纖維纏繞可分為干法纏繞、濕法纏繞和干法纏繞三類。干法纏繞是用預浸紗帶(或布帶)纏繞到芯模上,然后加熱固化成型制品。其制品質量比較穩定,可以嚴格控制紗帶之含膠量和紗帶寬度與厚度,還可提高纏繞出紗速度,而且纏繞設備清潔,勞動衛生條件好。但這種方法要增加預浸紗帶設備,需要有能使纏繞的預浸紗帶在纏繞貼近芯模表面時加熱熔化的設備,如加熱芯模、加熱繞絲嘴等等;濕法纏繞是將纖維(或布帶)浸漬樹脂膠液后,直接纏繞到芯模上,然后加熱固化成型制品。該法比前法所需設備簡單,但其質量控制不如前者,纏繞勞動衛生條件差,浸膠輥、槽需經常清洗,經常維護;半干法纏繞是將纖維紗(或布帶)浸漬樹脂膠液,經預烘后隨即纏繞到芯模上,然后固化成型制品。該法與濕法相比增加了烘干工序,與干法相比縮短了烘干時間,降低了預浸紗帶的烘干程度,使纏繞過程可在室溫下進行。這樣,可以提高勞動效率,但某些膠液中含溶劑量過高,固化時容易產生氣泡影響產品質量。玻璃鋼管道(包括夾砂管)的結構層制作按線型可分為環向纏繞和螺旋纏繞兩種方式。在制作玻璃鋼瓶時也可采用軸向纏繞(也稱立體纏繞)。
玻璃鋼纏繞管道采用的是微機控制往復式定長連續纖維濕法纏繞工藝,這種工藝是在一個標準長度的旋轉芯模上制造玻璃鋼管。通過調整芯模旋轉和玻璃纖維導絲頭運動的相對速度,按照設計的線型將浸有一定量樹脂的玻璃纖維均勻等厚地纏繞在芯模表面上。由微機控制整個纏繞過程,使管材的各結構尺寸都能準確均勻地達到設計要求,并可以通過調整纏繞角和原材料比率來獲得管道不同軸向及環向力學特性。纏繞工藝過程包括內襯層制作、結構層、外防護層制作、固化、修整及脫模等工藝過程。玻璃鋼管的具體工藝流程如下:
1、工藝設計
①由于不同的樹脂對不同的腐蝕介質和使用條件,其耐腐蝕性能是不同的,因此,必須根據產品輸送介質、使用溫度等不同情況,合理選擇樹脂及配方。
②根據使用壓力、承受荷載等強度要求,計算產品的壁厚,確定纏繞鋪層、纏繞角、紗片等有關纏繞參數。
③根據產品性能要求、車間溫度、任務緩急,確定固化制度。
2、模具處理及材料準備
①為方便脫模,生產玻璃鋼管道所用的模具是帶有一定錐度的鋼制模具(或玻璃鋼模具)。在使用前,應將模具表面的油污及雜質清除,并對模具存在的可能會影響產品質量的缺陷進行修補。
②處理后的模具在其表面均勻地涂一層脫模劑,然后按照等幅移動纏繞一層光潔度極高的聚脂薄膜,以便于管道脫模,同時也可使管道內表面更加光滑、平整。
③根據工藝設計對樹脂進行配制,同時排好絲片,為纏繞做好準備工作
3、內襯層制作
將處理好的模具吊裝在內襯制作機上并使其旋轉,然后在其表面噴淋一層內襯樹脂,通過機械纏繞一層表面氈,再上無堿玻璃纖維針織氈,通過滾壓使內襯樹脂浸透均勻,用帶一定張力的玻纖網眼布纏繞在內襯層的外面將內襯層的所有氣泡擠出,以消除內襯層的空隙和缺陷,最后將模具吊至固化站進行預固化。
4、結構層制作
在管道內襯預固化后,接著制作管道的結構層。玻璃鋼管的結構層是由螺旋纏繞和環向纏繞兩種纏繞線型復合而成。纖維纏繞線型層數由結構設計時根據管材內壓、外壓、環向強度、軸向強度等參數決定。為確定整個在制品的結構厚度,將采用磁波無損測厚儀在模具上對制造過程中的管道進行多點測厚。
若生產的玻璃鋼管道為夾砂管道,其結構層由內纏繞層、樹脂砂漿層和外纏繞層復合而成。樹脂砂漿層采用等厚分層制造,即將經過配比的石英砂和結構層樹脂同時均勻等速地分布在轉動的芯模上。每個砂漿層都使用特殊的除泡網進行密實化處理,并嚴格控制砂漿層的樹脂含量和石英砂的配比,以保證砂漿層均勻浸透樹脂消除空隙。
5、外保護層制作
由于大氣中的氧對聚脂樹脂有一定的阻聚作用,因此為提高管道外表的固化度、硬度,并有利于在外表面形成一層富樹脂層,增強管道的外防腐和耐老化性能,在管道最外層環向纏繞完成后再纏繞一層聚脂薄膜,以提高管道的外表面質量,該層薄膜將在固化完成后去除。
6、管道固化
將制作完成的玻璃鋼管道吊至固化站進行固化,在固化過程中為保證樹脂不出現流膠現象,芯模要不停的轉動,直至管道達到脫模要求的硬度,最后將最外表面的一層聚酯薄膜去掉。
7、管道脫模及修整
管道去除薄膜后,吊至脫模機進行脫模,將脫模后的玻璃鋼管道放在修整機上按照定長尺寸切除兩頭多余部分,將插口固定到特制的金剛石磨削組合刀具上加工出設計所要求的接口。
8、根據所選用的樹脂要求和實際工程需要,對修整后的玻璃鋼管道進行后固化處理。
8、根據所選用的樹脂要求和實際工程需要,對修整后的玻璃鋼管道進行后固化處理。
9、檢驗及檢測
根據相關工程的要求及所執行的執行標準,對生產的玻璃鋼管道進行抽樣,按相關的檢驗方法對產品進行終檢,并對產品的質量等級進行確定,做出必要的標示,按要求對產品進行分類存放。