Filamentlindningsprocessen är en av tillverkningsprocesserna av hartsmatriskomposit. Det finns tre huvudformer av lindning, ringlindning, planlindning och spirallindning. De tre metoderna har sina egna egenskaper, och våtlindningsmetoden är den mest använda på grund av dess relativt enkla utrustningskrav och låga tillverkningskostnad.
Den dimensionella lindningsprocessen är en av de viktigaste tillverkningsprocesserna för hartsbaserade kompositmaterial. Det är en slags kontinuerlig fiber- eller tygtejp impregnerad med hartslim under betingelse av kontrollerad spänning och förutbestämd linjeform och sedan lindas kontinuerligt, enhetligt och regelbundet på kärnformen eller fodret, och sedan vid en viss temperatur härdas det under miljön för att bli en gjutmetod för kompositmaterial för produkter med en viss form. Schematisk diagram över filamentlindningsprocessen 1-1.
Det finns tre huvudformer för lindning (Figur 1-2): ringlindning, planlindning och spirallindning. Det ringlindade förstärkningsmaterialet lindas kontinuerligt på kärnformen i en vinkel nära 90 grader (vanligtvis 85-89 grader) med dornens axel. Den inre riktningen lindas kontinuerligt på kärnformen, och det spirallindade armeringsmaterialet är också tangent till kärnformens två ändar, men lindas kontinuerligt på kärnformen i ett spiraltillstånd på kärnformen.
Utvecklingen av filamentlindningsteknik är nära besläktad med utvecklingen av armeringsmaterial, hartssystem och tekniska uppfinningar. Även om det i Han -dynastin pågick en process med impregnering av långa trästolpar med längsgående bambussilke och ringsilke och impregnering med lack för att göra långa vapenstolpar som Ge, Halberd, etc., var det först på 1950 -talet som filamentet lindades processen blev verkligen en teknik för tillverkning av kompositmaterial. . 1945 användes filamentlindningstekniken för att framgångsrikt tillverka en fjäderlös hjulupphängning. 1947 uppfanns den första filamentlindningsmaskinen. Med utvecklingen av högpresterande fibrer som kolfiber och aramidfiber och framväxten av mikrodatorstyrda lindningsmaskiner har filamentlindningsprocessen, som tillverkningsteknik för kompositmaterial med hög mekaniserad produktion, snabbt utvecklats. Alla möjliga områden har tillämpats.
Enligt hartsmatrisens olika kemiska och fysikaliska tillstånd under lindningen kan lindningsprocessen delas in i tre typer: torr, våt och halvtorr:
1. Torr metod
Torrlindning använder förimpregnerat garntape som har doppats i förväg och befinner sig i steg B. Prepregtejpen tillverkas och levereras i en speciell fabrik eller verkstad. Vid torrlindning måste prepregtejpen värmas upp och mjukas på lindningsmaskinen innan den lindas på kärnformen. Eftersom liminnehållet, tejpstorleken och kvaliteten på prepreg -tejpen kan detekteras och screenas före lindning, kan produktens kvalitet kontrolleras mer exakt. Produktionseffektiviteten för torrlindning är högre, lindningshastigheten kan nå 100-200m/min och arbetsmiljön är renare. Emellertid är torrlindningsutrustningen mer komplicerad och dyrare, och den skiktade hållfastheten för den sårade produkten är också låg.
2. Våt
Våtlindning är att bunta ihop fibrer, doppade i lim och linda dem direkt på en kärnform under spänningskontroll och sedan stelna och forma. Utrustningen för våtlindning är relativt enkel, men eftersom tejpen lindas omedelbart efter doppning är det svårt att kontrollera och inspektera produktens liminnehåll under lindningsprocessen. Samtidigt när lösningsmedlet i limmet stelnar är det lätt att bilda defekter som bubblor och porer i produkten. , Spänningen är inte lätt att kontrollera under lindning. Samtidigt arbetar arbetare i en miljö där lösningsmedel avdunstar och korta fibrer flyger och arbetsförhållandena är dåliga.
3. Halvtorr
Jämfört med den våta processen, lägger den halvtorkade processen till en uppsättning torkutrustning på vägen från fiberdoppningen till lindningen till kärnformen, som i princip driver ut lösningsmedlet i garntejplimmen. Jämfört med torrmetoden förlitar sig halvtorrmetoden inte på en komplett uppsättning komplex prepreg-processutrustning. Även om produktens liminnehåll är lika svårt att kontrollera exakt som den våta metoden i processen, och det finns en extra uppsättning mellanliggande torkutrustning än den våta metoden, är arbetarnas arbetsintensitet större, men defekterna som t.ex. bubblor och porer i produkten reduceras kraftigt.
De tre metoderna har sina egna egenskaper, och våtlindningsmetoden är den mest använda på grund av dess relativt enkla utrustningskrav och låga tillverkningskostnad. Fördelarna och nackdelarna med de tre lindningsprocessmetoderna jämförs i tabell 1-1.
Huvudsaklig tillämpning av lindningsformningsprocessen
1. FRP -lagringstank
Lagring och transport av kemiska frätande vätskor, såsom alkalier, salter, syror etc., ståltankar är lätta att ruttna och läcka, och livslängden är mycket kort. Kostnaden för att byta till rostfritt stål är högre, och effekten är inte lika bra som kompositmaterial. Den fiberlindade underjordiska oljefiberförstärkta plastlagertanken kan förhindra oljeläckage och skydda vattenkällan. Dubbelväggiga komposit-FRP-lagertankar och FRP-rör tillverkade av filamentlindningsprocessen har använts i stor utsträckning på bensinstationer
2. FRP -rör
Filamentlindade rörprodukter används i stor utsträckning i oljeraffinaderier, petrokemiska antikorrosiva rörledningar, vattenledningar och naturgasledningar på grund av deras höga hållfasthet, goda integritet, utmärkta omfattande prestanda, lätt att uppnå effektiv industriproduktion och låga totala driftskostnader. Och fasta partiklar (såsom flygaska och mineraler) transportledningar och så vidare.
3. FRP -tryckprodukter
Filamentlindningsprocessen kan användas för att tillverka FRP -tryckkärl (inklusive sfäriska kärl) och FRP -tryckrörsprodukter som är under tryck (internt tryck, yttre tryck eller båda).
FRP-tryckkärl används mestadels i militärindustrin, till exempel fasta raketmotorskal, flytande raketmotorskal, FRP-tryckkärl, djupt vatten yttre tryckskal, etc. FRP-inslagna tryckrör kan fyllas med vätska och gas, och kommer inte att läckage eller skada under visst tryck, såsom avsaltning av havsvatten omvänd osmosrör och raketuppskjutningsrör. De utmärkta egenskaperna hos avancerade kompositmaterial har möjliggjort en framgångsrik tillämpning av raketmotorskal och bränsletankar med olika specifikationer som utarbetats av filamentlindningsprocessen, som har blivit huvudriktningen för motorutveckling nu och i framtiden. De inkluderar de inställningsjusterbara motorhuset så små som några centimeter i diameter och motorhusen för stora transportraketer så stora som 3 meter i diameter.
Reparationsmetod för FRP -lindningsrör
1. De främsta orsakerna till sammansatta produkters klibbiga yta är följande:
a) Hög luftfuktighet i luften. Eftersom vattenånga har fördröjning och hämning av polymerisation av omättat polyesterharts och epoxiharts kan det till och med orsaka permanent klibbighet på ytan och defekter som ofullständig härdning av produkten under lång tid. Därför är det nödvändigt att se till att produktionen av sammansatta produkter sker när den relativa luftfuktigheten är lägre än 80%.
b) För lite paraffinvax i omättat polyesterharts eller paraffinvax uppfyller inte kraven, vilket resulterar i hämning av syre i luften. Förutom att tillsätta en ordentlig mängd paraffin kan andra metoder (såsom tillsats av cellofan eller polyesterfilm) också användas för att isolera produktens yta från luften.
c) Dosen av härdare och accelerator uppfyller inte kraven, så dosen bör kontrolleras strikt enligt formeln som anges i det tekniska dokumentet när limet förbereds.
d) För omättade polyesterhartser förångas för mycket styren, vilket resulterar i otillräcklig styrenmonomer i hartset. Å ena sidan ska hartset inte värmas före gelning. Å andra sidan bör omgivningstemperaturen inte vara för hög (vanligtvis 30 grader Celsius är lämpligt), och mängden ventilation bör inte vara för stor.
2. Det finns för många bubblor i produkten och orsakerna är följande:
a) Luftbubblorna drivs inte helt, och varje lager av spridning och lindning måste rullas upprepade gånger med en rulle. Rullen bör göras till en cirkulär sicksack -typ eller en längsgående spårtyp.
b) Hartskets viskositet är för stor, och luftbubblorna som förs in i hartset kan inte drivas ut vid omrörning eller borstning. Behöver tillsätta en lämplig mängd spädningsmedel. Spädningsmedlet för det omättade polyesterhartset är styren; spädningsmedlet i epoxihartset kan vara etanol, aceton, toluen, xylen och andra icke-reaktiva eller glyceroleterbaserade reaktiva utspädningsmedel. Spädningsmedlet av furanharts och fenolharts är etanol.
c) Olämpligt urval av armeringsmaterial, de typer av armeringsmaterial som används bör omprövas.
d) Operationsprocessen är felaktig. Enligt de olika typerna av hartser och förstärkningsmaterial bör lämpliga processmetoder såsom doppning, borstning och rullningsvinkel väljas.
3. Orsakerna till delaminering av produkter är följande:
a) Fiberväven har inte förbehandlats eller behandlingen räcker inte.
b) Tygets spänning är otillräcklig under lindningsprocessen, eller det finns för många bubblor.
c) Mängden harts är otillräcklig eller viskositeten är för hög, och fibern är inte mättad.
d) Formeln är orimlig, vilket resulterar i dålig bindningsprestanda, eller härdningshastigheten är för snabb eller för långsam.
e) Under efterhärdning är processförhållandena olämpliga (vanligtvis för tidig värmehärdning eller för hög temperatur).
Oavsett delaminering orsakad av någon anledning måste delaminationen avlägsnas noggrant och hartskiktet utanför defektområdet måste poleras med en vinkelslip eller polermaskin, bredden är inte mindre än 5 cm och läggs sedan om enligt processkraven. Golv.
Oavsett ovanstående defekter bör lämpliga åtgärder vidtas för att helt eliminera dem för att uppfylla kvalitetskraven.
Orsaker och lösningar för delaminering orsakad av FRP -rör
Orsaker till delaminering av FRP -sandrör:
Orsaker: tape Tejpen är för gammal; TapeMängden tejp är för liten eller ojämn; ③ Varmvalsens temperatur är för låg, hartset smälts inte bra och tejpen kan inte fastna vid kärnbrunnen; The Tejpens spänning är liten; Amount Mängden oljigt släppmedel För mycket fläckar kärnväven.
Lösning: ①Limhalten i den självhäftande duken och liminnehållet i det lösliga hartset måste uppfylla kvalitetskraven; HotTemperaturen på varmvalsen justeras till en högre punkt, så att när den självhäftande trasan passerar genom den heta valsen är den självhäftande trasan mjuk och klibbig och rörkärnan kan fästas ordentligt. ③Justera bandets spänning; Use Använd inte oljeavgivande medel eller minska dosen.
Skummande på glasrörets innervägg
Anledningen är att ledarduken inte är nära matrisen.
Lösning: Var uppmärksam på operationen, var noga med att fästa ledarduken tätt och plant på kärnan.
Huvudorsaken till skumningen efter härdning av FRP eller skumningen efter härdning av röret är att bandets flyktiga innehåll är för stort och rullningstemperaturen är låg och rullhastigheten är snabb. . När röret värms upp och stelnar sväller dess kvarvarande flyktiga ämnen med värme, vilket får röret att bubbla.
Lösning: Kontrollera det flyktiga innehållet i tejpen, öka rullningstemperaturen på lämpligt sätt och sakta ner rullningshastigheten.
Anledningen till att röret skrynklas efter härdning är bandets höga liminnehåll. Lösning: Minska liminnehållet på tejpen på rätt sätt och minska rullningstemperaturen.
Okvalificerad FRP tål spänning
Orsaker: ① Tejpens spänning under rullning är otillräcklig, rullningstemperaturen är låg eller rullhastigheten är snabb, så att bindningen mellan duken och duken inte är bra, och den återstående mängden flyktiga ämnen i röret är stor; ② Röret är inte helt härdat.
Lösning: ① Öka bandets spänning, öka rullningstemperaturen eller sänk rullningshastigheten; Justera härdningsprocessen för att säkerställa att röret är helt härdat.
Frågor som bör noteras:
1. På grund av den låga densiteten och det lätta materialet är det enkelt att installera FRP-rör i områden med höga grundvattennivåer, och åtgärder mot flytande som bryggor eller avlopp i regnvatten måste övervägas.
2. Vid konstruktion av öppningströjor på de installerade glasstålrören och reparation av rörledningssprickor måste det likna de fullständiga torra förhållandena i fabriken och hartset och fiberduken som användes under konstruktionen måste härdas i 7 -8 timmar, och bygg- och reparation på plats är i allmänhet svårt att uppfylla detta krav.
3. Den befintliga underjordiska rörledningsdetekteringsutrustningen detekterar huvudsakligen metallrörledningar. Icke-metallrörledningsdetekteringsinstrument är dyra. Därför är det för närvarande omöjligt att upptäcka FRP -rör efter att ha begravts i marken. Andra efterföljande konstruktionsenheter är mycket lätta att gräva och skadar rörledningen under konstruktionen.
4. FRP-rörets anti-ultravioletta förmåga är dålig. För närvarande fördröjer de ytmonterade FRP-rören åldrandet genom att göra ett 0,5 mm tjockt hartsrikt lager och ultraviolett absorberare (bearbetad i fabriken) på ytan. Med tiden kommer det hartsrika skiktet och UV-absorbatorn att förstöras och därmed påverka livslängden.
5. Högre krav på djupet av täckande mark. I allmänhet är den ytligaste täckjorden av stålrör av SN5000 -kvalitet under den allmänna vägbanan inte mindre än 0,8 m; den djupaste täckande jorden är inte mer än 3,0 m; den ytligaste täckjorden i stålrör av SN2500 -kvalitet är minst 0,8 m; Den djupaste täckande jorden är 0,7 m respektive 4,0 m).
6. Påfyllningsjorden får inte innehålla hårda föremål som är större än 50 mm, såsom tegel, stenar etc., för att inte skada rörledningens yttervägg.
7. Det finns inga rapporter om storskalig användning av FRP-rör från stora vattenföretag över hela landet. Eftersom FRP -rör är nya typer av rör är livslängden fortfarande okänd.
Orsaker, behandlingsmetoder och förebyggande åtgärder för läckage av högtrycksglasstålrör
1. Analys av orsaken till läckage
FRP -rör är ett slags kontinuerligt glasfiberförstärkt värmehärdande hartsrör. Den är för ömtålig och tål inte yttre påverkan. Under användning påverkas det av inre och yttre faktorer, och ibland uppstår läckage (läckage, bristning), vilket allvarligt förorenar miljön och påverkar tiden för vatteninjektion. Betygsätta. Efter undersökning och analys på plats beror läckaget främst på följande orsaker.
1.1, effekten av FRP -prestanda
Eftersom FRP är ett kompositmaterial påverkas materialet och processen allvarligt av yttre förhållanden, främst på grund av följande påverkande faktorer:
(1) Typ av syntetiskt harts och härdningsgrad påverkar hartskvaliteten, hartsspädningsmedlet och härdningsmedlet och formeln av glasfiberarmerad plastförening.
(2) Frp -komponenternas struktur och glasfibermaterialets inflytande och FRP -komponenternas komplexitet påverkar direkt kvaliteten på bearbetningstekniken. Olika material och olika mediekrav kommer också att få behandlingstekniken att bli komplicerad.
(3) Miljöpåverkan är främst miljöpåverkan från produktionsmediet, atmosfärstemperatur och luftfuktighet.
(4) Bearbetningsplanens inflytande, oavsett om behandlingsteknikplanen är rimlig eller inte direkt påverkar byggkvaliteten.
På grund av faktorer som material, personalverksamhet, miljöpåverkan och inspektionsmetoder har FRP: s prestanda minskat och det kommer att finnas ett litet antal lokala fel på rörväggen, mörka sprickor i de inre och yttre skruvarna etc. , som är svåra att hitta under inspektion, och bara under användning. Det kommer att avslöjas att det är ett produktkvalitetsproblem.
1.2, yttre skada
Det finns strikta regler för långväga transporter och lastning och lossning av glasstålrör. Om du inte använder mjuka selar och långväga transporter använder du inte träplankor. Transportbilens rörledning överstiger 1,5M över vagnen. Under konstruktionspåfyllningen är avståndet från röret 0,20 mm. Stenar, tegelstenar eller direkt återfyllning kommer att orsaka yttre skador på glasstålröret. Under konstruktionen upptäcktes det inte i tid att trycköverbelastningen inträffade och läckaget inträffade.
1.3, designfrågor
Högtrycksvatteninjektion har högt tryck och stor vibration. FRP -rör: förskjutna rör, som plötsligt ändras i axiella och laterala riktningar för att generera dragkraft, vilket gör att tråden lossnar och spricker. På grund av de olika vibrationsmaterialen i anslutningsdelarna i stålkonverteringsfogar, mätstationer, brunnhuvuden, flödesmätare och glasstålrör, läcker dessutom glasstålrören.
1.4. Byggkvalitetsfrågor
Konstruktionen av FRP -rör påverkar direkt livslängden. Konstruktionskvaliteten manifesteras huvudsakligen i att det nedgrävda djupet inte är upp till konstruktionen, skyddshöljet inte bärs över motorvägar, dräneringskanaler etc. . läggs inte till höljet i enlighet med specifikationerna. Orsaken till läckage av FRP -rör.
1.5 Externa faktorer
FRP -vatteninjektionsrörledningen passerar genom ett brett område, varav de flesta ligger nära jordbruksmark eller dräneringsdiken. Skyltposten har stulits under en lång livslängd. Landsbygdstäder och byar använder mekanisering för att genomföra infrastruktur för vattenskydd varje år, vilket orsakar ledningsskador och läckage.
Posttid: 12-12-2021