6
DN>1000
8
(3)巴氏硬度
FRPM管外表面的巴氏硬度应不小于40。
(4)树脂不可溶分含量
管壁中树脂的不可溶分含量应不小于90%。
(5)直管段管壁组分含量
直管段管壁中玻璃纤维、树脂和颗粒材料的含量由管材设计确定,并应在相关技术文件中明确给出。
(6)力学性能(略,详见《GB/T21238-2007玻璃纤维增强塑料夹砂管》)3・2玻璃钢风管相关技术要求
3.2.1原材料要求
(1)玻璃纤维及制品要求,所采用的无碱无捻玻璃纤维纱应符合《玻璃纤维无捻粗纱》(GB/T18369-2008)的规定。
无碱玻璃纤维制品应符合相应的国家标准或行业标准的规定,如《无碱玻璃纤维无捻粗纱布》(JC/T281)、《玻璃钢管
和管件》(HG/T21633-1991)。
玻璃纤维布各型号标准及要求如下表4、5.
表4无碱无捻玻纤
制品代号
(牌号)
原纱号数X股数(公制支数/股数)
单纤维公称直径(m)
厚度(mm)
经纱
纬纱
经纱
纬纱
EWR200(无
碱无捻布
-200)
24X7(41.6/7)
24X5(41.6/5)
8
8
0.20±0.02
EWR210(无
碱无捻布
-210)
24X6
(41.6)
(24X4)X2
(41.6/4)X2
8
8
0.21±0.02
EWR220(无
碱无捻布
-220)
24X6(41.6/6)
(24X4)X2
(41.6/4)X2
8
8
0.22±0.02
EWR300(无
碱无捻布
-300)
24X10(41.6/10)
(24X10)X2
(41.6/10)X2
8
8
0.30±0.03
EWR400(无
碱无捻布
-400)
24X20(41.6/20)
(24X10)X2
(41.6/10)X2
8
8
0.40±0.04
EWR500(无
碱无捻布
-500)
24X28(41.6/28)
(24X14)X2
(41.6/14)X2
8
8
0.50±0.05
(2)不饱和聚酯树脂应符合GB8237《玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)用液
体不饱和聚酯树脂》的要求。
(3)如果选用其它增强材料和树脂,其质量要求符合生产厂的技术指标或有关标准的规定。
(4)辅助成分的质量要求应符合其生产厂的技术指标或有关标准规定。
322外观质量
(1)外观
制品的纤维必须充分浸透树脂,纤维不得外露。
不允许有层间分层、脱层、树脂瘤、异物夹杂、色泽明显等不均匀现象。
气泡:
内衬层表面允许有直径最大为5.0mm的气泡,在每平方米内不超过3处,可不予修补,否则必须将气泡划破修补。
裂纹:
内衬层表面应无龟裂,不允许有深度为0.5mm以上的裂纹。
凹凸:
内衬层表面应光滑平整,不应有直径大于5.0mm、深(或高)0.5mm以上的凹凸。
泛白:
内衬层不允许有泛白现象。
修补处同一部位不得超过两次。
3.2.3树脂固化度
巴柯尔硬度不应低于40,树脂固化度不应低于85%。
3.2.4树脂含量
低压力接触成型:
内衬层》65%,中间层为50±5%;长丝缠绕型:
内衬层>80%,中间层为40土5%。
3.2.5机械性能
机械性能应符合如下表4、5。
表4低压接触成型玻璃钢制品的机械性能
厚度
拉伸长度
弯曲长度
弯曲弹性模量
(mm)
2
MPa(kgf/cm)
2
MPa(kgf/cm)
2
MPa(kgf/cm)
3.0-5.0
>61.8(630)
>107.9(1100)
>0.48(4.9)x104
5.1-6.5
>82.4(840)
>127.5(1300)
>0.55(5.6)X104
6.6-10
>93.2(950)
>137.3(1400)
>0.62(6.3)X104
大于10
>107.9(1100)
>147(1500)
>0.69(7.0)X104
表5长丝缠绕玻璃钢制品的机械性能
环向拉伸长度,MPa(kgf/cm)
>284(3000)
环向弹性模量,MPa(kgf/cm2)
>24517(250000)
轴向拉伸强度,MPa(kgf/cm2)
>147(1500)
轴向弹性模量,MPa(kgf/cm2)
>122500(125000)
抗压强度,MPa(kgf/cm2)
>235(2400)
3.3玻璃钢风管和玻璃钢夹砂管价格比较及选择
不同树脂对玻璃钢材料价格影响明显。
对于同样采用双酚A树脂做原材料
的玻璃钢风管和夹砂管,其典型管径价格对比列于表6。
表6玻璃钢风管和夹砂管价格对比
规格
玻璃钢风管单价(元/米)
夹砂管单价(元/米)
单价比
DN300
125(3.5mm)
173
1.38
DN400
184(4mm)
284
1.54
DN600
433(5mm)
508
1.17
DN800
450(6mm)
778
1.73
DN1000
583(8mm)
1218
2.09
DN1200
809(8mm)
1703
2.11
由数据表看出,玻璃钢夹砂管单价比玻璃钢风管要高,并随管径的增加而愈加显著。
现阶段我们除臭项目用到的风管,都是架空设置,管道内微负压或微正压。
基本上管道内压力0.04MPa已是上限压力,玻璃钢风管可满足要求,并且成本较低。
如若需要管道埋地,埋地部分需选择玻璃钢夹砂管,以保证其承受外压的能力。
3.4玻璃钢风管寿命
玻璃钢管在长期使用期间可能会发生强度的衰减,这一折减主要源自于玻璃钢管的老化,玻璃钢管不同程度地暴露于空气中,经受日晒雨淋、寒暑交迭、干湿交替,经过若干年后,会使玻璃钢的性能受到影响,这种现象被称为老化,从60年代开始,根据统一的研究计划,曾在全国范围内开展玻璃钢老化研究,研究工作持续近20年,结果发现,老化现象并不是一个特别严重的问题,最明显的变化,是在紫外线作用下,经历1~3年后,玻璃钢管表面发生纤维裸露,但这只涉及很薄的一层,其后不再继续向内层扩展,对强度影响不大。
在材料选用时,可在基体上填加紫外线抵抗剂,在玻璃钢管外表面附加一层富树脂层,
可解决此问题。
3.5产品选择经验总结
3.5.1总体要求玻璃钢臭气收集管道即以热固性树脂为基体成型的纤维增强复合材料。
风管内流动介质主要是H2S、NH3等污水产生的臭气。
如有埋地设置,该部分管道选用玻璃钢夹砂管,按《玻璃纤维增强塑料夹砂管》(GB/T21238-2007)标准执行
采购。
架空部分采用有机玻璃钢风管,玻璃钢用树脂为液体不饱和聚酯树脂,须符合《玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)用液体不饱和聚酯树脂》(GB8237)的规定,无碱无捻玻璃纤维纱应符合《玻璃纤维无捻粗纱》(GB/T18369-2008)标准,玻璃纤维布是无碱或中碱性材料,应符合《无碱玻璃纤维无捻粗纱布》(JC/T281)的规定。
玻璃钢风管制作采用手糊或缠绕法,玻璃钢风管从内向外应由内衬防腐层、结构层和外表层组成。
内衬防腐层:
内衬防腐层又富树脂层、中间层组成。
该层要考虑臭气的弱酸腐蚀性,因此富树脂层树脂含量大于90%,厚度约为0.5mm。
中间层采用短切玻璃纤维毡,树脂含量大于70%,厚度约为2mm。
内衬层的重叠宽度不小于
50mm。
结构层:
该层对内表层起加强作用,主要抵抗风管所承受的外界载荷,保证风管的刚度强度稳定性,采用玻璃纤维增强,承载载荷和保护内层,结构层的树脂含量应在40%~50%之间,厚度按荷载条件计算确定。
外表层:
该层与外界空气接触,接受阳光直晒,为防止管道在室外紫外线辐射作用下产生的老化作用,厚度1.5mm,树脂含量大于90%,并需添加抗紫外线的成分(如荧光增白剂),以保护内层结构。
3.5.2具体材料选用
(1)树脂的选用:
树脂是玻璃钢中的基体材料,其作用是在纤维间传递力载荷,它决定玻璃钢的耐热、耐腐蚀、耐老化性能。
树脂分为热塑性和热固性树脂两种。
常用的玻璃钢是热固性树脂生产的。
其中常用的有不饱和聚脂树脂、环氧树脂、酚醛树脂。
对于玻璃钢风管材料树脂选用,现在业内普遍选择不饱和聚酯树脂。
不饱和聚酯常用牌号中,192N、P65-901、191、189、886都属于邻苯型树脂,多用于结构层制作;2028、972属于间苯型,既可作内衬也可作结构层用;9503为对苯型;3301、197、382、941属于双酚A型,用于内衬制作,用于耐化学腐蚀要求高的地方;470、430、、590、3201、MFE-2、W2-1属于乙烯基型或改良型树脂,用于耐化学腐蚀、耐温要求更高的场合;2028、382、976A属于食品级树脂,用于制作输送或存放自来水或食品的玻璃钢管道或容器。
X-41属于二甲苯型树脂,用于内衬制作。
经过各厂家了解,191、196树脂,双酚A型不饱和树脂和MFE-2树脂被很多厂家使用,有些厂家采用单一树脂方式,也有很多厂家采用混合树脂使用方式,即内衬层使用更优良的树脂,结构层和外表层选用通用型树脂。
经了解,如果均以单一树脂作原料,以191树脂作为基准,那么选用196树脂,价格将会提高10%左右,选用双酚A型树脂,价格将会提高40%左右。
(2)玻璃纤维的选用:
玻璃纤维是决定玻璃钢管质量的主要承力部分,它不仅能提高玻璃钢管的强度和弹性模量,而且能够减少收缩变形,提高热变形温度和低温冲击强度等。
市面上用于玻璃钢材料制作的无碱玻璃纤维布主要有03#、04#等(数字表
示布厚,mm为单位)。
无碱布较中碱布性能优良,我们选用物件布作为原材料。
由于内衬防腐层和表面层需要制作光滑,适于选择比较薄的玻璃纤维布,适于使用超薄布,比如018#玻璃纤维网格布。
结构层起加强作用,主要抵抗风管所承受的外界载荷,适于选用较厚的玻璃纤维布,可选择04#玻璃纤维网格布。
(3)外表胶衣层:
市面上有些厂家产品没有外表胶衣层,保持产品原色(浅绿泛黄)。
但是外表胶衣层可以使玻璃钢材料表面性能提高,比如美观度、光滑度等,并对玻璃钢材料有一定的防护作用。
另外,由于我们的风管为露天架设,需要考虑防日照紫外线的因素,所以需要在外表胶衣层里面添加荧光增白剂等抗紫外线成分,以提高材料的防紫外线能力,减缓材料老化。
3.5.3原材料组合总结
玻璃钢材料的成本主要体现在树脂的价格上,大约占到总成本的60%,其他成本主要体现在人工上。
下面将市场上常见的玻璃钢用原材料组合汇总如下表
7。
表7常见玻璃钢风管材料组合情况
组合
内衬层
结构层
外表层
价格指数
1
191树脂+018#
玻纤布
191树脂+04#玻
纤布
191树脂+018#玻纤布+荧光增
白剂
0.79
2
196树脂+018#
玻纤布
196树脂+04#玻
纤布
191树脂+018#玻纤布+荧光增
白剂
0.89
3
双酚A树脂
+018#玻纤布
191树脂+04#玻
纤布
191树脂+018#玻纤布+荧光增
白剂
0.97
4
MFE-2树脂
+018#玻纤布
191树脂+04#玻
纤布
191树脂+018#玻纤布+荧光增
白剂
1
5
双酚A树脂
+018#玻纤布
双酚A树脂+04#
玻纤布
双酚A树脂+018#玻纤布+荧光
增白剂
1.68
注:
以现在使用产品的价格指数为基准计算。
191、196属于通用型树脂,MFE-2、双酚A
属于耐化学型树脂。
04#玻纤布为EWR-400的俗称。
组合4是我们现在选用的材料组合:
在191树脂作为结构层树脂的基础上,又选用了有较强耐腐蚀性能的MFE-2型树脂作为内内衬层树脂,以抵抗H2S等气体的腐蚀伤害,有效延长管材寿命和使用年限。
另外在外表层涂刷了含荧光增白剂的胶衣树脂,以抵抗紫外线对风管的伤害,可有效缓解风管因长时间暴晒的老化问题。
该富树脂层的胶衣树脂可根据需要选择与环境相适宜的颜色,但经过
3-5年时间颜色会整体变淡,但不影响其对紫外线的抵抗效果。
在材料选择上,当然是越耐高温、耐腐蚀的树脂材料更好,但是产品价格也会相应提高。
我们在采购时,应在产品原材料符合相关标准,保证产品质量的前提下,选择适宜的材料搭配,来降低产品成本。