属纤维的一些特殊性能，金属纤维大的表面积能使树脂的内部结构、磁性、热阻得到提高，熔点得到增强。纳米纤维增强树脂结合剂中添加了金属纤维可使其阻燃性、耐磨性、抗渗漏性能、抗冲击性得到进一步的提高。采用离心铸造技术，金属补缩效果好，铸件组织致密，机械性能好，金属利用率高。
本发明方法实施简单，利用本发明制造的纤维树脂增强复合管耐腐蚀性、抗静电性、耐磨性、阻燃性强，易于长距离施工。
【具体实施方式】
本发明采用离心铸造技术使金属管内壁附着有纳米纤维增树脂，制造出一类全新的耐腐蚀、抗静电、耐磨、阻燃、易于长距离施工的钢塑复合管道，采用的技术方案是：离心浇铸制造纤维树脂增强复合管的方法，复合浇注基料包括纤维和/或纤维须、树脂，本方法包括以下步骤：
1)、按照设计要求选取金属管进行内表面的粗糙化预处理；
2)、将标准化预处理的金属管进行内表面洁净化处理；
3)、将处理后的金属管定位在离心浇铸机上进行预热；
4)、将配置好的纤维、树脂基料离心浇注形成金属管的复合内壁；
5)、对浇注后的金属管进行加热，固化纤维树脂金属管的内壁。
本发明实施例的技术方案中，步骤4)中所述的纤维树脂基料是按以下重量组份比配置而成的：
树脂胶： 100份，
纳米碳黑： 1-4份，
玻璃鳞片： 2-6份，
固化剂： 0.5-4份，
纳米碳酸钙：2-15份，
玻璃纤维： 2-6份，
促进剂： 0.5-4份。
本发明实施例的技术方案中，步骤1)中所述的粗糙化预处理是对内表面进行滚花、或加工螺旋槽。
本发明实施例的技术方案中，步骤2)中所述的预处理过程地过程包括有：酸洗除锈、化学除油、热水冲洗、晾干、磷化的处理步骤。
本发明实施例的技术方案中，所述的纤维树脂基料增加了提高抗冲击性、耐磨性及降低表面摩擦阻力的纳米二氧化硅添加剂，增加纳米二氧化硅添加剂后离心浇铸基料按以下重量组份比配置而成的：
树脂胶： 100份，
纳米碳黑： 1-4份，
玻璃鳞片： 2-6份，
固化剂： 0.5-4份，
纳米碳酸钙： 2-15份，
玻璃纤维： 2-6份，
促进剂： 0.5-4份。
纳米二氧化硅：3-20份。
本发明实施例的技术方案中，所述的纤维树脂基料增加了金属纤维，增加了金属纤维的纤维树脂基料是按以下重量组份比配置而成的：
树脂胶： 100份，
纳米碳黑：1-4份，
金属纤维：3-8份，
玻璃鳞片：2-6份，
固化剂： 0.5-4份，
纳米碳酸钙：2-15份，
玻璃纤维： 2-6份，
促进剂： 0.5-4份。
本发明实施例的技术方案中，所述的纤维树脂基料增加了金属纤维加了金属纤维，增加了金属纤维的纤维树脂基料是按以下重量组份比配置而成的：
树脂胶： 100份，
纳米碳黑： 1-4份，
金属纤维： 3-8份，
纳米二氧化硅 3-20份，
玻璃鳞片： 2-6份，
固化剂： 0.5-4份，
纳米碳酸钙： 2-15份，
玻璃纤维： 2-6份，
促进剂： 0.5-4份。
本发明实施例的技术方案中，离心机浇注于金属管内部的复合层的厚度为不少于5mm。
本发明实施例的技术方案中，所述的金属管为钢管或者为铸铁管。
下面结合实施例来说明本发明是目的是如何实现的。
参考以下重量份数比作为参考值：
实施例 树脂胶 纳米 玻璃 固化剂 纳米碳 玻璃 促进剂 纳米二 玻璃
碳黑 鳞片 酸钠 纤维 氧化硅 纤维
1 100 2 6 4 4 3 0.5 5 2
2 100 1 5 0.5 15 4 2.5 20 5
3 100 3 4 3 10 2 4 3 4
4 100 4 2 2 2 6 3 15 6
以上各实施例中所用的树脂胶是指商品树脂胶，可采用不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂均可促进剂，具体可采用环烷酸钴或者甲基苯胺。固化剂，具体采用过氧化酮、乙酮、过氧化甲酰、过氧环乙酮中的任一种。阻燃剂，具体可采用水合氢氧化铝、锑膏、溴化锂中的任一种。其他原料可以采用市场上出售的商品。纳米碳酸钙的平均粒度应保证在200纳米一下，以保证良好的改性效果。
离心铸造技术是将液态金属浇入旋转的铸型里，在离心力的作用下冲型并凝固成铸件的铸造方法。特点金属液在离心力的作用下冲型和凝固，金属补缩效果好，铸件组织致密，机械性能好；铸造空心铸件不需浇冒口，金属利用率大大提高了，本发明成功的将离心铸造领域的离心铸造技术引入到纤维增强树脂的制造行业，离心浇注后的纤维增强树脂填充刀钢管内壁，形成增强树脂层，改善了钢管的耐磨性能。可以运输气体、液体、流态化固体甚至强酸性、强碱性液体或者气体。纳米级的二氧化硅加入树脂后，改变了树脂的精细结构，增韧增强作用明显，改善树脂的抗老化性、功能性、抗冲击性提高，延长了使用寿命。
使用钢管或者铸铁管作为外壁，解决了树脂管道在长距离传输过程中耐冲击性不足，容易变形的缺点，可以用来作为长距离传输；使用离心浇铸以用在强酸性、强碱性的气体、液体或者固液混合物体的传输上。