一种竹缠绕压力管道的制备工艺的制作方法

本发明涉及压力管道制造，特别是涉及一种竹缠绕压力管道的制备工艺。

背景技术：

1、竹缠绕复合管道作为一种以竹材为增强基材的生物基复合材料管道，凭借其绿色低碳、轻质高强、耐腐蚀及资源可再生利用等优势，已在市政排水、农田灌溉等常压输水领域得到广泛推广应用。此类管道通常以连续竹篾为增强材料，以热固性树脂为粘接基体，通过缠绕固化工艺在钢制芯模上一体成型，常规结构主要包括内衬层、结构层以及外部防护层。

2、然而，现有公开及产业化应用的竹缠绕管道大多为常压排水管道，并非针对带压输水工况设计，在实际高压生产制备和承压应用过程中仍存在多项技术瓶颈，难以满足压力管道的使用标准。在缠绕成型工艺方面，传统竹缠绕管道采用单一恒定张力缠绕方式，铺层结构未依据压力管道环向受力特性进行力学优化，环向承压竹篾排布密度不足，轴向抗弯曲铺层设计不合理。该成型方式制备得到的管道环刚度低、内压承载能力弱，仅适用于低压、无压排水场景，无法适配深埋铺设、中高压输水等复杂工程工况。同时传统缠绕工艺工序连贯性差，人工干预程度高，生产一致性差，批量产品力学性能波动明显。

3、针对竹缠绕管道承压性能不足的行业痛点，现有公开改进技术方案优化幅度有限，无法从根本上解决带压输水适配性问题。例如现有专利cn202511936373.4公开了一种竹缠绕管材制备方法，该方案仅针对传统常压管道的成型工艺进行常规优化，未对管道铺层结构、防渗体系、树脂施胶工艺及固化工艺进行承压适配设计，制备得到的管材仍为常压排水管材，不具备中高压输水承压能力，无法应用于带压输水工况。

4、综上，目前行业内缺乏一种工艺合理、胶层稳定、承压能力强且成品一致性高的竹缠绕压力管道制备工艺，导致竹缠绕复合管材无法拓展至中高压市政输水、工业流体输送、深埋压力管网等高端应用场景，极大限制了竹缠绕复合材料管道的产业化推广与应用范围。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种竹缠绕压力管道的制备工艺，以解决上述现有技术存在的问题，有效提升管道的环向承压能力、整体结构稳定性及水压防渗性能，使制备得到的竹缠绕管道能够满足带压输水使用工况。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种竹缠绕压力管道的制备工艺，所述管道由内至外依次包括内衬层、结构层和外防护层；所述制备工艺包括如下步骤：

4、s1、制备内衬层：在旋转的缠绕模具表面依次缠绕一层聚酯薄膜、一层浸渍有树脂的竹纤维针织毡、两层玻璃纤维针织毡、一层涤纶网格布、两层玻璃纤维丝、一层涤纶网格布，成型得到内衬层；

5、s2、制备结构层：在成型的内衬层表面淋涂树脂混合物，同时以涤纶网格布、玻璃纤维网格布、环向竹篾帘为由内到外的单元层循环缠绕四层，再依次缠绕一层竹纤维毡、一层涤纶网格布，成型得到结构层；

6、s3、制备外防护层：在缠绕完成结构层的管道表面淋涂添加色浆的树脂混合物，成型得到外防护层；

7、s4、固化处理：将完成三层结构制备的管道连同模具一同放入固化炉，以5~20 r/min的速度旋转，同时加热至100~120℃，保温15~30分钟完成固化；

8、s5、修整加工：对固化后的管道接口进行铣削加工；

9、s6、脱模处理：将管道与模具分离，得到竹缠绕压力管道半成品；

10、s7、精细打磨：对脱模后的管道接口进行精细打磨，完成管道制备，放置保存。

11、在一些实施方式中，所述内衬层为多层复合致密防渗结构，通过聚酯薄膜、竹纤维针织毡、玻璃纤维针织毡、玻璃纤维丝与双层涤纶网格布交错复合，形成无毛细渗水通道的防渗屏障，适配带压输水防渗漏工况。

12、在一些实施方式中，所述结构层的四层单元层采用连续缠绕成型工艺，环向竹篾帘与玻璃纤维网格布、涤纶网格布复合交织，形成高强度复合受力骨架，提升管道环向承压能力与结构稳定性。

13、在一些实施方式中，所述树脂包括不饱和树脂、促进剂与固化剂，施胶方式为淋胶，施胶流程为：预先将不饱和树脂与促进剂混合，淋胶前与固化剂气动搅拌混合，即混即用。

14、在一些实施方式中，所述树脂混合物由不饱和树脂、促进剂、钙粉、固化剂组成，采用淋胶方式施胶，施胶流程为：预先将不饱和树脂、钙粉、促进剂混合，淋胶前与固化剂气动搅拌混合，即混即用。

15、在一些实施方式中，所述内衬层所用树脂、结构层所用树脂混合物均采用分体预混、即时搅拌的施胶工艺，保证树脂固化活性，使各功能层充分浸润粘结，杜绝层间空鼓、脱层、气泡缺陷。

16、在一些实施方式中，所述固化工序采用动态旋转加热固化方式，管道全程匀速旋转，实现管壁整体均匀受热、固化一致，保障管道整体结构一体性与力学均匀性。

17、在一些实施方式中，所述外防护层所用树脂混合物为添加色浆的改性不饱和树脂体系，兼具防护、耐候与外观美化效果，可保护内部结构层免受外界环境侵蚀。

18、在一些实施方式中，管道成型后经接口铣削、精细打磨双重工序处理，保证管道接口平整度与配合精度，有效避免接口渗漏，满足带压输水密封要求。

19、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

20、1、结构受力合理，抗开裂、无应力集中：本发明结构层采用涤纶网格布、玻璃纤维网格布、环向竹篾帘逐层铺设的三层复合单元结构，并重复缠绕四层，再辅以竹纤维毡与涤纶网格布整体补强。多层复合铺层结构可均匀分散管道内压与外部载荷，有效解决传统单一竹篾结构受力不均、局部应力集中及层间开裂的缺陷，显著提升管道整体结构稳定性。

21、2、力学性能优异，环刚度高，承压能力强：通过玻纤、涤纶织物与环向竹篾协同复合缠绕，大幅提升管道环向强度与整体环刚度，管材承载性能显著优于传统常压竹缠绕管道，结构整体性好、形变小，可稳定适应承压输水工况。

22、3、防渗性能可靠，满足国标压力管道要求：本发明配套优化内衬防渗结构与施胶、固化工艺，成品可满足gb/t 37805-2019竹缠绕复合管水压渗漏检测要求，带压工况下无渗漏、无冒汗，彻底解决传统常压管道承压易渗水的问题。

23、4、适用范围更广，工程实用性强：传统竹缠绕管道仅适用于无压、常压排水场景，本发明通过结构与工艺优化，使竹缠绕管道具备带压输水能力，可广泛应用于压力输水、深埋管网等复杂工程场景，极大拓展了竹缠绕复合管道的应用领域。

1.一种竹缠绕压力管道的制备工艺，其特征在于，所述管道由内至外依次包括内衬层、结构层和外防护层；所述制备工艺包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的竹缠绕压力管道的制备工艺，其特征在于：所述内衬层为多层复合致密防渗结构，通过聚酯薄膜、竹纤维针织毡、玻璃纤维针织毡、玻璃纤维丝与双层涤纶网格布交错复合，形成无毛细渗水通道的防渗屏障，适配带压输水防渗漏工况。

3.根据权利要求1所述的竹缠绕压力管道的制备工艺，其特征在于：所述结构层的四层单元层采用连续缠绕成型工艺，环向竹篾帘与玻璃纤维网格布、涤纶网格布复合交织，形成高强度复合受力骨架，提升管道环向承压能力与结构稳定性。

4.根据权利要求1所述的竹缠绕压力管道的制备工艺，其特征在于：所述树脂包括不饱和树脂、促进剂与固化剂，施胶方式为淋胶，施胶流程为：预先将不饱和树脂与促进剂混合，淋胶前与固化剂气动搅拌混合，即混即用。

5.根据权利要求1所述的竹缠绕压力管道的制备工艺，其特征在于：所述树脂混合物由不饱和树脂、促进剂、钙粉、固化剂组成，采用淋胶方式施胶，施胶流程为：预先将不饱和树脂、钙粉、促进剂混合，淋胶前与固化剂气动搅拌混合，即混即用。

6.根据权利要求1所述的竹缠绕压力管道的制备工艺，其特征在于：所述内衬层所用树脂、结构层所用树脂混合物均采用分体预混、即时搅拌的施胶工艺，保证树脂固化活性，使各功能层充分浸润粘结，杜绝层间空鼓、脱层、气泡缺陷。

7.根据权利要求1所述的竹缠绕压力管道的制备工艺，其特征在于：所述固化工序采用动态旋转加热固化方式，管道全程匀速旋转，实现管壁整体均匀受热、固化一致，保障管道整体结构一体性与力学均匀性。

8.根据权利要求1所述的竹缠绕压力管道的制备工艺，其特征在于：所述外防护层所用树脂混合物为添加色浆的改性不饱和树脂体系，兼具防护、耐候与外观美化效果，可保护内部结构层免受外界环境侵蚀。

9.根据权利要求1所述的竹缠绕压力管道的制备工艺，其特征在于：管道成型后经接口铣削、精细打磨双重工序处理，保证管道接口平整度与配合精度，有效避免接口渗漏，满足带压输水密封要求。