卷制玻璃钢管的工艺过程
玻璃钢管以其优良的耐腐蚀性能,已广泛地应用于石油化工、冶金、建筑等工业部门。同时又因玻璃钢管具有轻质高强、电绝缘性好,故在电气工业中亦占有相当的市场。玻璃钢管是一种很有发展前途的玻璃钢制品。随着玻璃钢工业的发展,玻璃钢管的生产方法越来越多,如手糊法、纤维缠绕法,卷制法、拉挤法、离心浇注法、内侧缠绕法等等。
主要介绍干法机械卷制法生产玻璃钢管道。
卷管工艺过程及条件
一、卷管成型基本原理及特点
卷制成型是制做玻璃钢管的一种方法。通常采用三辊式卷管机实现卷制工艺。在卷制时,玻璃胶布通过热辊加热,将树脂熔融,然后,具有一定张力的胶布在压辊压力的作用下,卷到芯模上去,使胶布层间紧密迭合。同时树脂又变为固态,以固定玻璃胶布在芯模上的各层相对位置,使产品达到一定的厚度,卷制过程结束,送固化炉固化。在卷制过程中芯模的转动一般是靠摩擦力而实现的。卷制成型的特点是在卷制过程中,需要一定的压力、温度和时间,这与层压成型相同,但在相同的原材料下,卷制所需压力远低于层压(有时甚至有十几倍之差);加热过程也只是在加料过程中加热,而不象层压工艺加热是保持在整个成型过程中。同时,加热的温度也较实际固化温度低。在卷制到芯模得以层间粘接时,就停止加热,有时为了保征产品质量,甚至还要予以冷却;另外,管材的终固化并不是在卷管机上完成,而是在固化炉中进行,同时在卷制过程中要施加一定的张力,并且要求在布幅度上施加的张力要均匀,不断加料直到达到制品所要求的厚度。
二、卷管成型工艺过程及工艺条件
(一)模具预热和脱模剂的涂刷
在卷制过程中,通常要求芯模的温度在30-40℃’为宜。其主要目的是使芯模能将初始上模的胶布(引头布)粘住,在芯模转动时,能正常送布进行卷制。芯模温度太低,一方面则可能产生芯模与胶布之间打滑而无法卷制;另一面可能使引头布卷入时,胶布粘结不好,产生分层。温度过高,则引头布发粘,使其产生皱纹,甚至可能由于温度太高,树脂粘度太低,导致树脂大量流失,同时,由于固化太快,材料脆性增加,压辊与芯模间的挤压力可能使玻璃布产生挤
压破裂。模具具有一定的温度,便于涂刷脱模剂,因脱模剂多用手工涂刷。
(二)卷制
卷制是指胶布在卷管机上卷制成所要求的管坯的过程,它是卷管的重要工序。卷制条件、操作经验及熟炼程度对所得产品的性能影响极大。卷制过程分手工卷制和连续卷制两种。现以同一设备上进行两种卷制方法分别介绍如下
1、连续卷制过程
先将各个辊筒上的集胶清理干净,然后将热辊加热到所要求的温度,调整好胶布的张力。在不加压辊的情况下,在卷管机上将引头布先在涂有脱模剂的芯模上卷约一圈,然后放下压辊,将引头布贴在热辊上,同时再将胶布拉正,也贴在引头布的热辊部分,与引头布搭接,进行卷制。引头布的长度通常为800-1200毫米,视管材直径而定,而引头布与胶布的搭接长度一般为15-25毫米。对可调速设备,卷制厚壁管道时,在卷制正常后,可逐步增大卷制速度,而在卷到接近所要求的壁厚时,再降低卷制速度,待厚度符合要求后,割断胶布。在保持压力的情况下,空转两周,然后取出管坯送固化炉固化。
2、手工卷制
就是用手工添加胶布进行卷制,通常用于生产管材较长,或者是管材直径很小的制品。对于较长的管材,可按管材长度要求,将胶布裁成比要求长度长50-150毫米的胶布作为加工余量。在卷制时采用纬向卷制的方式。目前国内生产6米输油管,即采用此方法。当然管子长度不大的时候,也可采用这种方法,然后用砂轮切割成要求的规格。用手工添加的卷制过程与连续卷制相似,其差别在于添加后一张胶布时,均需在热辊上与前一张胶布搭接。搭接时特别注意在热辊上贴平贴紧,用刮刀排除两层胶布间的气泡,以免产生皱纹和气泡。在卷制过程中,如发现有皱纹和气泡,需随时取出芯模,待胶布冷却后,剥离胶布,重新卷制(这一点连续卷制中亦一样,但用手添加胶布的情况,更易产生上述问题)。在手工卷制时,胶布的张力,仍利用调整对加热辊转动的摩擦阻力来实现。另外采用手工添加胶布卷制过程中,因同一根管材中,胶布的塔接次数较多,故在确定搭接长度时,应在10-250毫米范围内,选择适当的长度,以尽量考虑让搭接部位均匀地分布在管材的周围各个方位上,这样可以保证管材的圆度和纵向有均匀的强度。
三、卷制工艺条件
卷制时的主要工艺条件有温度、压力、布的张力和卷制速度,现分述如下:
1、加热辊的温度
加热辊的温度是卷制过程中的一个重要的工艺参数,它对于卷管质量有很大影响。通常对环氧(酚醛胶布,在)70-100℃的范围内,对酚醛胶布可控制在80-120℃。在卷制小直径管材时,通常热辊温度要稍低些,可采用60-80℃(环氧(酚醛管),以免产生皱纹。卷制时,热辊的具体温度,仍根据胶布的老嫩程度而定。胶布老一些的,温度稍高些。
佳温度,主要依据胶布预热情况来判断。胶布在卷入时,必须充分发粘,以保证层间有良好的粘接。但又不要有明显的流胶现象,因为流胶多了容易引起粘后支撑辊和表面起皱等不良现象,产品的质量也不好。为了决定佳的卷管温度,在实际生产中,可剪一小条胶布在热辊上预热几秒钟,观察其软化和发粘的情况从而作出判断。在操作过程中,发现温度不合适,应及时加以凋整。当然,卷制时热辊的温度与卷管的速度有关,速度快,则加热时间短,要求温度稍高。
在操作中,加热辊上常会粘一层树脂,它不仅影响操作,也会降低热辊表面的实际温度,所以要定时用刮刀清理。
2、压辊压力的作用是将胶布压紧,使管材卷得比较密实。同时将管芯压紧,由于摩擦力的作用,使管芯不断转动,以达到卷管的目的。
3、胶布的张力
管材卷制时,胶布层间粘结,主要靠胶布的张力来实现,即使无压力存在,只要在胶布的幅面上有均匀而适宜的张力,同样可以获得的制品(但实际上实现幅面上均匀的张力是比较困难的)由于层间粘结主要由张力来实现,故张力也是卷管中的一项重要的参数。但目前生产中,都未进行具体的测定。张力的施加主要是靠压在胶布卷上的重量来确定,或者是调节压辊转动的摩擦力来实现和控制。通常压力略大一点有利于卷紧和排除气泡。在操作时必须注意布幅上张力的均匀性。如果在卷制过程中出现张力不均匀,可以进行开刀处理,或割断胶布,然后重新搭接。为消除张力不均,应特别注意开始卷制时,胶布头要搭接均匀和平整。
4、卷制速度
在卷制时的线速度,是根据胶布的老嫩程度、热辊温度、操作的熟练程度等方面因素来确定。其中主要是胶布的老嫩程度。当然在可能的条件下,提高卷制速度即可增加生产量。通常采用的卷制速度为4-6米/分。
四、固化烘焙
由于在卷制时,胶布经过热辊的时间很短,树脂只是熔融而未固化交联,玻璃纤维的相对位置,仅仅是靠未固化的树脂保持。要使树脂固化交联,必须将卷制管坯在一定的温度下加热固化。加热条件,可根据所用树脂的类型、所要求的固化条件及管材的壁厚来制定。如壁厚为20毫米以下的环氧+酚醛玻璃钢管,可采用100℃左右的温度入烘房,保温2小时。然后逐渐升温到160℃,保温5-6小时。再自然冷却,以便脱模。在烘焙固化过程中,要求管材间距不小于*厘米的间隙,以利于热风循环,保证温度均匀,有时甚至要求管材转动烘焙,以便获得均匀固化和光洁的表面。
五、脱模
烘焙固化后的成型管材,要求模具温度冷却到80℃,以下时,才能脱模。其原因是温度过高,金属热膨胀而难于脱模,易将管材拉坏。另一方面,对于长度较大的管材,脱模时,如脱模温度过高,则易变形,从而降低了管材的质量和减少模具的使用寿命。
六、整修加工
脱模后的管材,用小刀将管面上的接缝、皱纹和气泡等凹凸不平的地方进行修整,以达到要求的表面质量。然后用砂轮切割机将管两端切掉,后再用水将管内、外壁的锯屑冲洗干净,淋干待检。
七、表面处理
整修加工后的管材,经检验合格者,要进行表面处理。管材表面处理是先将管材外表面打磨,然后进行浸漆或涂漆。表面处理的目的在于降低制品的吸潮,提高介电性,防止老化并增加管材的美观等。








































