Suntem dedicați întreprinderilor mari și mijlocii. Pas înainte!
Hebei Zhaofeng Technology Protection Technology Co., Ltd.

Tehnologie de înfășurare din fibră de sticlă-1

Procesul de înfășurare a filamentelor este unul dintre procesele de fabricare a compozitelor cu matrice de rășină. Există trei forme principale de înfășurare, înfășurare în cerc, înfășurare plană și înfășurare în spirală. Cele trei metode au propriile lor caracteristici, iar metoda de înfășurare umedă este cea mai utilizată din cauza cerințelor sale relativ simple de echipament și a costurilor reduse de fabricație.

Procesul de înfășurare dimensională este unul dintre principalele procese de fabricație a materialelor compozite pe bază de rășină. Este un fel de bandă continuă de fibră sau pânză impregnată cu adeziv de rășină sub condiția tensiunii controlate și a formei liniei predeterminate, și apoi înfășurată continuu, uniform și regulat pe matrița sau căptușeala miezului, apoi la o anumită temperatură. mediul înconjurător să devină o metodă de turnare a materialelor compozite pentru produse de o anumită formă. Diagrama schematică a procesului de turnare a înfășurării filamentelor 1-1.

Există trei forme principale de înfășurare (Figura 1-2): înfășurarea cercului, înfășurarea plană și înfășurarea spirală. Materialul de armare înfășurat în cerc este înfășurat continuu pe matrița miezului la un unghi aproape de 90 de grade (de obicei 85-89 grade) cu axa mandrinei. Direcția interioară este înfășurată continuu pe matrița miezului, iar materialul de armare înfășurat în spirală este, de asemenea, tangent la cele două capete ale matriței miezului, dar este înfășurat continuu pe matrița miezului într-o stare spirală pe matrița miezului.
Dezvoltarea tehnologiei de înfășurare a filamentelor este strâns legată de dezvoltarea materialelor de armare, a sistemelor de rășină și a invențiilor tehnologice. Deși în dinastia Han a existat un proces de impregnare a stâlpilor lungi din lemn cu mătase longitudinală de bambus și mătase de cerc și impregnarea lor cu lac pentru a realiza stâlpi lungi de armă, cum ar fi Ge, Halberd etc., abia în anii 1950 a fost înfășurat filamentul. procesul a devenit cu adevărat o tehnologie de fabricare a materialelor compozite. . În 1945, tehnologia de înfășurare a filamentului a fost utilizată pentru fabricarea cu succes a unei suspensii de roți fără arc. În 1947, a fost inventată prima mașină de înfășurat cu filament. Odată cu dezvoltarea fibrelor de înaltă performanță, cum ar fi fibra de carbon și fibra de aramidă și apariția mașinilor de înfășurare controlate de microcomputer, procesul de înfășurare a filamentelor, ca tehnologie de fabricare a materialelor compozite cu un grad ridicat de producție mecanizată, a fost dezvoltat rapid. Au fost aplicate toate zonele posibile.

În funcție de diferitele stări chimice și fizice ale matricei de rășină în timpul înfășurării, procesul de înfășurare poate fi împărțit în trei tipuri: uscat, umed și semi-uscat:

1. Metoda uscată
Înfășurarea uscată folosește bandă de fire preimpregnată care a fost scufundată în avans și se află în etapa B. Banda prepreg este fabricată și furnizată într-o fabrică sau atelier special. La înfășurarea uscată, banda preimpregnată trebuie încălzită și înmuiată pe mașina de înfășurat înainte de a fi înfășurată pe matrița de bază. Deoarece conținutul adezivului, dimensiunea benzii și calitatea benzii prepreg pot fi detectate și ecranate înainte de înfășurare, calitatea produsului poate fi controlată mai precis. Eficiența de producție a înfășurării uscate este mai mare, viteza de înfășurare poate ajunge la 100-200m / min, iar mediul de lucru este mai curat. Cu toate acestea, echipamentul de înfășurare uscată este mai complicat și mai scump, iar rezistența la forfecare între straturi a produsului înfășurat este, de asemenea, scăzută.

2. Umed
Înfășurarea umedă constă în îmbinarea fibrelor, înmuiate în adeziv și înfășurarea directă a acestora pe o matriță sub controlul tensiunii, apoi solidificarea și modelarea. Echipamentul pentru înfășurarea umedă este relativ simplu, dar deoarece banda este înfășurată imediat după scufundare, este dificil de controlat și inspectat conținutul de lipici al produsului în timpul procesului de înfășurare. În același timp, când solventul din lipici se solidifică, este ușor să se formeze defecte, cum ar fi bule și pori în produs. , Tensiunea nu este ușor de controlat în timpul înfășurării. În același timp, lucrătorii operează într-un mediu în care solvenții se evaporă și fibrele scurte zboară, iar condițiile de lucru sunt slabe.

3. Semi-uscat
Comparativ cu procesul umed, procesul semi-uscat adaugă un set de echipamente de uscare pe drumul de la scufundarea fibrelor la înfășurarea la matrița miezului, care practic scoate solventul din lipiciul benzii de fire. În comparație cu metoda uscată, metoda semi-uscată nu se bazează pe un set complet de echipamente complexe de proces preimpregnat. Deși conținutul de lipici al produsului este la fel de dificil de controlat cu precizie ca metoda umedă în proces și există un set suplimentar de echipamente de uscare intermediară decât metoda umedă, intensitatea muncii lucrătorilor este mai mare, dar defectele precum bulele și porii din produs sunt foarte reduse.
Cele trei metode au propriile lor caracteristici, iar metoda de înfășurare umedă este cea mai utilizată din cauza cerințelor sale relativ simple de echipament și a costurilor reduse de fabricație. Avantajele și dezavantajele celor trei metode ale procesului de înfășurare sunt comparate în Tabelul 1-1.

Aplicarea principală a procesului de formare a înfășurării

1. Rezervor de stocare FRP
Depozitarea și transportul lichidelor chimice corozive, cum ar fi alcalii, sărurile, acizii etc., rezervoarele din oțel sunt ușor de putrezit și scurgeri, iar durata de viață este foarte scurtă. Costul schimbării în oțel inoxidabil este mai mare, iar efectul nu este la fel de bun ca cel al materialelor compozite. Rezervorul subteran de plastic din fibră de sticlă, înfășurat cu fibră de sticlă, poate preveni scurgerile de petrol și proteja sursa de apă. Rezervoarele de stocare compozite cu pereți dubli și țevile din FRP realizate prin procesul de înfășurare a filamentului au fost utilizate pe scară largă în benzinării

2. Conducte din FRP
Produsele din țevi înfășurate cu filament sunt utilizate pe scară largă în conductele de rafinărie de petrol, conductele petrochimice anticorozive, conductele de apă și conductele de gaze naturale datorită rezistenței lor ridicate, integrității bune, performanțelor complete excelente, ușor de realizat o producție industrială eficientă și costurilor generale de operare reduse. Iar particulele solide (cum ar fi cenușa zburătoare și mineralele) conducte de transport și așa mai departe.

3. Produse sub presiune din FRP
Procesul de înfășurare a filamentelor poate fi utilizat pentru fabricarea recipientelor sub presiune din FRP (inclusiv vasele sferice) și a produselor din conducte de presiune din FRP care sunt sub presiune (presiune internă, presiune externă sau ambele).
Recipientele sub presiune din FRP sunt utilizate în cea mai mare parte în industria militară, cum ar fi carcasele de rachete solide, carcasele de rachete lichide, vasele de presiune din FRP, carcasele de presiune externă cu apă adâncă, etc. scurgeri sau deteriorări sub anumite presiuni, cum ar fi conducte de osmoză inversă de desalinizare a apei de mare și conducte de lansare a rachetelor. Caracteristicile excelente ale materialelor compozite avansate au permis aplicarea cu succes a carcaselor motorului de rachetă și a rezervoarelor de combustibil de diferite specificații pregătite prin procesul de înfășurare a filamentului, care a devenit direcția principală a dezvoltării motorului acum și în viitor. Acestea includ carcase de motor reglabile în funcție de atitudine cu diametrul de câțiva centimetri și carcase de motor pentru rachete mari de transport de până la 3 metri în diametru.

Metoda de reparare a țevii de înfășurare FRP

1. Principalele motive pentru suprafața lipicioasă a produselor compozite sunt următoarele:
a) Umiditate ridicată în aer. Deoarece vaporii de apă au ca efect întârzierea și inhibarea polimerizării rășinii poliesterice nesaturate și rășinii epoxidice, pot provoca chiar și lipici permanente pe suprafață și defecte precum întărirea incompletă a produsului pentru o lungă perioadă de timp. Prin urmare, este necesar să se asigure că producția de produse compozite se realizează atunci când umiditatea relativă este mai mică de 80%.
b) Prea puțină ceară de parafină în rășina poliesterică nesaturată sau ceara de parafină nu îndeplinește cerințele, rezultând inhibarea oxigenului din aer. Pe lângă adăugarea unei cantități adecvate de parafină, pot fi utilizate și alte metode (cum ar fi adăugarea de celofan sau folie de poliester) pentru a izola suprafața produsului de aer.
c) Dozarea agentului de întărire și a acceleratorului nu îndeplinește cerințele, astfel încât doza trebuie controlată strict conform formulei specificate în documentul tehnic la prepararea lipiciului.
d) Pentru rășinile poliesterice nesaturate, prea mult stiren se volatilizează, rezultând un monomer de stiren insuficient în rășină. Pe de o parte, rășina nu trebuie încălzită înainte de gelificare. Pe de altă parte, temperatura ambiantă nu trebuie să fie prea ridicată (de obicei, 30 de grade Celsius este adecvată), iar cantitatea de ventilație nu trebuie să fie prea mare.

2. Există prea multe bule în produs, iar motivele sunt următoarele:
a) Bulele de aer nu sunt acționate complet și fiecare strat de împrăștiere și înfășurare trebuie să fie rulat în mod repetat cu o rolă. Rola trebuie realizată într-un tip circular în zig-zag sau în formă de canelură longitudinală.
b) Vâscozitatea rășinii este prea mare, iar bulele de aer aduse în rășină nu pot fi îndepărtate la agitare sau periere. Trebuie să adăugați o cantitate adecvată de diluant. Diluantul rășinii poliesterice nesaturate este stirenul; diluantul rășinii epoxidice poate fi etanol, acetonă, toluen, xilen și alți diluanți reactivi nereactivi sau glicerolici pe bază de eter. Diluantul rășinii furanice și rășinii fenolice este etanolul.
c) Selectarea necorespunzătoare a materialelor de armare, tipurile de materiale de armare utilizate ar trebui reconsiderate.
d) Procesul de operare este necorespunzător. În funcție de diferitele tipuri de rășini și materiale de armare, ar trebui selectate metode de proces adecvate, cum ar fi scufundarea, periajul și unghiul de rulare.

3. Motivele delaminării produselor sunt următoarele:
a) Țesătura din fibre nu a fost pretratată sau tratamentul nu este suficient.
b) Tensiunea țesăturii este insuficientă în timpul procesului de înfășurare sau există prea multe bule.
c) Cantitatea de rășină este insuficientă sau vâscozitatea este prea mare, iar fibra nu este saturată.
d) Formula este nerezonabilă, rezultând o performanță slabă de lipire sau viteza de întărire este prea rapidă sau prea lentă.
e) În timpul post-întăririi, condițiile procesului sunt inadecvate (de obicei întărirea prematură termică sau temperatura prea ridicată).

Indiferent de delaminarea cauzată de orice motiv, delaminarea trebuie îndepărtată temeinic, iar stratul de rășină în afara zonei defectului trebuie lustruit cu un polizor unghiular sau o mașină de lustruit, lățimea nu este mai mică de 5cm, iar apoi reașezată conform cerințele procesului. Podea.
Indiferent de defectele de mai sus, trebuie luate măsuri adecvate pentru a le elimina complet pentru a îndeplini cerințele de calitate.
Motive și soluții pentru delaminarea cauzată de țevile din FRP
Motive pentru delaminarea conductelor de nisip din FRP:
Motive: tapeBanda este prea veche; ②Cantitatea de bandă este prea mică sau inegală; ③Temperatura rolei fierbinți este prea scăzută, rășina nu este topită bine și banda nu se poate lipi de miezul bine; ④Tensiunea benzii este mică; ⑤Cantitatea de agent de degajare uleios Pătează prea mult țesătura de bază.
Soluție: contentConținutul de clei al cârpei adezive și conținutul de clei al rășinii solubile trebuie să îndeplinească cerințele de calitate; ②Temperatura rolei fierbinți este ajustată la un punct mai înalt, astfel încât atunci când pânza adezivă trece prin rola fierbinte, pânza adezivă este moale și lipicioasă, iar miezul tubului poate fi aderat ferm. ③ Reglați tensiunea benzii; ④Nu utilizați agent de eliberare uleios și nu reduceți doza acestuia.

Spumare pe peretele interior al tubului de sticlă
Motivul este că pânza de lider nu este aproape de matriță.
Soluție: Acordați atenție operației, asigurați-vă că lipiți pânza de lider strâns și plat pe miez.
Principalul motiv pentru spumarea după întărirea FRP sau spumarea după întărirea tubului este că conținutul volatil al benzii este prea mare, iar temperatura de rulare este scăzută și viteza de rulare este rapidă. . Când tubul este încălzit și solidificat, volatilele sale reziduale se umflă de căldură, provocând tubul să baloneze.
Soluție: Controlați conținutul volatil al benzii, creșteți corespunzător temperatura de rulare și încetiniți viteza de rulare.
Motivul ridării tubului după întărire este conținutul ridicat de clei al benzii. Soluție: reduceți corespunzător conținutul de lipici al benzii și reduceți temperatura de rulare.

Tensiune de rezistență FRP necalificată
Cauze: tensionTensiunea benzii în timpul rulării este insuficientă, temperatura de rulare este scăzută sau viteza de rulare este rapidă, astfel încât legătura dintre pânză și pânză nu este bună, iar cantitatea reziduală de substanțe volatile din tub este mare; ②Tubul nu este vindecat complet.
Soluție: ①Măriți tensiunea benzii, măriți temperatura de rulare sau încetiniți viteza de rulare; ② Reglați procesul de întărire pentru a vă asigura că tubul este complet întărit.

Probleme care trebuie remarcate:
1. Datorită densității reduse și a materialului ușor, este ușor să instalați țevi din FRP în zone cu niveluri ridicate ale apelor subterane și trebuie luate în considerare măsuri anti-plutitoare, cum ar fi piloni sau drenaj de scurgere a apei de ploaie.
2. În construcția de deschideri tee pe țevile de oțel din sticlă instalate și repararea fisurilor conductelor, este necesar să fie similar cu condițiile complete de uscare din fabrică, iar rășina și pânza de fibră utilizate în timpul construcției trebuie să fie vindecate timp de 7 -8 ore, iar repararea la fața locului de construcții și reparații este, în general, dificil de îndeplinit această cerință.
3. Echipamentul existent de detectare a conductelor subterane detectează în principal conductele metalice. Instrumentele de detectare a conductelor nemetalice sunt scumpe. Prin urmare, în prezent este imposibil să se detecteze țevile din FRP după ce au fost îngropate în pământ. Alte unități de construcție ulterioare sunt foarte ușor de săpat și de deteriorat conducta în timpul construcției.
4. Capacitatea anti-ultravioletă a conductei FRP este slabă. În prezent, țevile FRP montate la suprafață întârzie timpul de îmbătrânire realizând un strat bogat în rășină de 0,5 mm grosime și un absorbant ultraviolet (prelucrat în fabrică) pe suprafața sa. Odată cu trecerea timpului, stratul bogat în rășină și absorbantul UV vor fi distruse, afectându-i astfel durata de viață.
5. Cerințe mai ridicate pentru adâncimea de acoperire a solului. În general, cel mai superficial sol acoperitor al țevii din oțel de sticlă de calitate SN5000 sub carosabilul general nu este mai mic de 0,8 m; solul cel mai adânc acoperitor nu depășește 3,0m; solul cel mai superficial de acoperire al țevii de oțel din sticlă de calitate SN2500 nu este mai mic de 0,8 m; Cel mai adânc sol acoperitor este de 0,7 m și respectiv 4,0 m).
6. Solul de umplere nu trebuie să conțină obiecte dure mai mari de 50 mm, cum ar fi cărămizi, pietre etc., pentru a nu deteriora peretele exterior al conductei.
7. Nu există rapoarte despre utilizarea pe scară largă a țevilor din FRP de către marile companii de apă din toată țara. Deoarece țevile din FRP sunt noi tipuri de țevi, durata de viață este încă necunoscută.

Cauze, metode de tratament și măsuri preventive de scurgere a țevilor din oțel de sticlă de înaltă presiune

1. Analiza cauzei scurgerilor
Țeava FRP este un fel de țeavă continuă din rășină termorezistentă armată cu fibră de sticlă. Este prea fragil și nu poate rezista impactului extern. În timpul utilizării, este afectat de factori interni și externi și uneori apare scurgeri (scurgeri, explozii), care poluează grav mediul și afectează timpul de injectare a apei. Rată. După investigații și analize la fața locului, scurgerea se datorează în principal din următoarele motive.

1.1, impactul performanței FRP
Deoarece FRP este un material compozit, materialul și procesul sunt grav afectate de condițiile externe, în principal din cauza următorilor factori de influență:
(1) Tipul de rășină sintetică și gradul de întărire afectează calitatea rășinii, diluantul de rășină și agentul de întărire și formula compusă din plastic armat cu fibră de sticlă.
(2) Structura componentelor din FRP și influența materialelor din fibră de sticlă și complexitatea componentelor din FRP afectează în mod direct calitatea tehnologiei de prelucrare. Diferite materiale și cerințe diferite privind media vor face, de asemenea, complicată tehnologia de procesare.
(3) Impactul asupra mediului este în principal impactul asupra mediului al mediului de producție, al temperaturii atmosferice și al umidității.
(4) Influența planului de prelucrare, indiferent dacă planul tehnologiei de prelucrare este rezonabil sau nu, afectează în mod direct calitatea construcției.
Din cauza unor factori precum materiale, operațiuni ale personalului, influențe de mediu și metode de inspecție, performanța FRP a scăzut și vor exista un număr mic de defecțiuni locale ale peretelui tubului, fisuri întunecate la șuruburile interne și externe etc. , care sunt greu de găsit în timpul inspecției și numai în timpul utilizării. Se va dezvălui că este o problemă de calitate a produsului.

1.2, daune externe
Există reglementări stricte pentru transportul pe distanțe lungi și încărcarea și descărcarea țevilor din oțel de sticlă. Dacă nu folosiți curele moi și transport pe distanțe lungi, nu utilizați scânduri de lemn. Conducta camionului de transport depășește 1,5 M deasupra căruciorului. În timpul umplerii construcției, distanța față de conductă este de 0,20 mm. Pietrele, cărămizile sau umplerea directă vor provoca daune externe țevii din oțel de sticlă. În timpul construcției, nu s-a descoperit la timp că s-a produs suprasolicitarea presiunii și s-a produs scurgerea.

1.3, probleme de proiectare
Injecția de apă de înaltă presiune are presiune ridicată și vibrații mari. Tevi din FRP: țevi eșalonate, care se schimbă brusc în direcțiile axiale și laterale pentru a genera împingere, ceea ce face ca firul să se despartă și să se spargă. În plus, datorită diferitelor materiale de vibrații din părțile de legătură ale îmbinărilor de conversie din oțel, stațiilor de dozare, capete de sondă, debitmetre și țevi din oțel de sticlă, țevile din oțel de sticlă sunt scurgeri.

1.4. Probleme de calitate a construcțiilor
Construcția țevilor din FRP afectează în mod direct durata de viață. Calitatea construcției se manifestă în principal prin faptul că adâncimea îngropată nu este la înălțimea proiectului, carcasa de protecție nu este purtată pe autostrăzi, canale de drenaj etc. și centralizatorul, scaunul de împingere, suportul fix, reducerea forței de muncă și a materialelor etc. nu sunt adăugate la carcasă în conformitate cu specificațiile. Motivul scurgerii țevii din FRP.

1.5 Factori externi
Conducta de injecție a apei FRP trece printr-o zonă largă, dintre care majoritatea se află în apropierea terenurilor agricole sau a șanțurilor de drenaj. Afișul a fost furat pentru o durată lungă de viață. Orașele și satele rurale folosesc mecanizarea pentru a realiza infrastructura de conservare a apei în fiecare an, provocând daune și scurgeri ale conductelor.


Ora postării: 12 august-2021