[发明专利]一种热塑性缠绕管道铺层工艺

权利要求书

1.一种热塑性缠绕管道铺层工艺，其特征在于，该工艺为管道结构层的缠绕铺层设计，通过改变连续纤维增强热塑性树脂预浸带在芯模上的缠绕角度以及铺层顺序，来设计管道在轴向和环向上的抗拉强度；通过将缠绕到芯模上的预浸带完全熔融，同时控制缠绕张力，来控制树脂的均匀分布。 

2.根据权利要求1所述的一种热塑性缠绕管道铺层工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤： 

(1)缠绕前在缠绕设备上设定缠绕参数，编制缠绕程序； 

(2)根据所设定的参数计算出的带宽，将连续增强纤维浸渍热塑性树脂预浸带预先裁切成设定宽度； 

(3)启动缠绕程序，将预浸带缠绕在芯模上，同时开启红外加热器，在缠绕的过程中对预浸带进行预热并熔融； 

(4)在交叉缠绕与环向缠绕交替进行的过程中，对每个环向缠绕完成时通过压辊压实，完成对管道的缠绕铺层。 

3.根据权利要求2所述的一种热塑性缠绕管道铺层工艺，其特征在于，步骤(1)中所述的缠绕参数包括芯模直径、缠绕角度、带宽、交叉缠绕与环向缠绕的铺层次序及对应层数。 

4.根据权利要求2所述的一种热塑性缠绕管道铺层工艺，其特征在于， 

所述的交叉缠绕角度为45°～75°。 

5.根据权利要求2所述的一种热塑性缠绕管道铺层工艺，其特征在于，缠绕时，采用交叉缠绕和环向缠绕相结合的工艺，每交叉缠绕一层或者两层需配置一层环向缠绕进行压实，如此循环，且缠绕张力由内至外逐渐递减。 

6.根据权利要求2所述的一种热塑性缠绕管道铺层工艺，其特征在于，步骤(2)中所述的带宽根据系统中设定的芯模直径及缠绕角度计算得到，其中带宽与缠绕角度相互影响。；环向缠绕时，带宽与缠绕角度之间的关系可以通过公式b＝πDcosα来设计，其中(b表示带宽，D表示芯模直径，α表示缠绕角度)。；交叉缠绕时，其带宽为公式为b＝(πDcosα)/n，其中n表示缠绕切点数，即小车往返次数。 

7.根据权利要求2所述的一种热塑性缠绕管道铺层工艺，其特征在于，步骤(2)中所述的裁切采用分切机将预浸带裁成需要的宽度。 

8.根据权利要求2所述的一种热塑性缠绕管道铺层工艺，其特征在于，步骤(3)中所述的预热控制在预浸带缠绕至芯模上之前进行；所述的熔融控制在预浸带缠绕至芯模上的过程中进行。 

9.根据权利要求2所述的一种热塑性缠绕管道铺层工艺，其特征在于，步骤(4)中采用压辊的压力为0.1～0.2MPa。 

10.根据权利要求1或2所述的一种热塑性缠绕管道铺层工艺，其特征在于，所述的连续纤维增强热塑性树脂预浸带中，连续纤维为玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维；热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯或聚酰胺。