玻璃钢管道制作质检计划及安装方案.docx
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玻璃钢管道制作质检计划及安装方案
八、设计资料
（一）、设计检测采用标准
HG/T21633-1991玻璃钢管和管件
JC/T277-94无碱玻璃纤维无捻粗纱
JC/T281-94无碱玻璃纤维无捻粗纱布
GB/T8237玻璃纤维增强液体不饱和聚酯树脂
GB/T1447玻璃纤维缠绕增强塑料拉伸性能试验方法
GB/T1449玻璃纤维缠绕增强塑料弯曲性能试验方法
GB/T2576-89玻璃纤维缠绕增强塑料树脂不可溶成分含量试验方法
GB/T3854-83玻璃纤维缠绕增强塑料巴氏（巴柯尔）硬度试验方法
（二）、材料选用（包括生产厂家）
玻璃钢的积层是由增强材料和基体材料组成。
构成为：
①耐蚀层分为表面层（防腐层）和中间层（防渗层）。
表面层根据管道的工艺要求，其制作需采用聚酯表面毡，厚度≥1.0mm，树脂使用MFE-2乙烯基树脂等防腐性能强的树脂，树脂含量大于90%；中间层采用3层以上标准质量为450g/m2的无碱聚酯纤维短切毡，厚度在3mm左右，树脂含量大于95%，确保其具有优良的防渗漏性；
②强度层可使用197#树脂和无碱无捻缠绕纱用机械法缠绕制作或无碱无捻玻纤布手糊制作，直至达到保证制品安全使用的厚度，缠绕层树脂含量大于40%，手糊制作树脂含量大于55%；
耐候层厚度为1.5mm，延缓制品外表层老化。
采用TM-34胶衣树脂
原材料选用须遵循以下原则：
a）要满足结构使用性能要求；
b）材料的力学性能要满足结构的强度、刚度和稳定性要求；
c）材料的耐环境性能可使结构在使用环境条件下正常工作，并满足结构的寿命要求；
d）所选用的材料体系适合于拟采用的成型工艺；
e）对所选材料体系有深入了解，尽可能地选用已定型的、批量生产的、质量稳定的原材料。
1、树脂选用
树脂基复合材料通常又称为增强塑料，是目前结构复合材料中发展最早、研究最多、应用最广、规模最大的一类。
树脂是增强塑料的一个必需组分。
树脂性能直接影响复合材料性能，其作用是：
见纤维粘合成一个整体并使纤维位置固定，在纤维间传递载荷，并使载荷均匀；决定复合材料的一些性能，如复合材料的耐热性、横向力学性能、剪切性能、介电性能和耐化学性等；决定复合材料成型工艺方法及工艺参数选择；保护纤维免受各种损伤。
不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂和环氧树脂因具有一定的物理性能、工艺性能，已成为符合材料的主要基体材料。
（1）内衬树脂选用：
一般为防腐蚀性能优异的树脂，如ATLAC382树脂、MFE系列乙烯基酯树脂等。
在此选用MFE-2树脂，其有综合性能优良，具有良好的成型工艺性、力学性能和优秀的耐化学性等特点。
其适用于手糊、挤拉、缠绕等玻璃钢成型工艺。
[力学性能（浇铸体）]
项 目
MFE-2
测试方法
拉伸强度MPa
59.6
GB/T2568-1995
拉伸模量MPa
3.75×103
GB/T2568-1995
断裂伸长率%
2.6
GB/T2568-1995
弯曲强度MPa
106.0
GB/T2570-1995
抗压强度MPa
3.15×103
GB/T2570-1995
热变形温度°C
102
GB/T1634-1989
注:
以上数据为典型物理性能，不应视为产品规格。
（2）结构层树脂选用：
在此项工程中，根据招标书要求选用197树脂。
（3）耐候层树脂选用选用天马公司TM-34胶衣树脂其性能如下：
邻苯型通用型胶衣树脂，具有施工性能好、硬度高、耐热、耐磨、耐冲击等特点，适用于制造大多数通用产品。
采用手刷或喷射成型。
性能
TM34
执行标准
化学性能
粘度25℃cp
1600-2600/3500-5500
GB7193.1-1987
凝胶时间25℃min
8-20
GB7193.6-1987
浇铸体
物理性能
弯曲强度MPa
95
GB/T2570-1995
弯曲模量GPa
3.0
GB/T2570-1995
拉伸强度MPa
68
GB/T2568-1995
拉伸模量GPa
3.0
GB/T2568-1995
延伸率%
2.4
GB/T2568-1995
冲击强度kJ/m2
10
GB/T2571-1995
巴氏硬度
46
GB3854-83
热变形温度℃
70
GB1634-1979
施工工艺
固化体系
加促进剂、固化剂
施工方法
1、室温及原料、模具温度应高于15℃，环境湿度应低于70%；
2、喷涂或手刷，待粘手而不掉胶层时可上增强层
备注
1、有无色、白色及其它各种颜色，参见天马色卡（彩胶已预促进）
2、如有特殊需求，另行约定
2、增强材料的选用
在复合材料中，增强材料是分散相，主要起承载作用。
增强材料不仅能提高复合材料的强度和弹性模量，而且能降低收缩率，提高耐热性。
选择纤维品种规格主要根据复合材料成型工艺、制品的形状尺寸、受力情况和使用性能要求决定。
缠绕成型、拉挤成型均选用相应工艺专用的无捻粗纱；制品表面层的纤维制品为表面毡；手糊成型可选用方格布、短切毡、针织复合织物。
a）玻璃纤维方格布是无捻粗纱平纹织物，是手糊成型中最常用的玻纤制品，其强度主要在织物的经纬方向上。
方格布的特点是成型方便，易脱泡，能有效地增加制品的厚度，变形性好。
品种规格
质量
g/m2
断裂强力≥N/2.5cm
组织
织物密度（根/cm）
经向
纬向
经向
纬向
EWR200-90
200±16
637
686
平纹
6.0
3.8
EWR400-90
400±32
1226
1226
平纹
4.0
3.5
b）玻璃纤维（聚酯）短切毡是将玻璃原丝（聚酯）切割成50mm长，将其随机单均匀地覆在网带上，随后施以乳液粘结剂或粉末粘结剂经加热固化后粘结成短切原丝毡。
品种规格
单位面积质量g/m2
断裂强度N/150mm
可燃物含量%
EMC300-1040C-2080
300
43
2-6
EMC450-1040C-2080
450
60
2-6
c）玻璃纤维缠绕纱是由平行原丝或平行单丝集束而成的。
我们现在所使用的是后者，是从拉丝漏板拉下来的丝平行集束而成的无捻粗纱，又称直接无捻粗纱，其张力更加均匀，广泛应用于缠绕工艺。
缠绕用无捻粗纱用于制作各种规格的管道的增强层，能明显提高玻璃钢管道的强度和表面光洁度及生产效率，可与多种体系的树脂相容。
具有张力均匀、优良的浸透性、低静电、均匀的分散性、毛羽少、优良的机械性能等特点。
品种规格
单丝公称直径
μm
线密度
tex
浸润剂含量
%
含水率
<%
卷装量
Kg
E16-2400C
16
2400
0.6-1.0
0.2
20±0.5
玻璃钢工艺管道材料明细表
序号
材料名称
规格
功能
供应商
使用重量（kg）
单价（元/kg）
总价（元）
1
聚酯表面毡
50g/m2
管道内表面耐蚀层和耐候层增强材料
浙江天台宁益滤布厂
392
9.00
3528.00
2
聚酯短切毡
450g/m2
内衬层增强材料
浙江天台宁益滤布厂
2857
10.00
28570.00
3
无碱04方格布
EWR-400
管件内衬层增强材料
浙江巨石集团
1400
10.00
14000.00
4
中碱04方格布
CWR-400
管件结构层增强材料
常州天马集团
5629
10.00
56290.00
5
网格布
60g/m2
管道内衬层增强材料
南京金九鼎公司
98
25.00
2450.00
6
玻璃纤维短切毡
450g/m2
次内表面耐蚀层及管件结构层增强材料
常州天马集团
3108
10.00
31080.00
7
中碱02方格布
结构层增强材料
常州天马集团
169
10.00
1690.00
8
无碱缠绕纱
2400Tex
结构层增强材料
浙江巨石集团
69308
9.00
623772.00
9
197#树脂
结构增强层树脂
常州天马集团
44212
22.00
972664.00
10
MFE-2
内表面耐蚀层和次内表面耐蚀层树脂
上海华昌聚合物有限公司
4558
26.00
118508.00
11
促进剂
辅材
常州天马集团
488
22.00
10736.00
12
固化剂
辅材
常州天马集团
488
25.00
12200.00
13
胶衣树脂
TM-34
耐候层树脂
常州天马集团
2072
35.00
72520.00
14
合计
134778
1948008.00
玻璃钢设备结构设计制造方案。
序号
铺层名称
铺层厚度（mm）
树脂名称牌号
树脂含量
增强材料
1
内衬防腐层
1.0
MFE-2
≧95%
聚酯表面毡
2
内衬防渗层
3.0
MFE-2
≧75%
聚酯短切毡
3
管道增强层
3~15
197#
≧35%
无捻粗纱
4
管件增强层
3~15
197#
≧55%
方格布，短切毡
5
耐候层
1.5
TM-34
≧95%
聚酯表面毡
各种规格玻璃钢管道每米原材料单耗
管道规格
材料名称
规格
数量（kg）
备注
Φ2520×18
聚酯表面毡
0.05Kg/m2
0.80
网格布
0.05-0.07Kg/m2
1.12
玻璃纤维短切毡
0.45Kg/m2
10.77
无碱缠绕纱
2400tex
160.31
增强层树脂
197#
78.96
内衬层树脂
MFE-2
40.62
促进剂
2.39
固化剂
2.39
胶衣树脂
TM-34
2.39
聚酯薄膜
0.61
合计
297.36
管道规格
材料名称
规格
数量（kg）
备注
Φ2020×14
聚酯表面毡
0.05Kg/m2
0.63
网格布
0.05-0.07Kg/m2
0.89
玻璃纤维短切毡
0.45Kg/m2
8.57
无碱缠绕纱
2400tex
101.99
增强层树脂
197#
50.23
内衬层树脂
MFE-2
32.30
促进剂
1.65
固化剂
1.65
胶衣树脂
TM-34
1.90
聚酯薄膜
0.49
合计
197.92
管道规格
材料名称
规格
数量（kg）
备注
Φ1520×14
聚酯表面毡
0.05Kg/m2
0.48
网格布
0.05-0.07Kg/m2
0.67
玻璃纤维短切毡
0.45Kg/m2
6.45
无碱缠绕纱
2400tex
76.75
增强层树脂
197#
37.80
内衬层树脂
MFE-2
24.31
促进剂
1.24
固化剂
1.24
胶衣树脂
TM-34
1.43
聚酯薄膜
0.37
合计
148.93
管道规格
材料名称
规格
数量（kg）
备注
Φ1040×20
聚酯表面毡
0.05Kg/m2
0.65
网格布
0.05-0.07Kg/m2
0.91
玻璃纤维短切毡
0.45Kg/m2
8.82
无碱缠绕纱
2400tex
148.78
增强层树脂
197#
73.28
内衬层树脂
MFE-2
33.26
促进剂
2.13
固化剂
2.13
胶衣树脂
TM-34
1.96
聚酯薄膜
0.50
合计
269.97
管道规格
材料名称
规格（Kg/m2）
数量（kg）
备注
Φ920×8
聚酯表面毡
0.05Kg/m2
0.29
网格布
0.05-0.07Kg/m2
0.40
玻璃纤维短切毡
0.45Kg/m2
3.90
无碱缠绕纱
2400tex
23.23
增强层树脂
197#
11.44
内衬层树脂
MFE-2
14.71
促进剂
0.52
固化剂
0.52
胶衣树脂
TM-34
0.87
聚酯薄膜
0.22
合计
55.02
管道规格
材料名称
规格（Kg/m2）
数量（kg）
备注
Φ219×8
聚酯表面毡
0.05Kg/m2
0.07
网格布
0.05-0.07Kg/m2
0.10
玻璃纤维短切毡
0.45Kg/m2
0.93
无碱缠绕纱
2400tex
5.55
增强层树脂
197#
2.74
内衬层树脂
MFE-2
3.52
促进剂
0.13
固化剂
0.13
胶衣树脂
TM-34
0.21
聚酯薄膜
0.05
合计
13.16
管道规格
材料名称
规格（Kg/m2）
数量（kg）
备注
DN300，14mm
聚酯表面毡
0.05Kg/m2
0.09
网格布
0.05-0.07Kg/m2
0.13
玻璃纤维短切毡
0.45Kg/m2
1.27
无碱缠绕纱
2400tex
15.15
增强层树脂
197#
7.46
内衬层树脂
MFE-2
4.80
促进剂
0.25
固化剂
0.25
胶衣树脂
TM-34
0.28
聚酯薄膜
0.07
合计
29.39
管道规格
材料名称
规格（Kg/m2）
数量（kg）
备注
Φ366×8
聚酯表面毡
0.05Kg/m2
0.11
网格布
0.05-0.07Kg/m2
0.15
玻璃纤维短切毡
0.45Kg/m2
1.48
无碱缠绕纱
2400tex
8.84
增强层树脂
197#
4.35
内衬层树脂
MFE-2
5.60
促进剂
0.20
固化剂
0.20
胶衣树脂
TM-34
0.33
聚酯薄膜
0.08
合计
20.93
管道规格
材料名称
规格（Kg/m2）
数量（kg）
备注
Φ314×7
聚酯表面毡
0.05Kg/m2
0.10
网格布
0.05-0.07Kg/m2
0.14
玻璃纤维短切毡
0.45Kg/m2
1.33
无碱缠绕纱
2400tex
6.61
增强层树脂
197#
3.25
内衬层树脂
MFE-2
5.02
促进剂
0.17
固化剂
0.17
胶衣树脂
TM-34
0.30
聚酯薄膜
0.08
合计
16.78
管道规格
材料名称
规格（Kg/m2）
数量（kg）
备注
Φ426×13
聚酯表面毡
0.05Kg/m2
0.13
网格布
0.05-0.07Kg/m2
0.19
玻璃纤维短切毡
0.45Kg/m2
1.81
无碱缠绕纱
2400tex
19.72
增强层树脂
197#
9.71
内衬层树脂
MFE-2
6.81
促进剂
0.33
固化剂
0.33
胶衣树脂
TM-34
0.40
聚酯薄膜
0.10
合计
39.03
管道规格
材料名称
规格（Kg/m2）
数量（kg）
备注
Φ162×6
聚酯表面毡
0.05Kg/m2
0.05
网格布
0.05-0.07Kg/m2
0.07
玻璃纤维短切毡
0.45Kg/m2
0.69
无碱缠绕纱
2400tex
2.73
增强层树脂
197#
1.34
内衬层树脂
MFE-2
2.59
促进剂
0.08
固化剂
0.08
胶衣树脂
TM-34
0.15
聚酯薄膜
0.04
合计
7.63
管道规格
材料名称
规格（Kg/m2）
数量（kg）
备注
Φ110×5
聚酯表面毡
0.05Kg/m2
0.03
网格布
0.05-0.07Kg/m2
0.05
玻璃纤维短切毡
0.45Kg/m2
0.47
无碱缠绕纱
2400tex
1.85
增强层树脂
197#
0.91
内衬层树脂
MFE-2
1.76
促进剂
0.05
固化剂
0.05
胶衣树脂
TM-34
0.10
聚酯薄膜
0.03
合计
5.18
管道规格
材料名称
规格（Kg/m2）
数量（kg）
备注
Φ90×5
聚酯表面毡
0.05Kg/m2
0.03
网格布
0.05-0.07Kg/m2
0.04
玻璃纤维短切毡
0.45Kg/m2
0.38
无碱缠绕纱
2400tex
1.05
增强层树脂
197#
0.66
内衬层树脂
MFE-2
1.44
促进剂
0.04
固化剂
0.04
胶衣树脂
TM-34
0.08
聚酯薄膜
0.02
合计
3.68
（三）、玻璃钢管道优点和其生产工艺
玻璃钢管道有以下几个方面的优点：
耐腐蚀性好，使用寿命长，耐腐蚀性是玻璃钢管道的突出特点，根据输送化学介质的性质、浓度和温度，可以通过选用不同的纤维和树脂基体制作满足使用要求的具有复合结构的耐腐蚀管道；性能可设计，产品适用性强；质轻，安装方便；内壁光滑，介质输送阻力小；导热系数小，保温性能好，不导电。
玻璃钢管道采用我公司最新版本的数控纤维管道缠绕生产线制造，具体制造工艺如下：
1、准备工作。
（1）仔细阅读设计文件，注意原材料选用、各部分尺寸、模具的选用、铺层设计等关键事项，做到心中有数。
（2）设备调试。
首先认真检查设备运转及工作部位是否正常，特别要细心检查树脂-固化剂之间配比是否达到设计要求；要确保设备的运行稳定和工作精度；
（3）清理模具。
要求模具表面无坑凹、粉尘、杂物及其他附着物，模具要作到表面平滑，有问题及时修理、维护；
（4）缠聚酯薄膜。
为方便脱模，在模具表面应包覆1层聚酯薄膜，薄膜搭接宽度1～2㎝，厚度为40um之间。
要求薄膜无破损，无皱折，两面光滑洁净。
薄膜产品质量满足GB13950-1992的要求。
2、管道内衬制作。
内衬按结构又分内衬层和过渡层，主要起防腐防渗作用。
（1）内衬树脂配制。
根据当时的工作环境、温度条件作出的树脂配方体系进行内衬树脂配兑，配料量要根据制造进度合理掌握。
当现场情况发生变化时，制造部门应及时调整配方，并按新配方配制需用的树脂；
（2）按设计要求的铺层步骤进行内衬层制作。
内衬的制作采用制作增强材料主要采用聚酯纤维表面毡、聚酯纤维毡和网格布，基体材料使用MFE-2树脂。
内衬树脂含量高，具有很好的防腐防渗作用，其内衬层树脂含量在90%以上，厚度1.5mm；过渡层树脂含量75%以上，厚度4.5mm。
具体操作为：
在管道模具上依次缠绕涤纶布、毡，在每层涤纶毡外用网格布收束，挤压出纤维中气泡，直至达到设计要求厚度，其中布或毡搭接宽度不小于10mm，并且搭接缝应错开。
（3）过程检验。
按设计要求铺覆完各层后，要求操作工人进行初步的质量检测：
内衬是否达到设计厚度,局部是否有贫胶、挂胶现象,是否有白斑、气泡，若发生上述情况应及时采取处理措施；
（4）内衬深度固化。
3、缠绕
（1）采用无碱缠绕纱在制作好的内衬层上进行缠绕，采用环向和交叉缠绕交替进行，并通过调整主轴转速（管道模具转速）及纤维缠绕纱的张力，以及采用刮胶装置，保证管道结构层树脂含量，直至达到管道设计要求厚度；然后制作外保护层，结构层整体制作完毕后，使用抗老化胶衣树脂制作防老化外层；最后，用聚酯薄膜收束外表层，使之光滑平整。
（2）上红外线固化站，进行深度固化。
4、修整管道端口。
（四）、设计大纲
（1）设计根据HG/T21633-1991《玻璃钢管和管件》标准进行设计
①架空玻璃钢管道所受载荷原则上由以下几项：
管道工作内压，管道跨度，管道自重和介质重量等。
②玻璃钢的许用应力基于玻璃钢的耐蚀性由耐蚀层承受，结构强度只由强度承受的原则，FRP的许用应力是把强度层的破坏值及屈曲值等强度的极限值，用考虑了材料的分散性及其他因素的安全系数去除求得。
管道设计以下式算出得值为基础进行设计。
σθ=p（D+t+2tL）/（2t）≤[σθ]
式中：
p——管道最大工作压力，MPa
D——管道内径，mm
tL——管道内衬层厚度，mm
t——管道结构层厚度，mm
σθ——管道周向应力，MPa
[σθ]——管道周向许用应力，MPa
根据周向应力决定管道壁厚后，还应根据轴向应力、轴向应变和轴向周应边进行校核：
σx=p（D+t+2tL）/（4t）≤[σx]
式中：
σx——管道轴向应力，MPa
[σx]——管道轴向许用应力，MPa
管道跨度计算，用管架支承的玻璃钢管道可视为承受均布载荷作用的等跨连续梁，其支承座处有最大弯矩：
M=ql2/12
相应的最大轴向弯曲应力为：
σw=±M/W=±ql
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