玻璃鋼夾砂管是以熱固性樹脂為基體,以玻璃纖維及其制品為增強材料,采用計算機控制機械纏繞工藝制成。從工藝結(jié)構(gòu)可分為純玻璃鋼管道和玻璃鋼夾砂管兩類,兩者的主要區(qū)別是前者為纖維纏繞實心玻璃鋼結(jié)構(gòu),后者是采用連續(xù)纖維纏繞和夾砂工藝成型,管壁中間層做成樹脂砂漿層以增加管壁厚度、提高管道強度、增強抗外載能力。
一、具有優(yōu)良的力學、物理性能
玻璃鋼管道具有優(yōu)良的力學物理性能,其密度是1.9×103Kg/m3,約為鋼材的1/4,環(huán)向抗拉強度約為300MPa,軸向抗拉強度約為160MPa。其比強度遠高于鋼材、鑄鐵、塑料等其他材料,此外,它還是熱和電的絕緣體。
二、耐腐蝕、抗老化、使用壽命長
玻璃鋼具有特殊的耐化學腐蝕性能,能抵抗酸、堿、鹽、海水、污水、腐蝕性土壤及多種溶劑的侵蝕,使用產(chǎn)品無需做任何防腐處理。產(chǎn)品按美國ASTM標準設(shè)計,其設(shè)計壽命為50年,50年后其強度保留率仍高達64~70。
三、內(nèi)表面光滑,水力性能優(yōu)異
玻璃鋼管道內(nèi)表面相當光滑,曼寧系數(shù)只有0.0084。水力學上所采用的HazenwilliamsC系數(shù)可長期保持在145~150范圍內(nèi)。這就意味著選用玻璃鋼管道輸送流體的壓頭損失小,可提高輸送能力20%以上,節(jié)省泵的功率和能源(約30%~40%),減少長期運行費用。因此,在相同的工況條件下可選用較小的管徑或功率小的輸送泵,從而降低工程的一次性投資。
四、重量輕,運輸、安裝、維護方便
由于玻璃鋼管道比重小、重量輕,等徑條件下,其單位長度重量約等于鋼管的30%,是混凝土管重量的8~10%,且單管長、接頭少,因此運輸安裝十分方便。玻璃鋼管不需防腐、防銹、防污、絕緣等處理,節(jié)約運行過程的維護費。
五、接口可靠,不爆管,性好
玻璃鋼管道具有特殊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能,當介質(zhì)壓力達到極限時,管道的破壞表現(xiàn)為冒汗而不爆管,當壓力下降到一定的范圍后,仍可正常使用。此外,管道采用承插式雙“O”型密封圈柔性連接,在管接口處有試壓裝置,安裝過程中,可進行單管接口的水密封試驗,又可保證真空條件下的密封,確保接口可靠。
六、無害,無二次污染
管道內(nèi)襯層可選用食品級樹脂制造,符合玻璃纖維增強不飽和聚酯樹脂食品容器的技術(shù)規(guī)范,達到GB13115—91衛(wèi)生標準,完全滿足城市供水工程的使用要求。同時在使用過程中不腐蝕、不結(jié)垢、不滋生藻類和其他微生物,不會對介質(zhì)造成二次污染。
玻璃鋼夾砂管生產(chǎn)工藝
1.管壁結(jié)構(gòu)說明
管壁結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外分為:內(nèi)襯層、內(nèi)纏繞層、樹脂砂漿層、外纏繞層、外保護層。
內(nèi)襯層起防腐、防滲作用,內(nèi)纏繞層與樹脂砂漿層擔負起管道的強度和剛度作用,外保護層起抗老化、防腐蝕、防日曬的作用。
此結(jié)構(gòu)把強度大的纖維纏繞層分布在內(nèi)層和外層,而強度較低的石英砂漿層分布在彎曲應(yīng)力很小的中性層附近,是經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方式,充分利用各種材質(zhì)的優(yōu)越性,是符合材料可設(shè)計性的優(yōu)良體現(xiàn)。
2.管道制作工藝流程
→模具準備
→設(shè)備調(diào)試、原材料準備
→管道內(nèi)襯制作
→遠紅外固化站對內(nèi)襯進行凝膠
→內(nèi)襯質(zhì)量檢驗
→管道增強纏繞及加砂
→遠紅外固化站對管道整體進行加熱固化
→管道外觀及主要尺寸檢驗
→管道承插口尺寸檢驗
→管道脫模
→1.5倍工作壓力試驗及其它標準要求的檢測項目
3.工藝詳細說明
(1)內(nèi)襯層
在處理干凈的模具上,使用加入一定比例催化劑和促進劑的樹脂,樹脂的種類視工況條件選定。一般分為:普通、防腐、高等級防腐、食品衛(wèi)生等級等幾大類。由計算機控制配比并將樹脂均勻噴涂在模具表面,依次由里到外分別使用玻璃纖維表面氈等短纖維織物增強,并用網(wǎng)狀布進行趕除氣泡,使其整體密實,同時采用計算機控制的先進檢測儀器在生產(chǎn)過程中實時檢測控制,要求該層樹脂含量≥65%,厚度≥1.2mm。
(2)纏繞層、夾砂層及外保護層的制作
將設(shè)計好的參數(shù)輸入計算機,待內(nèi)襯凝膠后,由計算機控制用無捻玻璃纖維行往復(fù)式纏繞直至內(nèi)部纏繞層厚度。隨即利用“占位毛細”理論進行環(huán)向加入石英砂和20%-30%比例的樹脂,合理控制夾砂層厚度及夾砂量,并由帶上較大張力的兜砂布和環(huán)向纖維進行密實纏繞,直至達到設(shè)計夾砂層厚度后分離夾砂設(shè)備,按規(guī)定厚度制作外纏繞層和外敷樹脂含量的保護層。達到與內(nèi)、外纏繞層的強度與剛度的綜合。管道的插口毛坯由計算機控制纏繞同步制作,該部分不許加入石英砂。
(3)固化、修整、脫模
待管道的巴氏硬度大于20時,用對應(yīng)管道規(guī)格的磨刀,自動化修整出雙“O”型槽,并在其表面均勻涂上0.3-0.5mm厚的高斷裂延伸率的界面封閉樹脂。同時切割承口、插口毛坯。待雙“O”型槽上的樹脂固化不粘手后,用液壓脫模機將管道和模具分離,并在管道中間部位按要求做標記。
(4)管道水壓試驗及擺放
按國家標準之規(guī)定,對管道進行水壓實驗。將管道注滿水,均勻升壓至管道設(shè)計壓力的1.5倍,保壓2分鐘以上,仔細檢查管道的表面和壓力表,試驗合格后,入庫。管道擺放時,應(yīng)三點支撐管道并使承插口懸空。