玻璃鋼管也稱玻璃纖維纏繞夾砂管(FRP管)。主要以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料,以高分子成分的不飽和聚脂樹脂、環(huán)氧樹脂等為基體材料,以石英砂及碳酸鈣等無機(jī)非金屬顆粒材料為填料作為主要原料。管的標(biāo)準(zhǔn)有效長(zhǎng)度為6m和12m,其制作方法有定長(zhǎng)纏繞工藝、離心澆鑄工藝以及連續(xù)纏繞工藝三種??筛鶕?jù)產(chǎn)品的工藝方法、壓力等級(jí)PN和剛度等級(jí)SN進(jìn)行分級(jí)分類。玻璃鋼管成為當(dāng)今投資熱點(diǎn)之一。
以玻璃纖維或其制品作增強(qiáng)材料的增強(qiáng)塑料。稱謂為玻璃纖維增強(qiáng)塑料,或稱謂玻璃鋼。由于所使用的樹脂品種不同,因此有聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之稱。玻璃具有硬而易碎,具有很好的透明性以及耐高溫、耐腐蝕等性能;同時(shí)鋼鐵很硬并且不易碎,也具有耐高溫的特點(diǎn)。于是人們開始想,如果能制造一種既具有玻璃的硬度、耐高溫、抗腐蝕的性質(zhì),又具有鋼鐵一樣堅(jiān)硬不碎的特點(diǎn),那這種材料一定會(huì)大有用途。人們經(jīng)過研究試驗(yàn),終于制出了這樣一種復(fù)合材料。它,就是能與鋼鐵比肩而立的玻璃鋼管。
玻璃鋼管以其的強(qiáng)耐腐蝕性能、內(nèi)表面光滑、輸送能耗低、使用壽命長(zhǎng)(在50年以上)、運(yùn)輸安裝方便、維護(hù)成本低及綜合造價(jià)低等諸多優(yōu)勢(shì)在石油、電力、化工、造紙、城市給排水、工廠污水處理、海水淡化、煤氣輸送等行業(yè)取得了廣泛的應(yīng)用。
隨著中國(guó)城市化進(jìn)程加快,面對(duì)人口、資源和環(huán)境的平衡與保護(hù),各級(jí)政府在逐年加大對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施的投入,結(jié)合***科學(xué)技術(shù)需要,管材、管件的品種和規(guī)格不斷豐富,產(chǎn)量不斷增加,質(zhì)量不斷提高,尤其是塑料管發(fā)展更快,成為當(dāng)今投資熱點(diǎn)。玻璃鋼管就為其中之一。
其中剛度等級(jí)SN=EI/D3,通常以N/m2作單位。EI為沿管軸方向單位長(zhǎng)度內(nèi)管壁環(huán)向彎曲剛度,D為管道平均直徑。壓力等級(jí)PN有0.1、0.6、1.0、1.6、2.0、2.5Mpa;剛度級(jí)SN有1250、2500、5000、10000N/ m2。
玻璃鋼管生產(chǎn)工藝主要有三種類型:往復(fù)式纖維纏繞工藝、連續(xù)式纖維纏繞工藝以及離心澆注工藝。
往復(fù)式纖維纏繞工藝(屬于定長(zhǎng)法):在這種工藝方法中,浸膠槽隨轉(zhuǎn)動(dòng)的芯模作往復(fù)運(yùn)動(dòng),長(zhǎng)纖維玻璃絲以一定的斜角相對(duì)于芯模軸輔放,輔角(即纏繞角)受浸膠槽的移動(dòng)速度和芯模轉(zhuǎn)速之比控制,浸膠槽的平移運(yùn)動(dòng)由計(jì)算機(jī)化的機(jī)-電控制。纏繞層數(shù)逐漸增加,達(dá)到設(shè)計(jì)的壁厚為止。纏繞完成后,使制品中的樹脂基本固化。固化后,從玻璃鋼管中脫出芯模。
連續(xù)式纖維纏繞工藝(屬于連續(xù)法) :該工藝是管子在運(yùn)動(dòng)中通過一個(gè)供給樹脂預(yù)浸無捻粗紗,短切玻璃鋼纖維和樹脂砂混合物的供料站,管子是在芯模連續(xù)不斷的前進(jìn)中制成的。
離心澆注工藝(屬于定長(zhǎng)法) :在此工藝中,用切斷的玻璃纖維增強(qiáng)材料和砂,喂入固定在軸承上的鋼制模具中,在鋼模一端注入加催化劑的不飽和樹脂,使其浸漬增強(qiáng)材料,在離心力作用下,樹脂置換出纖維及填料中的空氣,從而制造出無孔隙的致密復(fù)合材料,由于離心力的作用管內(nèi)壁形成一個(gè)平滑、光潔的富有樹脂的內(nèi)表面層,管材在較高溫度下固化。用這種方法制造的管又稱玻璃鋼夾砂管。
世界上采用往復(fù)式纖維纏繞工藝制管的廠家比其它兩種生產(chǎn)工藝生產(chǎn)廠家多的多,原因之一是往復(fù)式纖維纏繞工藝制造的玻璃鋼管具有更廣泛的用途,適用性比較好。