抗紫外线高压钢丝缠绕增强聚乙烯复合管的制备及性能

针对目前钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)无法露天使用及最大承压为3.5 MPa而不能满足高压领域应用的难题,制备了抗紫外线聚乙烯专用料,研制了最大承压7.0 MPa抗紫外线钢丝管。通过力平衡法设计了增强钢丝的配置,利用20℃和60℃静液压及爆破压力测试验证了钢丝管的承压能力,采用紫外光老化试验测试了抗紫外线聚乙烯专用料的抗紫外光效果。结果表明,通过4层钢丝缠绕增强结构使用400根直径1.2 mm钢丝,制备了高压钢丝管;钢丝管通过了20℃,14 MPa,1 h及60℃,8.4 MPa,165 h静液压测试,爆破压力达到21.9 MPa,说明钢丝管的承压达到设计压力7.0 MPa的要求;抗紫外线聚乙烯专用料经过336 h的紫外光老化试验,力学性能保持率大于80%,表明抗紫外线聚乙烯专用料具有良好的抗紫外线效果。

钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳试验研究

为获取钢丝缠绕增强塑料复合管(PSP)的失稳特性,同时为相关国家标准的制订提供基础数据和参考,进行了一系列试验研究。通过设计专用的外液压试验装置和真空试验装置,分别进行了瞬时失稳和蠕变失稳试验,获取PSP 的瞬时临界失稳压力,验证提高其瞬时临界失稳压力的方法,得到 PSP 在不同压力载荷作用下不圆度-时间、载荷-临界失稳时间关系曲线。结果表明,与同直径、同壁厚的高密度聚乙烯管相比,公称直径为250 mm、钢丝直径为1.2 mm、钢丝根数为200根的 PSP 临界失稳压力提高了33.3%;公称压力为1.6 MPa 的 PSP,当管径由160 mm 增至226 mm 时,其瞬时临界失稳压力由0.62 MPa 迅速降至0.34 SPa,而当管径继续增至402.3 mm 时,其瞬时临界失稳压力变化缓慢,仅由0.34 MPa 降至0.25 MPa;PSP 失稳呈现出时间相关特性,在低于瞬时临界失稳压力的外压载荷作用下,经过一段时间可能发生失稳,其耐压时间随载荷的增大而缩短。

钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳数值模拟

关于钢丝缠绕增强塑料复合管(PSP)外压失稳的试验和理论分别在"钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳试验研究"和"钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳理论分析"中进行了详细的研究。由于失稳分析属于非线性、大变形问题,而对含初始几何缺陷 PSP 的稳定性进行理论计算更为复杂,本文基于大型有限元软件 ANSYS,采用特征值法和非线性法对 PSP 在外压载荷作用下的力学响应进行数值模拟,分别得到复合管的临界失稳压力和失稳模态;基准模型经特征值法分析得到临界失稳压力为0.97 MPa,经非线性法分析得到临界失稳压力为0.83 MPa;分析了边界支持和初始缺陷对复合管外压稳定性的影响,得到临界失稳压力和波纹数随长径比的变化关系。

弯曲-外压下钢丝缠绕增强复合管的力学分析

钢丝缠绕增强复合管(PSP)是一种性能优良的金属增强复合管。它由高密度聚乙烯(HDPE)基体层和高强度钢丝螺旋增强层组成。理论分析中采用考虑剪切变形的非线性环理论和虚功原理,依据回型模型法不考虑钢丝增强作用得出弹性系数来简化增强层,将PSP的受力情况简化成二维平面模型,研究弯曲-外压组合荷载作用下PSP的弯矩、曲率、椭圆度等参数变化情况。采用ABAQUS有限元软件建立嵌入钢丝的PSP模型,在相同的弯曲-外压组合荷载作用下得到相关力学参数。比较了理论分析和有限元方法,发现两者所得到的力学参数相近,可以用来对PSP进行弯曲-外压组合荷载下的力学分析。

钢丝缠绕增强聚乙烯复合管的80℃静液压研究

CJ/T 189—2007和GB/T 32439—2017是钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)现行标准,但CJ/T 189—2007标准中的80℃、1.2倍公称压力(PN)、165 h静液压测试存在较大争议。针对钢丝管80℃静液压问题,以耐热级管道料为基体、EN390高温黏接树脂、双密封连接三种优化配置制备了dn160×3.5 MPa钢丝管,研究了不同倍率公称压力的80℃静液压。结果表明:钢丝管的剥离强度、20℃、2 PN、1 h静液压、60℃、1.2 PN、165 h静液压均符合GB/T 32439—2017要求;以夹具和双密封两种连接方式,80℃、1.2 PN、165 h静液压均无法通过,当测试压力折减为0.8 PN,80℃、165 h静液压测试通过。

10MPa钢丝缠绕增强聚乙烯复合管的制备及其性能

针对国家标准GB/T 32439—2015中钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)的最大承压为3.5 MPa而不能满足高压领域应用需求的难题,在传统双层钢丝缠绕增强的基础上,创造性的设计了四层钢丝缠绕增强结构,制备了d_(n)(公称外径)110×10 MPa钢丝管,开发了锚固型双密封高压连接接头,系统测试了钢丝管的性能。结果表明:结合锚固型双密封高压连接接头,四层钢丝增强的钢丝管通过了60℃、12 MPa、165 h静液压及60℃、11 MPa、1000 h静液压测试,钢丝管的爆破测试,压力达到设备最大压力25.1 MPa。

钢丝缠绕增强聚乙烯复合管道系统

介绍了钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(PSP管)的结构特点、产品标准、生产工艺、管道连接方式及工程应用技术规程。PSP管具有PE管的优点,又比PE管有更优良的综合性能,特别是在抗快速应力开裂、抗蠕变、持续机械强度性能等方面,明显优于PE管。

钢丝缠绕增强塑料复合管钢塑粘合状态的判别方法

钢丝缠绕增强塑料复合管(简称PSP)融钢管的高强度和塑料管的柔性、耐腐蚀于一体,广泛应用于能源、化工、海洋、资源输送等领域。PSP钢塑之间的粘合状态直接影响管道的安全使用。常规的无损检测方法难以检测PSP钢塑之间的粘合状态。笔者采用超声相控阵技术及B扫描实时成像技术,对PSP钢丝和塑料之间的粘接程度进行超声检测试验。通过试验研究得出:根据超声图像中钢丝成像规律和钢塑界面反射回波特征,可间接反映PSP钢塑之间的粘合状况。

一种钢丝玻纤增强复合管的生产线

本实用新型公开了一种钢丝玻纤增强复合管的生产线，包括内管挤出机，内管挤出机的下游设置有第一冷却装置，第一冷却装置的下游设置有第一牵引机，第一牵引机的下游设置有玻纤带缠绕机组，玻纤带缠绕机组的下游设置有钢丝缠绕机组，钢丝缠绕机组的下游设置有第一热风机，第一热风机的下游设置有上胶装置，上胶装置的下游设置有对上胶后的管材表面进行冷却的定型冷却风机，定型冷却风机的下游设置有外管挤出机，外管挤出机的下游设置有第二冷却装置，第二冷却装置的下游设置有第二牵引机，第二牵引机的下游设置有切管机。该钢丝玻纤增强复合管的生产线能连续自动生产钢丝玻纤增强复合管，生产的钢丝玻纤增强复合管压力等级更高，性能更加稳定（申请专利号：CN201720091068.4）。

高压钢丝管的高温性能及其应用

针对目前钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)的最高输送介质温度最高为40℃、最大承压为3.5 MPa而不能满足高温高压领域应用需求的难题,研究了10 MPa钢丝管的高温静液压性能。结果表明,随着温度升高,黏接树脂的剪切强度、管材的剥离强度显著降低;通过压力折减,钢丝管通过了80℃/7~9 MPa/165 h静液压及80℃/8 MPa/1 000 h静液压测试;根据客户页岩气田产出水最高温度为70℃、工作压力(PNap)为6.4 MPa的应用要求,钢丝管通过了20℃/1.5PNap/24 h静液压,60℃/1.35PNap/1 000 h静液压及90℃/0.9PNap/165 h静液压测试,满足了客户需求。

可稀释粘接树脂在dn315钢丝管制备中的引入及性能测试

通过力平衡法设计了增强层的钢丝配置,以EN312添加50%和70%的管道料作为粘接树脂,制备了dn315的钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)。结果表明,EN312添加50%、70%的管道级聚乙烯使用,对钢丝的剪切强度影响不大。2个配方应用于dn315×1.6 MPa钢丝管,管材的剥离强度、爆破压力、20℃、3.2 MPa、1 h静液压、60℃、1.92 MPa、165 h静液压均满足GB/T 32439标准要求。EN312稀释使用表现出良好的抗高低温冲击穿丝能力。

温差和内压载荷下PSP管轴向力分析

本文采用数学公式推导方法对钢丝缠绕增强复合管(PSP)在温差和内压载荷下的轴向力分别求解,然后线性叠加,得到温差加内压组合载荷下轴向力公式。采用ABAQUS有限元分析软件建立PSP管模型,加载温差和内压载荷,求出其端部轴向力,与理论分析得到的轴向力公式结果进行对比,误差在可接受范围内。

缠绕带增强结构的钢丝网塑料复合管及其制备方法

本发明涉及一种缠绕带增强结构的钢丝网塑料复合管及其制备方法，复合管由内层胚管C1）、缠绕带增强体（2）和外层管（3）复合而成，缠绕带增强体（2）是由多层缠绕带在内层胚管上作交叉缠绕而形成的缠绕带增强体结构，缠绕带（2．1）有n层，n为≥2的自然数。所述方法包括预制缠绕带和制备复合管，制备复合管包括：

基于反演优化算法的钢丝-热熔胶黏结界面失效行为研究

钢丝缠绕增强塑料复合管(PSP)综合性能优异,在石油、化工、供水等行业得到广泛应用。但在高温高压极端环境下,管材内部钢丝与热熔胶之间发生界面脱黏失效。为研究钢丝-热熔胶黏结界面失效行为,文章进行单钢丝/热熔胶试样的拉拔试验,建立与试验加载过程相一致的单钢丝拉拔有限元模型。基于内聚力理论模拟钢丝-热熔胶的黏结作用,依据反演优化计算思想,开发了ABAQUS-Python-MATLAB交互程序,实现每一轮拉拔力-位移计算曲线与试验曲线自动比对与界面参数的持续优化。通过反演得到的内聚力参数代入不同钢丝埋深的拉拔模型,其拉拔力峰值与对应位移的计算结果与试验结果良好吻合,反演所得参数可真实反映钢丝-热熔胶黏结作用。

制造钢丝增强复合塑料管材的装置

本实用新型提供了一种制造钢丝增强复合塑料管材的装置。该装置包括芯管挤出装置，牵引机，至少1台钢丝缠绕或钢丝编织机，聚合物外层挤出复合装置，定径定型箱，切割机，其特征在于在钢丝缠绕机或钢丝编织机和聚合物外层复合装置之间或钢丝缠绕机或钢丝编织机之间设置有对钢丝增强体进行高频加热的加热装置，加热装置中的加热圈围绕钢丝增强体设置。本实用新型装置能对钢丝快速加热，加热效果好，并且不会引起对芯管加热变形，芯管可制成薄壁管，降低了复合塑料管材生产成本。