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玻璃鋼纖維纏繞工藝概述

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-02-22  來源:FRPAPP.COM  瀏覽次數:308
核心提示:玻璃纖維纏繞是玻璃鈳結構生產中的一種重要的成型工藝,由于這種工藝易于實現機械眈,自動化,與其它成型工藝相比,勞衛條件好,勞動強度低,且產品的質量穩定,成本低,因此得到了廣泛的應用。纖維纏繞工藝一般可分為干法纏繞和濕法纏繞兩類.

    玻璃纖維纏繞是玻璃鈳結構生產中的一種重要的成型工藝,由于這種工藝易于實現機械眈,自動化,與其它成型工藝相比,勞衛條件好,勞動強度低,且產品的質量穩定,成本低,因此得到了廣泛的應用。纖維纏繞工藝一般可分為干法纏繞和濕法纏繞兩類.
    所謂干法纏繞,是將干纖維束纏繞在芯模上,然后噴涂樹脂,并用壓輥滾壓浸透的工藝方法,采用這種方法纏繞,設備清潔,可改善勞衛條件,但對連續纖維的無捻性、浸透性要求較嚴,并需要充分滾壓,否則容易發生干裂現象。
    濕法纏繞是將浸膠后的玻璃纖維集束,在一定的張力控制下直接纏繞在芯膜上的工藝方法,采用這種方法可使不同規格纖維有較強的適應性,無需滾壓即可使纖維充分浸透。使用這種方法生產的產品質量穩定,氣密性能好,但對纏繞過程的各個環節需要嚴格的人工維護,從而增加了勞動強度。例如,導絲頭,浸膠槽等裝置在每次纏繞結束必須認真刷洗,使其保持良好的清潔狀態。盡管如此,每次成型結束后,在浸膠槽內以及纏繞機周圍的工怍區域內不可避免地剩留或滴落一部分村脂,造成浪費和不衛生。
    在上述干法和濕法的基礎上又出現了改進的工藝方法,即干預浸法和濕預浸法,干預浸法對于難于直接以液體狀態使用的樹脂,是比較適宜的.例如酚醛樹脂、苯基硅烷樹臘、有機硅樹脂、鄰苯二甲酸二丙稀酯樹脂和間苯二甲酸酯樹脂。濕預浸法是在纖維浸過榭脂,井使樹脂部分固化后再供纏繞使用,這種方法的主要優點是生產效率高,而且浸漬效果更好。

    無論采用上述哪一種纏繞工藝,選擇纖維纏繞方向是十分重要的,因為,纖維纏繞方向可以決定其結構在不同方向的強度比,而這種強度比可根據結構實際受力狀態進行選擇,從而有可能設計一種能充分發揮材料效率的結構,也就是說,在纖維纏繞結構的任何方向上,載荷所要求的強度能與材料提供的實際強度基本相適應,而金屬就做不到這一點。內壓圓筒是一個典型的例子,采用纏繞角θ=55°,就可使結構在環向與軸向的強度比(2:1),恰好與實際受力狀態一致,并且纖維纏繞工藝可使玻璃鋼結構獲得合理的強度分配。
    由此可見,為了提高制品強度,必須嚴格控制纖維纏繞方向,而要做到這點,自動纏繞機必須按設計參數進行制品的纏繞,浸膠系統必須處于完全穩定的狀態,自動纏繞機主要是參考紡織技術而設計和發展的。根據產品的結構型式,可使用不同類型的纏繞機進行纏繞,盡管已經有了各種各樣纏繞機,但目前國內能進行批量生產的產品僅限于具有迴轉曲面的迴轉曲產品,如管、貯罐、運輸罐等。因此,本章主要討論這幾種產品纖維纏繞工藝。
    采用纖維纏繞工藝制造的管,貯罐和運輸罐等結構,具有重量輕、強度高的特點,纖維纏繞玻璃鋼的密度在1.5-1.9g/cm3之間,只有普通碳鋼的1/4-1/5,比輕金屬鋁還要輕l/3左右,而靜態機械強度能接近或超過普通碳鋼的水平.例如:一般螺旋纏繞管的環向強度均在1500kgf/cm3以上,而環向纏繞管的環向強度可達到4000kgf/cm2.若按比強度(強度值/密度值)計算,玻璃鋼大大超過普通碳鋼。
  纖維纏繞玻璃鋼的另一個主要特點是能耐化學腐蝕,選用不同類型防腐蝕的纏繞玻璃鋼內襯,可耐一般不同濃度不同類型的酸、堿、鹽及多種油類、海水和有機溶劑等,因此,玻璃鋼管、罐可廣泛用于石油化工,市政排污等工程,此外,纖維纏繞玻璃鋼還具有傳熱慢、電絕緣性能和電磁波透過性能好等特點,而且,還具有成型工藝,運輸安裝,以及維修均比較方便的特點。
    但是,纖維纏繞玻璃鋼也有其局限性,由于纖維增強塑料的樹脂基體是對溫度依賴性很強的高分子材料,因此與一般工業材料相比,其最高使用溫度要低得多.不同的樹脂類型具有不同的耐溫性,一般而言,玻璃鋼宜于在小于70℃的溫度下長期工作,某些耐溫性較好的玻璃鋼,如脂環族環氧玻璃鋼,聚酰亞胺玻璃鋼等,其長期工作溫度也只能在200℃左古,遠較金屬的使用溫度低。
    老化現象是纖維纏繞玻璃鋼的一個重要缺陷,由于各種環境及化學侵蝕的長期作用,導致玻璃鋼的力學性能降低,從而在結構設計時,不得不采用較高的安全系數以確保產品結構能夠長期正常的工作。
    此外,纖維纏繞玻璃鋼另一個缺陷是:剛度較低,大約是普通碳鋼的十分之。,即使是按剛度比(彈性模量值/密度值)計算也要比普通碳鋼低,因此,某些產品采取夾層結構或加筋結構的方法來克服變形過大的問題。
    綜上所述,纖維纏繞工藝仍需繼續進行研究和改進,充分發揮纖維纏繞玻璃鋼的優點,克服其不足,目前,尚須進一步研究和解決的問題有:
    (1)提高和改善原材料的技術性能,要對增強材料的強度和彈性性能、樹脂延伸率、耐高溫、耐腐蝕性能及其工藝性(粘結性、流動性、浸潤性及固化性能等)進行研究.
    (2)纏繞工藝必須緊密和結構設計結合起來,通過結構設計所確定韻合理結構型式和設計參數,確定合理的工藝制度,以提高產品質量,生產效率和技術經濟指標.
    (3)建立健全嚴格的質量檢驗和管理制度,要對從原材料到產品的整個工藝中的各個環節進行檢驗和管理
 
 
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