工艺管道设计说明

一设计方法:

1、概述。本次投标产品的设计,我厂设计人员将参照贵方所提供的技术规格及工程图纸,运用意大利引进软件和数据库,根据纤维缠绕玻璃钢设计规范,计算产品的环向应力、轴向应力、弯曲泊松系数,进而选材、产品壁厚、铺层、缠绕角度补强面积等工艺参数。最后我们运用有限元软件,模拟产品使用后的变形、受力等情况,验证产品的设计结果,以确保产品的适用性、安全性。

2、设计技术。我厂从意大利萨普拉斯特公司引进了其三十年的玻璃钢设计数据库,从美国引进了有限元计算演示软件。以此为基础结合我公司十几年的实践经验及武汉工业大学、上海华东理工大学等对各种树脂、纤维材料的实验数据,运用计算机进行产品设计开发,保证设计准确性。我公司的设计所产品设计水平,在国内玻璃钢行业处于领先地位。

3、设计思路:

  • 设计步骤:根据应用领域、工况条件、管道厚度、跨度、热应力分析、伸缩节等进行设计计算。
  • 重点:A、由于管道主要是承受输送介质内压作用及在自重和风雪载荷作用下的轴向弯矩作用。所以管道壁厚一般是根据管内压引起的环向应力来决定的,并用轴向应力进行校核。B、跨度计算是地上管道设计中的一个重要组成部分,跨度过大,将影响管道的正常工作,跨度过小,则造成投资费用增加。管道跨度的大小,决定于管材的强度、管的截面刚度、外载荷的大小、管道敷设的坡度以及管道允许的最大挠度。因此我们一般根据管道的刚度和强度两个条件来确定管道的跨度。

二标准

1、设计标准:行标JC552-1995;

2、安装标准:Q/ZY09—95;

3、维修标准:Q/ZY12—95。

三设计用原材料参数

我厂设计用原材料参数来之有据,均是我厂质检中心或委托武汉工业大学、上海同济大学等单位测得。数据同我公司工艺等相符,准确度高。

指标名称

指标

环向抗拉强度(MPa)

389

轴向抗拉强度(MPa)

74.2

环向弹性模量(MPa)

29×103

轴向弹性模量(MPa)

10×103

吸水率(%)

0.18

表面固化度(巴柯尔)

42

比重(g/cm3)

1.9~2.1

四产品工艺设计

玻璃钢的结构大体为四层:内衬层,次内层,加强层,外保护层。

    • 内衬层的作用:通常是由玻璃纤维表面毡、内衬树脂组成的富树脂层,树脂含量为92%以上。是防渗防腐层,气密性好,光洁度高。
    • 次内层的作用:(也称中间耐腐蚀层)通常采用内衬树脂加针织毡增强,树脂含量为75%以上。其作用除了作为耐腐蚀的外,更主要的是保护内衬层,起到保护或阻止内衬层裂纹延展的作用。
    • 结构层:用无碱无捻玻璃纤维缠绕纱浸润结构树脂后环向和交叉向结合的方法缠绕成型,树脂含量为35%。作用是承受各种应力及外载荷。壁厚是由我公司设计人员参照贵方所提供的技术规格及工程图纸,运用意大利引进软件和数据库,根据纤维缠绕玻璃钢设计规范,通过合理、科学的计算产品的环向应力、轴向应力、弯曲泊松比的,最终确定的。
    • 外表面层,保护管道和管件不受外界机械损伤和防止大气老化,它的组成与内表层相同,可与结构层结合在一起。

冀州市华信玻璃钢有限责任公司

技术部

工艺管道生产工艺

一、管壁结构说明:

管壁结构从内到外分别为:内衬层、次内衬层、缠绕层、外部保护层。

内衬层、次内衬层起防腐、防渗作用,缠绕层担负起管道的强度和刚度作用,外保护层起抗老化、防腐蚀、抗日晒的作用。

二、管道制作工艺流程图

→模具准备

→设备调试、原材料准备

→管道内衬制作

→远红外固化站内衬固化

→内衬质量检验

→管道增强层缠绕

→远红外管道整体固化

→管道外观及主要尺寸检验

→管道脱模

→1.5倍工作压力水压试验及其它标准要求的检测项目

→管道包装入库

三、工艺详细说明:

(1)准备工序

a、设备调试。首先认真检查设备运转及工作部位是否正常,特别要细心检查树脂-固化剂双组分泵是否有堵塞现象,之间配比是否达到设计要求;要确保制衬、缠绕、修整、脱模等设备的运行稳定和工作精度;

b、清理模具。要求模具表面无坑凹、粉尘、杂物及其他附着物,模具要作到表面平滑,有问题及时修理、维护;

c、缠聚酯薄膜。为方便管道脱模,在模具表面应包覆1层聚酯薄膜,薄膜搭接宽度1~2㎝,厚度为40um之间。要求薄膜无破损,无皱折,两面光滑洁净。薄膜产品质量满足GB 13950-1992的要求。

(2)制衬工序

a、内衬树脂配制。按质检部门根据当时的工作环境、温度条件作出的树脂配方体系进行内衬树脂配兑,配料量要根据制造进度合理掌握。当现场情况发生变化时,质检部门和制造部门应及时调整配方,并按新配方配制需用的树脂;

b、增强材料准备。按设计要求将制作内衬需用的增强材料运送到指定位置,并对一些宽幅面的增强材料先裁切加工到设计宽度;

c、内衬层制作。按设计要求的铺层步骤进行内衬层制作,各单层铺设过程中应施加合理的张力,相互之间适量搭接,并用组合压辊反复滚压赶出气泡以保证纤维完全浸透。并要求各增强材料层达到设计的树脂含量要求;

d、初步自检。按设计要求铺覆完各层后,要求操作工人进行初步的质量检测:内衬是否达到设计厚度,局部是否有贫胶、挂胶现象,是否有白斑、气泡,是否有等,若发生上述情况应及时汇报并采取处理措施;

e、进入内衬远红外深度固化工序。

(3)远红外深度固化

我公司生产制造的玻璃钢管道都必须进行远红外深度固化处理,目的是:可以提高内衬层的固化度,改善管道的抗腐耐温性能;

(4)过程质量检验

在缠绕前再次确认内衬无气泡、气孔,无杂质,表面平整,树脂含量合理,无白斑和局部固化不良等现象。必须认真检查内衬是否合格,不合格的严禁上机缠绕。

(5)缠绕工序

将设计好的参数输入微机,待内衬固化后,由微机控制用无碱无捻玻璃纤维进行往复式缠绕直至缠绕层厚度。按规定厚度外敷100%树脂含量的外保护层。缠绕层的树脂含量一般为35%左右,其厚度取决于管道设计的强度和刚度的综合。

(6)红外线固化

管道进入固化养护阶段。在固化过程中应以适宜的转速保持模具滚动,使其均匀固化。固化过程中应注意监控管体温度,合理调整固化方案。

(7)修整、脱模:

待管道的巴氏硬度大于30时,对管道端口进行修整。然后用液压脱模机将管道和模具分离,并在其管道中间部分按要求作标记。

(8)管道水压试验及摆放:

每批管道按规定进行水压试验,注满水,均匀升压至管道设计压力的1.5倍,并保压不低于2分钟,仔细检查管道的表面和压力表。试压合格后三点支撑摆放管道。
冀州市华信玻璃钢有限责任公司