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        玻璃鋼卷管的成型工藝

        放大字體  縮小字體 發布日期:2020-04-02  來源:復材應用技術網  瀏覽次數:1134
        核心提示:玻璃鋼卷管可用作化工管道、輕質結構材料、電工絕緣材料等,其成型工藝與層壓板有許多共同之處。一、工藝過程及主要工藝參數卷管
             玻璃鋼卷管可用作化工管道、輕質結構材料、電工絕緣材料等,其成型工藝與層壓板有許多共同之處。
        一、工藝過程及主要工藝參數
            卷管工藝是借助于卷管機上的熱輥將膠布軟化,使膠布中樹脂熔融;在一定張力作用下,借助滾筒與芯模的摩擦力將膠布連續地卷到芯模上,經冷輥冷卻定型,然后在固化爐中固化得到產品的一種生產方式。
            制備卷管所用的管芯可用鑄鐵管、無縫管和圓鋼來加工制造,一般要求具有較高的光潔度,并有一定的錐度以便于脫模。卷管機見圖5-8。卷管工藝示意圖見圖5-9。
        1、卷管工藝過程
            卷管成型按其上布方法的不同可分為手工上布法和連續機械法兩種。其基本過程是:首先清理各輥筒,然后將熱輥加熱到設定溫度,調整好膠布張力。在壓輥不施加壓力的情況下,將引頭布先在涂有脫模劑的管芯模上纏上約1圈,然后放下壓輥,將引頭布貼在熱輥上,同時將膠布拉上,蓋貼在引頭布的加熱部分,與引頭布相搭接。引頭布的長度約為800~1200mm,視管徑而定,引頭布與膠布的搭接長度,一般為150~250mm。在卷制厚壁管材時,可在卷制正常運行后,將芯模的旋轉速度適當加快,在接近設計壁厚時再減慢轉速,至達到設計厚度時,切斷膠布。然后在保持壓輥壓力的情況下,繼續使芯模旋轉1~2圈。最后提升壓輥,測量管坯外徑,合格后,從卷管機上取出,送入固化爐中固化成型。
           卷管工藝一般采用平紋布或人字紋布;與層壓板所用膠布相比,其不溶性樹脂含量相對低一些,含膠量則相對高一些,這是由于卷管工藝所用壓力較低的緣故。部分卷管用玻璃膠布質量指標見表5-10。  
        表5-10   部分卷管用玻璃膠布質量指標
        玻璃布規格
        粘結劑
        膠布指標
        備注
        含膠量(%
        不溶性樹脂含量(%
        0.10.2平紋布
        616酚醛
        35~43
        <5
        膠布不相互粘在一起為宜。
        0.1平紋布
        環氧酚醛(64
        35~43
        <3
        0.2高硅氧布
        616酚醛
        33~41
        <5
        0.15單向布
        環氧酚醛(64
        38~44
        <3

        2、主要工藝參數
          1)前支承輥的溫度
           卷管時前支承輥的溫度是一個重要參數,卷管溫度是否合適根據膠布預熱的情況來判斷。膠布在卷入時必須充分發軟發粘,以保證層間有良好的粘結,但也不能有明顯的流膠情況。當膠布中不溶性樹脂含量較高時前支承輥的溫度應相應地提高一些,而當不溶性樹脂含量較低時則應相應地降低溫度。
           在連續卷制過程中,前支承輥表面會粘上一些樹脂,影響操作和溫度的均勻性,因此在黏附樹脂達到一定的程度后,即應臨時停車,將表面清理干凈。
          2)壓力和張力
           壓輥的作用是將膠布壓緊,并使管芯持續轉動達到卷管的目的。管芯所受的壓力可以通過調節兩個支承輥之間的距離加以調節。支承輥之間的距離大,管芯受到的壓力就大,兩個支承輥之間的距離一般控制在管芯直徑的1/3~1/2。
           膠布張力是卷管工藝中的一項重要參數,一般來說張力大一些有助于將管卷緊和清除氣泡,同時應注意控制張力的均勻性,避免出現一邊緊一邊松的情況。
          3)固化制度
           固化制度是指管品在固化爐中固化時的控溫制度,主要根據所用粘結劑的類型和管子的壁厚來決定。
           以壁厚小于6mm的酚醛管坯為例,其固化制度為(80~100)℃入爐,2小時內均勻升溫到(170±4)℃,保溫40分鐘后取出,在爐外自然降至常溫。
          4)底布
           底布的卷制操作比較簡單,但對管材的質量影響卻比較大。
           為了使膠布能粘到管芯上并使玻璃鋼管卷緊,應先在管芯上包上底布,底布的長度以管周長的兩倍為好,底布應選比較平整的膠布。手卷底布時要卷緊卷齊,在卷管機上空轉兩、三圈后使底布卷緊后再卷管。
        二、玻璃鋼卷管基本性能

        表5-11   卷制環氧酚醛玻璃鋼管的力學和電學性能

        性能
        0.15mm單向布,內徑44mm,壁厚3mm
        0.1mm平紋布,內徑37mm,壁厚2.5~3.5mm
        比重(g/cm3
        1.6~1.7
        1.6~1.76
        彎曲強度(MPa
        380~450
        140~200
        彎曲彈性模量(GPa
        17~19
        11~14
        軸向壓縮強度(MPa
        210~250
        100~150
        拉伸強度(MPa
        400~450
        300~350
        體積電阻(干燥)(Ω cm)
        ——
        1.31016
        體積電阻(浸水24h) (Ω cm)
        ——
        2.91014
        表面電阻(干燥)(Ω)
        ——
        2.01014
        表面電阻(浸水24h) (Ω)
        ——
        2.31012
        樹脂含量(%)
        ——
        31~35
        三、常見問題及解決措施

        表5-12   卷管常見問題及解決措施

        缺陷
        原因
        對策
        分層
        ①膠布太干,樹脂可溶性低或浸膠不均勻。
        ②壓輥溫度太高,膠布老化;或壓輥壓力低。
        ③張力小或不均勻。
        ④膠布混有雜質。
        ⑤固化溫度低且時間短。
        ①調整浸膠工藝和膠布指標。
        ②調整壓輥溫度和壓力。
        ③調整張力。
        ④保證膠布清潔。
        ⑤調整固化溫度,保證足夠的固化時間。
        起皺或變形
        ①管芯溫度太高或黏附殘膠太多。
        ②底布質量控制不當
        ③張力小或不均勻。
        ①降低管芯溫度,清理殘膠。
        ②加強底布質量控制。
        ③調整張力。
        氣泡
        ①膠布揮發份太高,而壓輥溫度低、轉速快。
        ②張力不均勻。
        ③脫模劑過厚或模具溫度太高。
        ④升溫過急。
        ①調整膠布揮發份,調整壓輥溫度、轉速。
        ②控制張力。
        ③脫模劑不宜過厚;調整模具溫度。
        ④調整工藝。
        樹脂積聚
        ①含膠量太高且壓輥溫度高。
        ②壓輥提升過早。
        ③固化升溫過急。
        ①調整浸膠工藝,控制膠布指標;降低壓輥溫度。
        ②控制壓輥提升時機。
        ③固化升溫不宜過急,適當延長保溫時間。
        力學性能差
        玻璃纖維布熱處理時強度損失太大。
        ②材料經前和后處理條件不當。
        ③固化溫度低且時間不足即固化不徹底。
        ④固化溫度太高或時間太久。
        ①控制玻纖布熱處理溫度與車速。
        ②嚴格控制工藝要求,正確進行前或后處理。
        ③改善固化條件或適當延長保溫時間。
        ④嚴格掌握好固化溫度及操作時間。
         
         
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