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【储罐】当喷射遇上缠绕,你如何控制好这两种工艺

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  玻璃钢成型工艺为喷射缠绕成型,在我国储罐生产过程中为先进的玻璃钢成型工艺,“喷衬工艺”可以理解为用喷枪喷射技术使玻璃钢缠绕容器的内衬成型的工艺。
 

 
  “衬”就是玻璃钢缠绕容器的内衬,从结构上又分为内衬层和过渡层,主要起到防腐防渗的作用。玻璃钢容器结构由防腐防渗内衬层、增强结构层、外表抗老化层组成。
 
  确保既有良好的耐介质腐蚀性,又具有足够的物理机械性能满足盛装要求。采用玻璃纤维高张力、多层次、多角度、包封头缠绕,满足有机、无机溶剂及具有化学、电化学腐蚀性介质的储存、中转和生产需要,满足非电解质流体的中转、输送、消除静电的需要,满足抗各式支承剪切及掩埋与荷载的力学要求。设计灵活性大、容器壁结构性能优异。
 
  纤维缠绕玻璃钢可以通过改变树脂体系或增强材料来调整贮罐、塔器等的物理化学性能,以适应不同介质和工作条件的需要。通过结构层厚度、缠绕角和壁厚结构的设计来调整罐体的承载能力,适应不同压力等级、容积大小,以及某些特殊性能的玻璃钢贮罐、塔器的需要,是各向同性的金属材料无法与其相比的。
 

 
  耐腐蚀、防渗漏、耐候性好。玻璃钢具有特殊的耐腐蚀性能,在贮存腐蚀性介质时,玻璃钢显示出其他材料所无法比拟的优越性,可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂,由此可见玻璃钢的应用十分普遍,但是玻璃钢产品的质量却是取决于原材料、施工工艺等几方面因素。玻璃钢喷衬工艺作为一种国内新兴的机械化生产工艺是存在很大的优点的。
 
  喷射成型的优点:
 
  1、生产效率比手糊的高4-8倍。
 
  2、产品整体性好,无接缝,层间剪切强度高,树脂含量高,抗腐蚀、耐渗漏性好。
 
  3、可减少飞边,裁布屑及剩余胶液的消耗。
 
  4、产品尺寸、形状不受限制。
 
  5、喷射机能使催化剂和树脂于喷射前在液压下在喷管内混合均匀,故喷射时无压缩空气漏出,喷射时空气污染少。
 
  生产准备:
 
  一、材料准备:原材料主要是树脂和无捻玻纤纱。
 
  二、模具准备:准备工作包括清理、组装及涂脱模剂等。
 
  三、喷射成型设备:喷射成型机分压力罐式、泵供式和综合式三种:
 
  1、泵式供胶喷射成型机,是将树脂引发剂和促进剂分别由泵输送到静态混合器中,充分混合后再由喷枪喷出,称为枪内混合型。其组成部分为气动控制系统、树脂泵、助剂泵、混合器、喷枪、纤维切割喷射器等。树脂泵和助剂泵由摇臂刚性连接,调节助剂泵在摇臂上的位置,可保证配料比例。在空压机作用下,树脂和助剂在混合器内均匀混合,经喷枪形成雾滴,与切断的纤维连续地喷射到模具表面。这种喷射机只有一个胶液喷枪,结构简单,重量轻,引发剂浪费少,但因系内混合,使完后要立即清洗,以防止喷射堵塞。
 
  2、压力罐式供胶喷射机是将树脂胶液分别装在压力罐中,靠进入罐中的气体压力,使胶液进入喷枪连续喷出。它是由两个树脂罐、管道、阀门、喷枪、纤维切割喷射器、小车及支架组成。工作时,接通压缩空气气源,使压缩空气经过气水分离器进入树脂罐、玻纤切割器和喷枪,使树脂和玻璃纤维连续不断的由喷枪喷出,树脂雾化,玻纤分散,混合均匀后沉落到模具上。这种喷射机是树脂在喷枪外混合,故不易堵塞喷枪嘴。
 
  3、综合式喷射成型器综合了以上两种成型机的优点使设备优势进一步扩大,采用了温度可控的树脂、催化剂混合容器,操作简单混合均匀。混合后的树脂、固化剂由泵从相应的容器中吸出、玻纤经玻纤切割器切割经喷射器连续喷出,树脂和固化剂被雾化、玻纤分散混合均匀后沉落到模具上,这种成型机减少了引发剂和催化剂的挥发减少了空气污染有效的降低对人体的危害,并且独立混合的方式有效的解决了枪管堵塞的问题。
 
  喷射成型工艺控制
 
  一、喷射工艺参数选择:
 
  1、树脂含量 喷射成型的制品中,树脂含量控制在90%左右。
 
  2、喷雾压力 当树脂粘度为0.2Pa?s,树脂罐压力为0.05~0.15MPa时,雾化压力为0.3~0.55MPa,方能保证组分混合均匀。
 
  3、喷枪夹角 不同夹角喷出来的树脂混合交距不同,一般选用20°夹角,喷枪与模具的距离为350~400mm。改变距离,要高速喷枪夹角,保证各组分在靠近模具表面处交集混合,防止胶液飞失。
 
  二、喷射成型:
 
  ①环境温度或树脂温度应控制在(25±5)℃,过高,易引起喷枪堵塞;过低,混合不均匀,固化慢。
 
  ②喷射机系统内不允许有水分存在,否则会影响产品质量。
 
  ③成型前,模具上先喷一层树脂,然后再喷树脂纤维混合层。
 
  ④喷射成型前,先调整气压,控制树脂和玻纤含量。
 
  ⑤喷枪要均匀移动,防止漏喷,不能走弧线,两行之间的重叠富庶小于1/3,要保证覆盖均匀和厚度均匀。
 
  ⑥喷完一层后,立即用辊轮压实,要注意棱角和凹凸表面,保证每层压平,排出气泡,防止带起纤维造成毛刺。
 
  ⑦每层喷完后,要进行检查,合格后再喷下一层。
 
  ⑧后一层要喷薄些,使表面光滑。
 
  ⑨喷射机用完后要立即清洗,防止树脂固化,损坏设备。
 
  结构层成型:
 
  一、产品的主要承力层
 
  A.结构层由如下缠绕层组成
 
  ※ 无碱玻璃纤维内环向缠绕层
 
  ※ 无碱玻璃纤维内交叉缠绕层
 
  ※ 无碱玻璃纤维外环向缠绕层
 
  B.成型设备为计算机控制的往复式交叉缠绕设备。
 
  C.缠绕工艺的主要技术参数:
 
  ※ 缠绕纱类型:2400Tex 无碱无捻玻璃纤维缠绕纱
 
  ※ 导丝头团数:48
 
  ※ 梳齿宽度:200mm
 
  ※ 缠绕层树脂含量:50.0%
 
  ※ 交叉缠绕角:55°
 
  二、外保护层
 
  保证制品不受外界环境的侵蚀,树脂含量≥90%。
 
  三、生产工艺流程
 
  A.成型工艺:连续玻璃纤维缠绕成型工艺
 
  B.成型设备:计算机控制缠绕成型设备
 
  C.缠绕成型工艺特点
 
  ※机械化、自动化程度高,产品质量稳定
 
  ※可按制品承受应力特点来设计纤维缠绕规律,使之充分发挥纤维的抗拉强度
 
  ※制品比强度高
 
  ※采用远红外线对产品进行加热固化,使产品的各项力学性能指标达到高,延长了使用寿命。
 
  四、主要生产工序及技术要求
 
  产品制造主要由以下工序组成:
 
  A:抽样检验各种原辅材料是否合格
 
  B:施工环境控制:环境温度应控制在15~30℃范围内,相对湿度应不大于70%;当温度小于适宜温度时,应采取加温措施,以免影响产品生产及产品质量
 
  C:模具处理
 
  玻璃钢通风管道模具应平整并保持干燥,涂刷脱模剂应均匀;
 
  D:配料
 
  配料应严格按照质检中心提供的配方进行
 
  配料容器应保持干燥、清洁、无渍物
 
  配置的胶液应充分搅拌均匀,搅拌时间不低于2小时
 
  E:内衬层制作:内衬层是产品的主要耐腐蚀层,不应有影响产品质量的气泡等直观缺陷,内衬层制作完成后,应用远红外线烤板进行加热固化;
 
  F:增强层制作,;缠绕层不能有断纱,以免影响制品强度,逐层压实,制作完成后应用远红外线烤板进行加热固化;
 
  H:外保护层制作:外保护层作为管道防止受外界环境侵蚀及管道抗老化作用关键层,应严格使用设计树脂,保证树脂含量及设计厚度,不允许有气泡、干斑等直观缺陷;
 
  G:修整:应严格按照设计尺寸进行。
 
  产品制作完成后进行热处理,然后再常温固化。
 
  玻璃钢储罐缠绕成型:
 
  1、生产工艺
 
  在实际生产中,玻璃钢缠绕储罐的工艺流程一般为:确保每一道工序的制作质量,消除各环节的不公道缺陷,对确保贮罐整体不渗漏十分重要。
 

 
  2、内衬层的质量控制
 
  内衬层质量控制十分关键。内衬层应是富树脂层,其厚度一般在0.5~3mm。富树脂层达到一定厚度时,由于纤维含量过低,内衬层的自身强度不够,贮罐受到极小的变形就会破坏,出现微裂纹等不良现象。为解决这一题目,在制造时内衬层应分为两层并控制好树脂含量。层是树脂含量90%的表面毡,第二层是含胶量70%的短切毡,并形成一个层合结构。根据介质和强度要求,将上述结构重复若干次。

  3、组装的质量的要求
 
  玻璃钢缠绕贮罐渗漏有时出现在组装接缝处,这是由于组装不妥所致。组装时,封头与简体内衬一定要对接好。建议在搭接内径处安装组装环,确保对接处平整。对联接处内外进行充分打磨,打磨宽度不小于300mm。然后,用玻纤毡和树脂处理接缝。在此基础上对内外接缝再次糊制,展层要求可参照内衬层制造方法。
 
  4、缠绕工序
 
  缠绕是玻璃钢贮罐生产的核心工序,在组装完毕,进行缠绕之前一定要对罐体内衬层进行充气。充气的目的是为了确保贮罐缠绕时所需的刚度及强度,另一方面可对内衬质量进行检测,看其是否有气眼、气孔。一旦有这类缺陷,充气气压无法保证,应及时处理。缠绕的主要目的是使贮罐的整体强度及刚度达到使用要求。在缠绕时一定要留意控制好缠绕纱的张力、缠绕角和树脂含量,确保缠绕纱有良好的浸润性,缠绕层无气泡、裂纹、滑纱等缺陷。
 
  5、后处理工序质量控制措施
 
  贮罐缠绕完毕后,固化度达到要求时,应对贮罐进行后处理工序,即贮罐拐角处理和接管安装。
 
  (1) 贮罐拐角处理。对立式贮罐的拐角必须进行充分处理缠绕完毕后,立式贮罐的外拐角会形成。
 
  (2) 由于工艺或结构上的需要,缠绕玻璃钢贮罐要有各种开孔,连接接管或零部件。开孔大部份是在整体成型后用机械切割形成的。用机械方法切孔后,无疑破坏了纤维的连续性,造成局部应力集中现象。安装接管等工作中,多采用开孔补强设计方案,消除或减小应力集中,确保接管区域强度及刚度不受影响。另一方面,糊制接管间隙、内外缝时,一定要逐层加强,与液体可能接触部位制成富树脂层,其它部位的树脂含量控制在55%左右即可。只有做好以上几点,才可保证贮罐接管区域不出现渗漏。

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