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耐温型大口径玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料管道

成果类型:: 新技术

发布时间: 2023-09-25 15:46:30

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”新材料产业科技服务团| 杨柳 | 2023-10-12 19:28:45

该产品采用玻璃纤维往复缠绕法生产增强环氧树脂管道,是将连续长玻璃纤维经纱架张力器释放,浸树脂后按照一定的角度经径向交叉缠绕到芯模上,再通过芯模内的蒸汽加热固化、脱模而成。

在树脂基复合材料成型工艺中,缠绕工艺方法占有重要地位。这种方法可通过材料力学设计来充分发挥纤维拉伸强度高的优点,广泛应用于承受内外压、轴向、弯曲、扭转、载荷等情况下的各种压力容器等产品的加工制造。

纤维缠绕成型工艺的主要特点有:缠绕制品呈各向异性,有明显的强度的方向性,在层与层之间仅有很低的剪切强度;缠绕制品的局限性主要体现在几何形状上,通常情况下,缠绕成型仅适用于制造圆柱体、锥体、球体、椭圆体、某些曲率值为正的回转体制品及在一定条件下上述形体的组合体,对曲率值为负的回转体制品以及绝大部分非回转体很难进行缠绕。

通过本公司科研人员的努力,我们进行了如下技术创新工作:1、采用”芳香胺及改性脂肪胺配合固化剂“组成的树脂固化体系配方。2、采用快速回收胶槽,稳定产品质量。3、采用自动配胶控制系统。该生产的玻璃钢管道主要技术性能指标如下:优良的耐腐蚀性能;(2)耐疲劳性能好,产品设计使用寿命50年;(3)承受压力高,安全系数高;(4)重量轻,易安装;(5)与钢管连接密封性好;(6)管道不导电、内表面光滑、摩阻系数小,流体输送效率高;(7)使用温度可从原来的65℃上升到93℃,最高使用耐温性能可达到135℃。以上性能指标均能达到或超过API15LR以及SY/T6266-2004标准的要求。我公司玻璃钢管道的质量达到国内领先水平,与国外产品性能指标相应极小,能够满足不同用户不同产品加工的需要。

半干法缠绕是指在浸胶碳纤维缠绕到芯模之前通过烘干设备将浸胶碳纤维纱线中的溶剂除去,提高制品质量。与干法缠绕相比,省去了预浸胶工序,减少了设备,缩短了烘干所耗的时间。相对于湿法缠绕而言,只是增加了一套烘干设备,却可以大幅降低制品中的气泡含量以及孔隙。

碳纤维缠绕制品的种类繁多,而且其缠绕形式也千变万化,但是对于每一件碳纤维缠绕制品而言,在其进行纤维缠绕的过程中,纤维必须满足有规律地缠绕,只有经过这样的纤维缠绕最终得到的缠绕碳纤维制品才会具有高性能。所以,碳纤维的缠绕规律对于高强度、高性能的碳纤维缠绕制品十分重要。

中国颗粒学会(Chinese Society of Particuology ,缩写CSP)是由中国颗粒科学与技术领域内的科技工作者自愿结成的依法登记成立的全国性、非营利性、学术性的法人社会团体,是中国科学技术协会的组成部分。中国颗粒学会是从事颗粒科学和技术的研究、开发和应用的科技工作者的自愿组织。学会旨在通过组织国内和国际学术会议,开展科普和继续教育,出版学术期刊和学术论文集等多种形式的学术活动,增强会员之间的交流、传播颗粒学知识、促进中国颗粒学技术的发展。其最终的目的是服务于国家的现代化建设。

缠绕好的碳纤维预浸料表面还需要再裹上一层OPP,然后将缠绕好的碳纤维管送入高温固化炉中固化成型,最后脱模,切去两端不平稳部分,进行加工处理,就可以了。

缠绕类型有:环向缠绕、纵向缠绕、螺旋缠绕。碳纤维管一般选用螺旋缠绕。在缠绕过程中,张力的大象、各条碳纤维或者各层碳纤维间张力是否均匀会直接影响到碳纤维管的质量。在张力施加的过程中,最佳张力往往并不固定。多是依靠芯模结构增强材料强度、胶液粘度和芯模加热程度等条件决定的。

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