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HIGH WIND IN CHINA 中國可再生能源之風力發電市場現狀分析

HIGH WIND IN CHINA 中國可再生能源之風力發電市場現狀分析
China's renewable energy mandates motivate huge growth in its wind energy market, spurring production of composite components on the Chinese mainland.中國的可再生能源激勵任務大幅度增長,其風力發電市場刺激生產的複合材料零部件,對中國內地.

Source: REpower來源:熱力
Although China has lagged behind the rest of the world in wind turbine size/ power-generating capacity, Chinese turbine producer DFSTW , Germany-based technology partner REpower and the Chinese city of Qingdao recently signed a memorandum of understanding to build one of the first offshore wind farms in China, a demonstration project that will feature five 5-MW turbines like the one pictured.雖然中國已經落後於世界各地的風力大小/發電能力,中國汽輪機製造汽輪機,德國的技術合作夥伴,熱力和中國青島市近日簽訂了一項諒解備忘錄,以建立一第一離岸風力農場,在中國,一個示範項目,將推出五項5兆瓦汽輪機像一個幻想.
Currently the sixth-largest wind energy market in the world, with close to 2,620 MW of installed capacity, China also ranks fifth in the amount of wind power generating capacity installed in 2006, adding more than 1,370 MW of new capacity.目前第六大風力發電場之一,在全球擁有近2,620兆瓦的裝機容量,中國還排名第五的數額風力發電裝置容量在2006年加入超過1,370兆瓦的新的能力. Although that represents half of the capacity installed in the U.S. during the same period, it also accounts for less than 1 percent of China’s annual demand for electricity.雖然這代表著一半的容量,安裝在美國在同一時期,還占不到1%,我國每年的電力需求. China, in fact, is second only to the U.S. as a consumer of electricity and has the fastest growing energy demand in the world.中國,在事實上,是僅次於美國作為一個消費者供電,並已最快的能源需求的增長世界. That leaves room for huge growth in wind energy.這留下了巨大的增長,風能.
Determined to reduce its dependence on coal and imported oil, China’s centralized government enacted the Renewable Energy Law (effective Jan. 1, 2006), which mandates that at least 5 percent of electricity must be generated from renewable sources by 2010 and 10 percent by 2020.決心減少依賴煤炭和石油進口的,中國的中央集權政府制定了可再生能源法(2006年1月1日)任務中,至少有5%的電力必須來自可再生能源,到2010年10%2020. To meet that goal, China must have 30,000 MW (or 30 gigawatts) of wind power capacity by 2020, which translates into roughly 2,100 MW installed per year for the next 13 years.要實現這一目標,中國必須擁有30,000兆瓦(或30千瓦)風力發電能力到2020年,其中化為大約2,100兆瓦裝置每年為未來13年. Further, the law requires that 70 percent of China’s wind power components be sourced locally by 2010, and it offers financial incentives, including a national fund intended to foster development of renewable energy as well as discounted lending and tax relief.此外,法律規定,中國70%以上的風力發電部件將在當地採購2010年它提供財政誘因,包括國家基金,旨在促進可再生能源的發展,以及折扣優惠和稅務減免. Given this encouragement, analysts such as Credit Suisse forecast that wind power capacity in China will grow 39 percent annually from 2004 to 2010 and 20 percent annually from 2010 to 2020.鑒於這種鼓勵,分析家例如瑞士信貸銀行預測,風力發電能力將增長39%,每年從2004年到2010年百分之二十的速度遞增,由2010年至2020年. According to industry estimates in 2006, China will spend $200 billion (USD) on renewable energy during that period.據業內人士估計,2006年,中國將耗資200億(美元),可再生能源在這期間.
China’s renewable energy mandate has dramatically changed the country’s wind energy landscape.我國可再生能源的任務,大大改變了我國風能景觀. At the end of 2000, there were roughly 10 wind turbine manufacturers in China, but only five produced turbines of 600 kW or greater.截至2000年底,共有大約10個風力渦輪機製造商在中國,但只有5個風力渦輪機生產的600千瓦或更大. By late 2006, however, there were more than 30 turbine manufactur-ers — 24 domestic and at least seven foreign either producing or preparing to produce turbine components on Chinese soil.2006年年底,但共有30多名汽輪機製造商-培訓-24國內至少有七名外籍要麼生產或準備生產汽輪機部件在中國的大地上. Given the demand for electric power and Beijing’s incentives, experts believe the number of players will continue to increase.由於對電力的需求和北京的誘因,專家認為,一些球員將繼續增加.
Although they are more numerous, Chinese companies initially lagged behind foreign-based manufacturers, producing less than a quarter of China’s installed turbines, in part because domestic manufacturers have been slower to ramp up to utility-scale (1 MW or larger) turbines.雖然他們是多不勝數,中國公司在最初落後于國外的廠商,產不足一個季度,中國安裝渦輪機,部分原因是因為國內廠商已經慢坡道高達事業規模(1兆瓦或較大)的渦輪. Also, domestic turbines usually featured fixed-pitch, constant-speed control systems, which are less efficient than the variable-pitch, variable-speed control systems now common in the West.而且,國內通常渦輪精選固定攤位,恒速度控制系統,該系統的效率比可變螺距,變速控制系統,目前常見於西方.
Technology Acquisitions and Joint Ventures科技收購,合資合作
To close the technology gap, many Chinese manufacturers have acquired foreign technology, either by purchasing production licenses from or by forming joint ventures/cooperative agreements with major turbine producers.關閉的技術差距,許多中國製造商收購外國技術,要麼通過購買生產許可證或者通過組建合資/合作協定汽輪機主要生產者. Although licenses commonly give Chinese companies more control, the most accessible technology is usually somewhat outdated.雖然執照普遍給予中國公司更大的控制權,最方便的技術,通常是有點過時. Cooperative development, by con-trast, grants domestic turbine manufacturers access to newer designs and the right to manu-facture turbines locally, albeit with greater foreign involvement.合作社的發展,由切面,助學金渦輪國內廠商獲得新的設計權和馬努-折斷輪機本地儘管更多外商參與.
Early domestic players were sometimes the result of “arranged marriages.” China’s former State Development and Planning Commission’s (SDPC) 1997 “Ride the Wind Program,” for example, encouraged the import of wind power technology to kick-start domestic turbine manufacturing.早期國內球員,有時是因為"包辦婚姻"中國原國家發展計畫委員會(國家計委)1997年"坐風計畫",例如,鼓勵進口,風力發電技術,以啟動國內汽輪機製造業等. The program spawned two joint ventures (JVs); these started with a 20 percent local content requirement, with a goal to increase to 80 percent as experience allowed.節目引起了兩個合資企業(合資企業);這些開始,以20%的當地含量的要求,同一個目標,以提高至80%作為經驗容許的.

Source: Nordex來源:nordex
Nordex produces wind blades using a resin-infused sandwich construction.nordex產生風力葉片用樹脂灌注夾層施工. Blades are fabricated at its Rostock, Germany facility and in China, at its Dongying, Shandong Province, facility.葉片裝配在羅斯托克,德國設施,在中國,在山東省東營,設施. Here, a Rostock technician lays up Gurit Corecell foam core, which is supplied already cut and kitted.在這裏,羅斯托克技術員奠定了guritcorecell泡沫核心,即供應已經削減和用具.
The first JV, Yituo-MADE (Luoyang) Wind Turbine Co. (Luoyang, Henan Province), was formed by Spain-based MADE Renewable Technology and Luoyang-based China YiTuo Group.第一個合資企業,在實際製作(洛陽)風力發電有限公司(河南洛陽),是由西班牙的發可再生能源技術和洛陽為本,中國在實際組. By 2000, the company was producing 330-kW and 660-kW turbines, with the latter 60 percent locally sourced.到2000年,該公司生產的330千瓦和660千瓦的風力渦輪機,後者60%的本地原材料. Yituo-MADE, is now defunct and MADE filed for bankruptcy in 2003 and was bought by Spanish turbine manufacturer Gamesa Eólica SA (Victoria, Spain).在實際的,現在已經不存在了申請破產,在2003年購買了由西班牙製造渦輪艾維斯eólica颯(維多利亞,西班牙). The second JV, Xi’an Nordex Wind Turbine Co. Ltd. (Xi’an, Shaanxi Province), was a 40/60 arrangement between Nordex (Norderstedt, Germany) and Xi’an Aero-Engine Group, which produced a 600-kW wind turbine.第二個合資企業,西安nordex風力發電有限公司(西安,陝西省),這是一個40/60關係的安排nordex(norderstedt,德國),西安航空發動機集團,探索出了一條600千瓦的風力渦輪機.
Both JVs met with limited success in part because the selected Chinese aerospace industry companies had little experience or interest in manufacturing turbines.雙方合資會見了有限的成功,部分是因為選定的中國航太工業公司,沒有什麼經驗或興趣在製造渦輪機. Xi’an Nordex, however, remains active, producing both 600-kW and 250-kW turbines, with a capacity of between 150 and 250 units annually.nordex西安,但依然活躍,既生產600千瓦至250千瓦的風力渦輪機,一座容量為150至250個單位左右.
Among the original group of domestic producers, Goldwind Science and Technology Co. Ltd. (Urumqi, Xinjiang Province) is China’s oldest, largest and most experienced manufacturer.除原有的77條國內生產者,goldwind科技有限公司(新疆烏魯木齊省),是中國最早的,全球最大和最有經驗的廠商. Goldwind’s 20 percent share of the Chinese market in 2005 has grown, some sources say, to as much as 40 percent, thanks not only to the Renewable Energy Law’s local-content mandate but its early push to produce turbines of 1.5 MW and larger, as well.goldwind的20%份額的中國市場在2005年有所增長,但有消息說,高達40%,致謝,不僅對可再生能源法的當地含量的任務,但其早日推動渦輪產生1.5兆瓦而面積較大,等.
Goldwind was founded in 1997 when Urumqi-based parent company Xinjiang Wind Energy Co. Ltd. bought a license to manufacture 600-kW wind turbines from Jacobs Energie GmbH, now part of global turbine manufacturer REpower Systems AG (Hamburg, Germany).goldwind創立於1997年,烏魯木齊市的母公司新疆風能有限公司買了許可證生產600千瓦風力發電從雅各能源股份有限公司,現已成為全球製造汽輪機熱力系統銀(德國漢堡). Goldwind turbines are 90 percent locally produced, including the rotor blades, which are supplied to Goldwind by Zhonghang (Baoding) Huiteng Windpower Equipment Co. Ltd. (Baoding, China).goldwind輪機90%本地出產,其中包括轉子葉片這是供應給goldwind由陳忠(保定)輝騰風能設備有限公司(保定,中國).

Source: Nordex來源:nordex
Goldwind first licensed REpower’s 48-kW to 750-kW turbine technology in 2002 and then acquired a license in 2003 from Vensys Energiesysteme GmbH (Saarbrücken, Germany) for its Vensys 62 1.2-MW turbine (62m/205-ft rotor diameter).goldwind第一家熱力的48千瓦至750千瓦的渦輪技術,2002年便獲得了許可,2003年vensys戊烷GmbH公司(呂肯,德國),供其vensys62120兆瓦汽輪機(62m/205-ft轉子直徑). When Vensys developed a low wind speed version with a larger 64m/211-ft diameter rotor that increased output to 1.5 MW, Goldwind acquired the license for that turbine as well and is currently working with Vensys to produce 2.0-MW and 2.5-MW turbines.當vensys制定了風速低版本有較大64m/211-ft轉子直徑增加產量到150兆瓦,goldwind收購許可證,汽輪機,並正與vensys生產2.0兆瓦和2.5兆瓦輪機. Goldwind hopes to begin manufacture this year and will supply offshore wind farms.goldwind希望開始生產,今年可供應離岸風力農場. Its 2006 production goal — collective turbine capacity of 300 MW to 400 MW — was doubled for 2007.其2006年的生產目標--集體機組容量為300兆瓦至400兆瓦增加了一倍,為2007年.
Goldwind recently beat out foreign and domestic competitors to win the contract for 33 wind turbines (1.5-MW Vensys 77 systems) for the 2008 Olympic Games in Beijing.goldwind最近擊敗了國內外眾多競爭對手,贏得合同33個風力渦輪機(150兆瓦vensys77系統)爭取到2008年奧運會在北京舉行. The company operates plants in Xinjiang, Guangdong, Zhejiang and Hebei Provinces and is building plants in Beijing and Inner Mongolia.該公司工廠在新疆,廣東,浙江,河北兩省,是建設廠在北京和內蒙古. In February, Goldwind signed a six-year contract with LM Glasfiber (Lunderskov, Denmark) to supply blades for Vensys 70 and 77 turbines and develop blades for Goldwind’s next generation of 2-MW and larger turbines at LM’s factory in Tianjin.二月,goldwind簽署了為期6年的合同,與glasfiber鎊(倫訥斯考,丹麥),以供應刀片vensys70和77輪機和發展刀片goldwind的下一代2兆瓦和大型水輪機鎊的工廠在天津舉行.
Gaining ground on the leaders is Zhejiang Yunda Windey (Hangzhou City, Zhejiang Province), which licensed 600-kW and 750-kW production technology, installation and after-sales service from REpower in 2002, earning a reported 1.4 percent share of the Chinese turbine market in 2005.抬頭的領導人是浙江省雲windey(浙江省杭州市)持牌600千瓦和750千瓦的生產工藝,安裝和售後服務,從熱力,2002年賺取報1.4%的份額,中國汽輪機市場,在2005年. While early models relied heavily on imported components, the company today claims 80 percent local content for its 750-kW unit and 100 percent localization of its 250-kW unit.而早期型號依賴進口元件,該公司今天聲稱80%當地含量為750千瓦機組和100%本地化,其250千瓦的機組. The company’s 20,000m2 (215,278-ft2) facility can produce 100 sets of each system annually.該公司的20,000平方米(215278-平方英尺)設施,可以生產100套系統每年一次. In December 2006, the company signed an agreement with Bristol, U.K.-based wind power consultancy Garrad Hassan to obtain engineering design and training support for the development of new 1.5-MW wind turbines.2006年12月,該公司簽訂了一項協定,布裏斯托英國的風能顧問哈桑garrad取得工程設計和培訓服務,協助開發新的1.5兆瓦風力輪機. Also, the state-owned China Energy Conservation Investment Corp. (CECIC, Beijing), recently bought a 47.5 percent stake in the company.同時,國有的中國節能投資公司(獨資,北京),最近購買了47.5%股份. CECIC ’s wholly owned subsidiary, Beijing Guotou Energy Conservation Co. (Beijing), is developing the Zhangbei Manjing I wind farm in Hebei Province (planned for 45 MW to 1 GW of capacity) and also operates the 45-MW TuoLi project in Xinjiang, which is slated for an additional 55 MW of development.獨資的全資子公司,北京崔武節約能源有限公司(北京)正在研製張蔓菁我風力農場河北省(計畫為45兆瓦增至1兆瓦的發電能力)並設有45兆瓦托裏項目,在新疆,這是友誼賽,增加55兆瓦的發展. Zhejiang Yunda Windey is supplying turbines for both projects.浙江雲windey供應渦輪兩個項目.
各持牌香港中華廠商公用事業規模的風力渦輪機是兩個進入國內風力發電市場提供1兆瓦或較大的渦輪機. In 2004, Dongfang Steam Turbine Works (DFSTW, Deyang, Sichuan Province) licensed REpower’s 1.5-MW turbine technology, producing turbines and installing four units in 2005.2004年,東方汽輪機廠(汽輪機,德陽四川省)牌熱力的1.5兆瓦汽輪機技術,渦輪製造和安裝4台機組在2005年.The REpower license was extended to permit local manufacture of the MD 77 1 .5-MW and MM 77 2 .0-MW units in 2006.熱力的許可期限,准許本地製造的導彈防禦771000.5-5兆瓦和77毫米2000.0-MW機組於2006年完成. DFSTW reportedly has annual production of 200 turbines (300 MW capacity).汽輪機報集團每年生產的200渦輪機(300兆瓦容量). In April, DFSTW contracted with Windtec, a wholly owned subsidiary of American Superconductor Corp. (AMSC, Westborough, Mass.) for Windtec-developed 2.5-MW systems.今年4月,汽輪機患windtec一家獨資子公司美國超導體公司(蚊,westborough,麻州),為windtec研製2.5兆瓦的系統. DFSTW plans to begin production of the 2.5-MW systems by the end of 2009.汽輪機計畫開始生產的2.5兆瓦的系統,到2009年底. In a 2006 news report, DFSTW , REpower and the Qingdao Municipality signed a memorandum of understanding to build one of the first offshore wind farms in China, a demonstration project of five 5-MW turbines.在2006年新聞報導,汽輪機,熱力和青島市政府簽署了一份諒解備忘錄,以建立第一個海上風力農場中國的一個示範項目55兆瓦的風力渦輪機.
Joint Ventures Spur Quick Development合資刺激快速發展
In December 2005, Nordex launched a joint venture with two companies in Ningxia Province to produce MW-class turbines.2005年12月推出nordex合資的兩家公司,在寧夏省生產兆瓦級的風力渦輪機. Ningxia Electric Power Group and the Ningxia Tianjing Electric Energy Development Group will own 40 percent and 10 percent of the venture, respectively, while Nordex assumes the remaining 50 percent.寧夏電力集團,寧夏天京電能開發集團將分別擁有40%和10%合資,分別在nordex承擔餘下的50%. This was a strategic move because both Chinese companies are owners of the Helanshan wind farm, one of the largest wind projects in China with 110 MW of installed capacity and massive expansion expected.這是一項戰略性舉措,因為中國公司是業主的賀蘭山風力發電場,其中一個最大的風能項目,在中國有110兆瓦裝機容量的大規模擴張預期. Representing a total investment of $12 million, the JV, Nordex Wind Power Equipment Manufacturing Co. Ltd. (Yinchuan, Ningxia Province), produced its first 1.5-MW turbines in November 2006 for its first major order of more than 130 turbines or 200 MW.占總投資額1200萬美元,合資,nordex風力發電設備製造有限公司(銀川,寧夏省)產生了首批150兆瓦發電機組在2006年11月進行了首次重大秩序超過130水輪機或200兆瓦.
In 2001, Nordex also acquired a 66.67 percent stake in Qingdao Huawei Wind Power Co. Ltd. (Qingdao, Shandong Province) to develop the Qingdao wind farm for Qingdao-based Chinese partner Dongyi Industrial Corp. Twelve 1.3-MW turbines operate there.2001年nordex還獲得了66.67%的股權華為青島風力發電有限公司(青島山東省)制定的青島風力發電場,對青島的中方合夥東夷工業股份有限公司12130兆瓦的發電機組經營.
Perhaps the most successful JV to date is Nantong CASC Wanyuan Acciona Wind Turbine Manufacture Co. Ltd. (NCWA, Nantong City, Jiangsu Province), created in 2005.也許最成功的合資企業,迄今為止南通集團公司婉媛acciona風力發電機製造有限公司(全國,江蘇省南通市),於2005年設立. Formed between Acciona Energia (Sarriguren, Navarra, Spain) and CASC , a state-owned aerospace conglomerate that develops, manufactures and launches space system vehicles, Acciona has installed 3,674 MW of wind energy systems on 137 farms in nine countries and has ownership interest in 2,492 MW of these.之間形成accionaEnergia公司(sarriguren,那瓦勒,西班牙)集團公司是一家國有航空集團的發展方向,製造和發射航太系統的車輛,acciona已安裝的3,674兆瓦的風力發電系統,對137個農場,在九個國家和所有者權益2,492兆瓦. The company has three facilities that can produce up to 1,120 turbines annually.該公司有三個設施,可以產生高達1,120每年渦輪機.

Source: Shi Pengfei, China Hydropower Engineering Consulting Group來源:施鵬飛,中國水電工程顧問集團
At the opening ceremony (top) for successful joint venture Nantong CASC Wanyuan Acciona Wind Turbine Manufacture Co. Ltd., the company’s AW-1500 1.5-MW turbine takes center stage.在開幕儀式上(頂)成功合資南通集團公司婉媛acciona風力發電機製造有限公司公司的仙-1500150兆瓦汽輪機採取中心舞臺. In the bottom photo, the first turbine head built by DFSTW (Dongfang Steam Turbine Works) leaves the company’s factory.在底部圖片,第一渦輪頭建成汽輪機(東方汽輪機廠)葉公司的工廠.
Acciona and CASC each own 45 percent of NCWA , with the remaining 10 percent held by Hispano-Chinese marketing firm Inceisa.acciona集團公司各擁有45%的全國委員會在餘下的10%由西班牙-中國銷售公司inceisa. A relative newcomer to the industry, Acciona began production in 2004, manufacturing 576 units by year-end 2006, a three-year total it expects to match in 2007 alone.一個比較新的產業,acciona投產,2004年生產576個單位,2006年底,一項為期3年的總期望,以配合在2007年就有. The company has developed a 3-MW turbine that it hopes to put into production soon.該公司已開發了3兆瓦汽輪機,它希望投產快.
In 2006, NCWA opened a $31 million factory in Nantong — at 103,000m2 (more than 1.1 million ft2), it was then the largest of its kind in China — with an annual capacity of 400 units (600 MW).2006年,全國開設了310萬美元的工廠在南通-103,000平方米(110多萬平方英尺)這在當時全國最大的實物在中國年產400套(600兆瓦). The facility will manufacture AW-1500 1.5-MW turbines, with rotor blades as long as 40m/130 ft. A second phase is expected to increase capacity to 900 turbines per year.該設施將製造仙-15001.5兆瓦的風力渦輪機,轉子葉片只要40m/130英尺第二階段預計載客量增加至900元,輪機一年. Its first delivery was for 33 turbines modified for low-temperature operation that were installed in the 49.5-MW Zhangbei wind farm, developed by the China Guotou group in Hebei Province.第一次交貨為33渦輪改裝的低溫運行,安裝了49.5兆瓦的張北風力發電場,發達的中國崔武集團在河北. It also signed an agreement to supply 67 turbines between October 2006 and February 2007 for the 100.5-MW LongYuan Qidong farm for the China Longyuan Guodian Group in Jiangsu Province.此外,還簽訂了協議,以供應67渦輪之間2006年10月和2007年2月為100.5兆瓦龍源啟東農場,為中國郭店龍源集團在江蘇省.
In May 2006, LM Glasfiber announced it had completed a long-term supply agreement with NCWA in which LM will produce blades for NCWA ’s 1.5-MW turbines from LM’s factory in Tianjin.2006年5月,長征glasfiber宣佈,它已完成一項長期供應協議,與全國其中鎊將產生葉片為全國的1.5兆瓦的風力渦輪機,從鎊的工廠在天津舉行.
In addition to licensing agreements with domestic manufacturers, REpower established in 2006 a joint venture, REpower North, to produce its own turbines in Baotou, Inner Mongolia, a region that has 40 percent of China’s total wind resources (reportedly enough to provide 300,000 MW of power).除了許可協議,與國內廠商,熱力于2006年設立的合資公司,熱力北出示自己的渦輪機在內蒙古包頭市,該地區有40個,占中國進出口總額的風力資源(據說足以提供300兆瓦的功率). Partners include state-owned steel and heavy construction equipment manufacturer North Heavy Industry Corp. (NHIC, Baotou, Inner Mongolia) and London, U.K.-based wind farm developer Honiton Energy Ltd., which had already committed 650 million yuan ($85.2 million) for wind farm developments in the region.合作夥伴包括國有鋼鐵和重型建築設備製造商北方重工股份有限公司(nhic,包頭,內蒙古),倫敦.英國的風力發電場頭發展能源有限公司其中已承諾650億元人民幣(約85.2萬美元),用於風電場地區的發展.
REpower North plans to install 100 MM70 and MM82 2 .0-MW turbines in 2008, manufactured mostly from Chinese-produced components.北熱力計畫安裝100mm70mm82和2000.0兆瓦發電機組在2008年以前製造的大部分來自中國大陸生產的零件. The company also plans to double production capacity each year until 2010, with final capacity of 400 2-MW turbines per year, nearly half of which are destined for Inner Mongolia.該公司還計畫增加一倍,生產能力每年直至2010年最終容量2400兆瓦的發電機組每一年中,有將近一半是運往內蒙古.
Foreign Companies Put Down Roots外國公司落地生根
The “local source” provision of China’s Renewable Energy Law has motivated most of the major foreign wind companies to build factories in China."當地源",提供中國可再生能源法已促使大部分的外國大公司風建設工廠在中國. For example, while Nordex considers its joint ventures as a good starting base for its efforts in China, it has realigned its activities to “intensify our local added value for larger machines,” according to Eberhard von Perfall, head of the Nordex Supervisory Board, by investing heavily in wholly owned production capacity.舉例來說,雖然nordex認為,其合資企業是一個好的開始基地的努力中,它已重新調整其活動,以"加強我們的本地附加值較大的機,"根據乾燥von佩法爾,團長的nordex監事會,在投入了大量的全資擁有的生產能力. In early 2005, Nordex opened a new 4,000m2 (43,055-ft2) blade production facility in Baoding (Hebei Province), where it is said to be producing 99 blades per year as well as other components for its N60 (60m/197-ft diameter) 1.3-MW turbines.2005年初,nordex開闢了新的4000平方米(43055-平方英尺)葉片生產設施,保定(河北),據說是生產葉片99元,以及其他部件的N60號(60m/197-ft直徑)1.3兆瓦的風力渦輪機. In January, Nordex opened a new rotor blade factory in Dongying (Shandong Province).在一月,nordex開闢了新的轉子葉片廠東營(山東省). Constructed in a record six months, the Nordex (Dongying) Wind Power Equipment Manufacturing Co. facility represents a ?20 million ($26.8 million USD ) investment.興建創下六個月該nordex(東營)風力發電設備製造有限公司設施是一個歐元,20萬美元(26.8萬美元)的投資. The company plans to use its initial production area of 8,400m2 (90,417 ft2) to build blades this year for 1.5-MW turbines produced at its Ningxia facility, eventually ramping up to 800 blades (400 MW) annually.該公司計畫利用其初始生產面積8400平方米(90417平方英尺)建立葉片今年1.5萬兆瓦渦輪產生了寧夏設施,最終升溫到800葉片(400兆瓦)左右. Nordex is planning additional production sites in China to satisfy strong local demand.nordex是規劃新增生產基地在中國,以滿足強勁的本地需求.

Source: Shi Pengfei, China Hydropower Engineering Consulting Group來源:施鵬飛,中國水電工程顧問集團
In 2005, Vestas AG (Randers, Denmark) opened a new $30 million plant in China’s Tianjin Economic-Technological Development Area (TEDA) to produce 39m/128-ft blades for its V80 2 -MW turbines.2005年,毛銀(人為環境丹麥),開闢了新的價值30萬元的廠房在中國天津經濟技術開發區(泰達)出示39m/128-ft刀片其v802兆瓦的風力渦輪機. A wind power leader with 25 to 28 percent of worldwide turbine sales, Vestas built the world’s first offshore wind farm in Europe and was reported to own 38 percent of China’s wind turbine market in 2005.風力領導人,1925年至1928年占全球汽輪機銷售火柴建成了世界上第一個海上風力發電場,在歐洲,據報導,擁有38%的中國風汽輪機市場,在2005年完成. It got a head start when it merged with Randers-based NEG Micon in 2003, which had already earned a 29 percent share of the Chinese market.喝到頭開始時,合併調查此事為本45-49微米,2003年已經賺了29%份額的中國市場. By the end of 2006, Vestas had 666 installed turbines in China.到2006年底,火柴已安裝666個渦輪機中.
The Vestas factory is expanding.火柴的工廠正在擴大. Capacity will increase from 600 to 1200 blades by mid-2007 — an annual installed capacity of 800 MW.裝機容量將增加至600至1200刀片中旬2007年裝機容量為800兆瓦. With 285 employees in Tianjin at the end of 2006, Vestas announced that it also will establish a $23 million plant for the as-sembly of glass/polyester nacelles and cast iron hubs at the TEDA complex, with an annual capacity of 350 nacelles and hub assemblies.285名雇員,在天津舉行的2006年年底,火柴也宣佈將建立一個耗資2300萬廠,作為庫塞玻璃纖維/聚酯和艙內鑄鐵集線器在泰達複雜的,具有年產350艙內和轂元件.
Spain’s largest wind power producer, Gamesa Eólica, is part of the Spanish Gamesa group, which also owns wind farm developer Gamesa Energia, a partner in delivering turnkey projects, including complete wind farms.西班牙最大的風力發電公司,艾維斯eólica,屬於西班牙艾維斯集團其中還擁有風力農場的發展艾維斯Energia公司,合作夥伴提供交鑰匙工程,其中包括完整的風力發電場. In 2003, Gamesa Eólica acquired Spanish wind turbine manufacturer MADE Energias Renovables SA (Madrid), from Spanish utility Endesa, increasing its global market share to 15 percent and gaining good growth potential from Endesa’s large wind farm project pipeline.2003年,艾維斯eólica收購西班牙風力渦輪機製造商作出energiasrenovables颯(馬德里),從西班牙ENDESA的事業,增加其全球市場份額為15%左右,取得良好的增長潛力,從Endesa公司的大型風力發電場工程管線. Gamesa offers 850-kW and 2.0-MW turbines.艾維斯提供850千瓦至2.0兆瓦的風力渦輪機.
Gamesa began commercial activity in China in 1997.艾維斯開始商業活動,1997年中國. By 2005, it became the second largest foreign turbine manufacturer controlling 36 percent of the Chinese market, according to BTM Consult (Ringk?bing, Denmark).到2005年,它成為第二大外國渦輪製造商控制了36%的中國市場,據210.200.105.226詢(靈克賓,丹麥). Gamesa Energia began wind farm development in China in 2005 and amassed projects in nine Chinese provinces by 2006.艾維斯Energia公司開始風力農場的發展,中國在2005年和積累項目在中國9個省的2006年. Gamesa Eólica commissioned its first factory in China in 2006, a 41,644m2 (448,252-ft2) plant at Huayuan Technology Park in Tianjin, slated to produce 400 MW of its G5X 850 -kW turbines each year.艾維斯eólica委託其首次在中國設廠,在2006年一個41644平方米(448252-平方英尺)的工廠在華苑科技園區,在天津,預定產生400兆瓦的g5x850千瓦的發電機組,每年. A second plant at the same site manufactures blades for its G5X wind turbines.第二個廠在同一地點製成品刀片其g5x風力渦輪機. This wholly owned subsidiary, Gamesa Wind Tianjin, claimed to have 1,200 MW of wind capacity on its order books by September 2006, including the largest single order ever awarded in China: 601 wind turbines (worth ?240 million or about $320 million) for Longyuan Electric Power Group wind farms, with a total capacity of 510 MW.這個全資附屬公司,艾維斯風天津聲稱擁有1200兆瓦的風力發電能力的書籍,以便在2006年9月包括最大的單一秩序不斷批中國:601風力渦輪機(價值2.4億歐元,約合320萬美元)用於龍源電力集團風力發電與總容量達510兆瓦.
Having established a small foothold in the Chinese turbine market in 2005, GE Wind Energy (Tehachapi, Calif.) opened its first wind turbine assembly plant in 2006, in Shenyang (Liaoning Province), next to two other GE facilities.已設立了一個小型的立足點在中國汽輪機市場,在2005年,葛風能(tehachapi,加利福尼亞州)開設其第一個風力渦輪機裝配廠於2006年在瀋陽(遼寧省)旁邊兩個葛其他設施. One of the latter, the GE Energy (Shenyang) Co. Ltd. facility, a wholly owned subsidiary, will produce 1.5-MW turbines.後者之一,葛能源(沉陽)有限公司設施,一間全資附屬公司,將生產1.5兆瓦的風力渦輪機. GE’s installed base includes 30 turbines with 77m/253-ft-long blades (the longest in China at the time of manufacture) in the Zhangbei Guotou Wind Power Plant (Hebei Province, northwest of Beijing).GE公司安裝基地將建30個渦輪葉片77m/253-ft-long(最長當時中國製造)的崔武張北風力發電場(河北省京西北). This project could field as many as 1,000 turbines on a series of new wind farms by 2010.這一項目可以實地多達1000輪機一系列新的風力農場,2010年完成. GE also installed 67 1.5-MW units in 2006 for the Jiangsu Rudong Concession II Wind Project in Shenyang.葛振峰還安裝了67個1.5兆瓦發電機組在2006年為江蘇省如東縣優惠二風能項目在瀋陽. The remaining 33 units for the 150-MW wind farm were to be installed this year.其餘33個單位為150兆瓦的風力發電場分別被安裝在今年.
suzlon(Pune,印度),排名第六,在全世界風力發電生產開闢了80萬(美元)的工廠,在中國東部的港口城市天津今年早些時候. The 250,000m2 (2,690,977-ft2) plant — Suzlon’s and China’s largest wind turbine plant to date — will fabricate generators and integrate rotor blades, nacelles and control panels, with an annual capacity of 600 MW to 800 MW.250,000平方米(2,690,977-平方英尺)植物suzlon和中國最大的風力發電廠日期將編造發電機和整合轉子葉片,艙內及控制屏,年產600兆瓦提升至800兆瓦. Suzlon plans eventually to erect six more plants, a maintenance center and a technology center.suzlon計畫最終安裝6個廠,一個維修中心和技術中心.
Home-Grown Technology首頁-種植技術
While the market seems large enough to accommodate foreign and domestic producers, wind farm developers (ac-cording to current estimates) can acquire a domestically produced turbine for two-thirds the cost of a foreign equivalent.雖然市場似乎足以容納外國和國內生產者,風電場開發商(交流,並根據目前的估計)購買國產汽輪機三分之二的費用外當量. Because turbines comprise 60 to 70 percent of the overall wind farm development expense, Chinese wind farm developers likely will push for increased domestic production, and Chinese equipment manufacturers will continue their drive to acquire the expertise to build complete wind turbines locally.由於渦輪由60%到70%的整體風電場的開發費用,中國風電場開發商可能會推動國內生產增加中國設備製造商將繼續他們的活動,獲取知識,以建立完整的風輪機在當地. Therefore, new companies are entering the market, often from related industries, and industry analysts believe this will continue — a phenomenon that eventually will reduce wind turbine prices not only in China but worldwide.因此,新公司進入市場,往往是從相關行業,工業分析家相信這會繼續下去這種現象最終會降低風力發電的價格,不僅在中國,而且在全世界.

Source: Shi Pengfei , China Hydropower Engineering Consulting Group來源:施鵬飛,中國水電工程顧問集團
The rotor blade assembly for a Goldwind 77 1.5-MW wind turbine is hoisted into position for final assembly.轉子葉片大會作goldwind771.5兆瓦的風力渦輪是懸掛成位置進行最後組裝. Goldwind is the oldest, largest and most experienced Chinese turbine manufacturer.goldwind是歷史最悠久,團員最多和最有經驗的中國水輪機製造商.
Among the newcomers is Harbin Hafei-Winwind Wind Power Equipment Co. Ltd. (Harbin, Heilongjiang Province), a 2004 startup that completed testing of a 1.2-MW turbine design in early 2006 with production to start by year’s end.其中新人,是哈爾濱哈飛-winwind風力發電設備有限公司(哈爾濱市,黑龍江省)2004年啟動,測試完成了1.2兆瓦汽輪機設計於2006年初與生產開始由去年的結束. Formed in 2004, the company says its new turbine was developed independently from its own design and intellectual property — a first for a domestic Chinese manufacturer.成立於2004年,該公司說,它的新渦輪機是自主開發的,由自己設計及保護知識產權的一中國國內廠商. It is a joint venture between Winwind (Oulu, Finland) and Harbin Hafei Mechanical & Electrical Products Manufacturing Co. Ltd. (a subsidiary of Harbin Power Equipment Group, one of the largest producers of electrical generators in China).它是一個合營企業之間winwind(奧盧芬蘭),哈爾濱哈飛機電產品製造有限公司(子公司哈爾濱動力設備集團最大生產國之一的發電機在中國). Shanghai Electric Group Corp. (SEC, Shanghai) — China’s largest producer of electrical equipment — has established a branch institute in Shanghai Dianji University, targeting R&D for Shanghai-made turbines.上海電氣集團股份有限公司(秒,上海)-中國最大的生產電力設備,已經設立了一個分院,在上海電機學院,針對研發滬產發電機組. Although SEC currently manufactures 1-MW wind turbine generators, a company official revealed that “SEC intends to develop a ‘Shanghai home-grown technique’ to produce 2-MW turbine generators.” Reportedly, SEC will cooperate with three local universities in research on the project and will apply the technology to wind farms in Shanghai’s Nanhui and Chongming Districts.雖然證交會製成品,目前1兆瓦的風力發電機,公司官員透露,"證交會打算建立一個'上海土生土長技術'來產生2兆瓦的渦輪發電機."據報導,證交會將與三所大學的研究專案和適用技術的風力農場,在上海的南匯和崇明地區.
Chinese Wind Blade Manufacturers中國風葉片製造
Wind blades consume the bulk of the composites in a turbine, although most manufacturers use fiberglass/polyester nacelles to house the turbine drivetrain.風葉片消耗了大部分的複合渦輪,雖然大多數廠家使用的玻璃纖維/聚酯艙內容納渦輪傳動. Because blade construction tends to be the most labor-intensive portion of turbine manufacture, turbine producers have made local blade factories a priority — Vestas, for example, opened its blade plant prior to its turbine assembly facility.因為推土施工往往是最勞動密集型部分汽輪機製造,汽輪機生產已使當地刀片廠優先火柴,例如開放其刀片廠之前,其汽輪機裝配設施. Domestic wind blade manufacturers are starting to multiply as well.國內風力葉片製造商開始繁殖等.
Zhonghang (Baoding) Huiteng Windpower Equipment Co. Ltd. (HT Blade), is a U.S.-China cooperative enterprise established in 2001 and owned by Tang Energy Group Ltd. (Dallas, Texas), Baoding Huiyang Aviation Propeller Factory, and China Aviation Gas-Turbine Power (Group) Corp. HT Blade has acquired a majority share of the Chinese-made blade and nacelle cover market.陳忠(保定)輝騰風能設備有限公司(高溫葉片),是一個中美合作企業成立於2001年,擁有唐能源集團有限公司(德克薩斯州達拉斯)保定惠陽航空螺旋槳製造廠中國航空燃氣渦輪電力(集團)股份有限公司羥葉片獲得了大部分份額的國產刀片和吊籃複蓋市場. It is now preparing to export blades.現在正準備出口的葉片. The company began commercial production with 600-kW wind turbine blades in 2001 and in 2005, began producing larger blades in line with the Chinese market trend toward higher-rated, more efficient turbines.該公司開始商業化生產600千瓦風力機葉片在2001年和2005年開始產生較大的葉片符合中國市場的趨勢,高的,更有效的渦輪. HT Blade now is developing blades for turbines as large as 3.0 MW.羥刀片,現在正在制定葉片渦輪多達3.0兆瓦. HT Blade’s annual production capacity is 400 sets of 600-kW blades, 1000 sets of 750-kW blades and 200 to 500 sets of MW-series blades.高溫葉片的年生產能力為400套,600千瓦葉片1000套750千瓦的葉片和200至500套兆瓦系列刀片.
Big Land, Big Opportunities大土地,大機遇
The Chinese wind energy market has composite materials suppliers busy positioning products for wind blade applications.中國風能市場的複合材料供應商忙碌產品定位風力葉片的申請. Huntsman Advanced Materials (Schaffhausen, Switzerland and Woodlands, Texas), for example, makes epoxy resins specifically for wind blade production.亨斯邁先進材料(Schaffhausen,瑞士和林地,德州),例如,環氧樹脂,專供風葉片生產. Chambery, France-based Saint-Gobain Vetrotex has established an Asia-Pacific office in Shanghai to promote its continuous glass fiber fabrics for wind blade production, while Toledo, Ohio-based Owens Corning has developed new Windstrand glass fiber specifically for the same application.貝裏,法國的聖戈班集團vetrotex設立了亞太區辦事處,在上海,以促進其連續玻璃纖維織物風葉片生產,而托萊多,俄亥俄州的歐文斯科寧已經制訂了新windstrand玻纖專門為同一申請. Closer to home, CPIC /Fiberglass (Chongqing, China) markets domestic E-glass and E-CR glass to local wind blade factories.接近家中,安全措施/玻璃纖維(中國重慶)國內市場無堿玻璃和電子玻璃鉻當地風力葉片廠. Gurit (Wattwil, Switzerland) established a distribution base in Tianjin after it acquired SP Systems three years ago.gurit(瓦特維爾,瑞士)建立了基地分佈在天津後,它獲得SP方程三年前. Gurit’s Wind Energy Business Unit accounted for 50 percent of the company’s 2006 sales and, according to the firm, a 15 percent share of the overall composites market in wind energy.gurit風能業務單位占50%,該公司的2006年的銷售,據該律師事務所,15%左右的份額,整體市場的複合材料在風力能源. Gurit supplies epoxy gel coats, adhesives, laminating and infusion resins, glass and carbon prepregs and Corecell foam.gurit用品環氧膠衣,膠粘劑,層壓及輸液樹脂,玻璃和碳預浸corecell和泡沫. Carbon fiber, a key component of spars used in some of the longer blades for multimegawatt turbines, is making inroads in China, although more slowly than in the West.碳纖維的一個關鍵組成部分,利用浮台,在一些較長的葉片多兆瓦渦輪機,正在進展中,雖然越來越慢,在西方落下. Two key carbon suppliers in that push are Toray Industries (Tokyo, Japan) and St. Louis, Mo.-based Zoltek Inc. The use of carbon and prospects for its growth in wind blade construction are discussed in HPC ’s “Carbon in the Wind” feature, which begins on p.兩個關鍵炭供應,是推動東麗工業(日本東京)和聖路易斯2007型丙烯腈股份有限公司使用碳和前景,其生長在風推土施工討論高性能的"碳風"的專題,展開頁 40.40.
What’s become abundantly clear is that the Chinese market for composites in wind energy systems is in the midst of rapid growth and expansion that will merit this industry’s close scrutiny in the years to come.什麼是顯而易見的是,中國市場對複合材料在風力發電系統正處於迅速增長和擴大,這值得業界的矚目,在未來的歲月.

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中國名牌產品“十一五”培育規劃共485種產品

中國名牌產品“十一五”培育規劃共485種產品

十八、建材(34種產品)
2006年
1.玻璃鋼管道
纏繞樹脂

DS—666 DS-663 DS-659 DS-608N

2.玻璃纖維土工格柵

格柵樹脂

DS—152 DS-152-1 DS-603N DS-627
3.鋁塑複合板
4.紙面石膏板
5.預應力混凝土管樁
2007年
1.裝飾石材
人造石樹脂

DS—783 DS—759 DS—758 DS—757 DS—728 DS—727
DS—726 DS—723 DS—721 DS—707 DS—705UV
DS-355N

2.建築安全與節能玻璃
3.空心玻璃磚
4.玻璃纖維增強塑膠貯罐

纏繞樹脂

DS—666 DS-663 DS-659 DS-608N

2008年
1.水泥
2.燒結空心磚、多孔磚
3.玻璃鋼漁竿
拉擠樹脂

DS—629 DS—627 DS-606

4.預應力鋼筒混凝土管
5.輕鋼龍骨
6.玻璃鋼冷卻塔
通用樹脂

DS—321P DS—196 DS—186 DS-161

噴射樹脂

DS-326PT DS-309PT

7.高效減水劑
8.滑石粉
9.隔熱和絕音材料(建築用玻璃棉及製品、礦棉裝飾吸聲板)
2009年
1.玻璃纖維增強塑膠夾砂管道
纏繞樹脂

DS—666 DS-663 DS-659 DS-608N

2.玻璃鋼格柵
格柵樹脂

DS—152 DS-152-1 DS-603N DS-627
3.夾絲及壓花玻璃
4.電子級玻璃纖維布
5.建築防水卷材
6.微晶玻璃
7.塑膠門窗及異型材料

拉擠樹脂

DS—629 DS—627 DS-606

8.塑膠土工合成材料
2010年
1.玻璃鋼連續板材
透明玻璃瓦樹脂

DS-287N DS—126N DS-106N DS-102N

2.玻璃窯用耐火材料
3.玻璃纖維建築網格布
4.採暖散熱器
5.鱗片石墨
6.壓延玻璃
7.玻璃纖維壁布
8.密封墊板和盤根

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DMC (Dough Molding Compounds)/BMC (Bulk Molding Compounds) 團狀模塑膠/SMC (Sheet Molding Compounds) 片狀模塑膠的相關檢測標準

JB/T 7770-1995 不飽和聚酯玻璃纖維增強模塑膠
GB 1033-86 塑膠密度和相對密度試驗方法
GB/T 1034-1998 塑膠吸水性試驗方法
GB 1404-1995 酚醛模塑膠
GB 1042-1979 塑膠彎曲強度試驗方法)
由GB/T 9341-2000 塑膠彎曲性能試驗方法 代替
GB/T 1043-93 硬質塑膠簡支梁衝擊試驗方法
GB/T 1408.1-1999 固體絕緣材料電氣強度試驗方法 工頻下的試驗
GB/T 1408.1-2006 固體絕緣材料工頻電氣強度的試驗方法
GB/T 1408.2-2006絕緣材料電氣強度試驗方法第2部分:對應用直流電壓試驗的附加要求 )
GB/T 1409-2006 測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻 (包括米波在內)下電容率和介質損耗因數的推薦方法
GB/T 1410-2006 固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗方法
GB1411-1978 固體電工絕緣材料高壓小電流間歇耐電弧試驗方法 作廢
GB/T 1411-2002 幹固體絕緣材料 耐高電壓、小電流電弧放電的試驗
GB/T 4207-2003 固體絕緣材料在潮濕條件下相比電痕化指數和耐電痕化指數的測定方法

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壓力管道設計施工常用標準目錄

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(一)設計標準
序號 標準編號 標準規範名稱 備註
1 GBJ16-87 建築設計防火規範(2001年版)
2 GBJ87-85 工業企業雜訊控制設計規範
3 GB5044-85 職業性接觸毒物危害程度分級
4 GB6222-86 工業企業煤氣安全規程
5 GB50058-92 爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範
6 GB50160-92 石油化工企業設計防火規範(1999年版)
7 GB50183-93 原油和天然氣工程設計防火規範
8 SH/T3003-2000 石油化工廠合理利用能源設計導則
9 SH2600-92 石油化工企業能量平衡方法
10 SH3024-95 石油化工企業環境保護設計規範
11 GB13271-2001 鍋爐大氣污染物排放標準
12 GB/T17393-98 覆蓋奧氏體不銹鋼用絕熱材料規範
13 GB50029-2003 壓縮空氣站設計規範
14 GB50028-93 城鎮燃氣設計規範(2002年版)
15 GB50030-91 氧氣站設計規範
16 GB50031-91 乙炔站設計規範
17 GB50041-92 鍋爐房設計規範
18 GB50049-94 小型火力發電廠設計規範
19 GB50177-93 氫氧站設計規範
20 GB50195-94 發生爐煤氣站設計規範
21 GB50074-2002 石油庫設計規範
22 GB50156-2002 汽車加油加氣站設計與施工規範
23 GB50251-2003 輸氣管道工程設計規範
24 GB50253-2003 輸油管道工程設計規範
25 GB50265-97 泵站設計規範
26 SH3007-1999 石油化工儲運系統罐區設計規範
27 SH3009-2001 石油化工燃料氣系統和可燃性氣體排放系統設計規範
28 SH3011-2000 石油化工工藝裝置佈置設計通則
29 SH3012-2000 石油化工管道佈置設計通則
30 SH/T3013-2000 石油化工廠區豎向佈置設計規範
31 SH/T3014-2002 石油化工企業儲運系統泵房設計規範
32 SH3035-1991(SHJ35-91) 石油化工企業工藝裝置管徑選擇導則
33 SH/T3040-2002 石油化工管道伴管和夾套管設計規範
34 SH/T3041-2002 石油化工管道柔性設計規範
35 SH/T3053-2002 石油化工企業廠區總平面佈置設計規範
36 SH3054-1993 石油化工企業廠區管線綜合設計規範
37 SH3056-1994 石油化工企業排氣筒(管)採樣口設計規範
38 SH3073-1995 石油化工企業管道支吊架設計規範
39 SH/T3051-1993 石油化工企業配管工程術語
40 SH/T3052-1993 石油化工企業配管工程設計圖例
41 SH3059-2001 石油化工管道設計器材選用通則
42 SH/T3902-1993 石油化工配管工程術語縮寫詞
43 SH3405-1996 石油化工企業鋼管尺寸系列
44 HG20533-93 化工配管用無縫及焊接鋼管尺寸選用系列
45 HG20520-92 玻璃鋼/聚氯乙烯(FRP/PVC)複合管道設計規定
46 HG20550-93 球形補償器配置設計規定
47 SY/T4073-94 儲罐抗震用金屬軟管和波紋補償器選用標準
48 SY/T0015.1-98 原油和天然氣輸送管道穿跨越工程設計規範 穿越工程
49 SY/T0015.2-98 原油和天然氣輸送管道穿跨越工程設計規範 跨越工程
50 SY/T0019-97 埋地鋼質管道犧牲陽極、陰極保護設計規範
51 SY/T0086-2003 陰極保護管道的電絕緣標準
52 SY/T0036-2000 埋地鋼質管道強制電流陰極保護設計規範
53 SY/T0516-1997 絕緣法蘭設計技術規定
54 HG20537.1-92 奧氏體不銹鋼焊接鋼管選用規定
55 SH3097-2000 石油化工靜電接地設計規範
56 DL5000-2000 火力發電廠設計技術規範
57 DL/T5054-96 火力發電廠汽水管道設計技術規定
58 SDGJ6-90 火力發電廠汽水泛道應力計算技術規定
59 NDGJ16-89 火力發電廠熱工自動化設計技術規定
60 HG/T20680-90 化工企業鍋爐房設計計算技術規定
61 CJJ34-2002 城市熱力網設計規範
62 GB50032-2003 室外給水排水和燃氣熱力工程抗震設計規範
63 SH3039-2003 石油化工非埋地管道抗震設計通則 已報批
64 SY/T0450-97 輸油(氣)埋地鋼質管道抗震設計規範
65 GB50264-97 工業設備及管道絕熱工程設計規範
66 SH3010-2000 石油化工設備和管道隔熱技術規範
67 SH3022-1999 石油化工設備管道塗料防腐蝕技術規範
68 SH3043-1991(SHJ43-91) 石油化工企業設備管道表面色和標誌
69 HG/T20679-90 化工設備管道外防腐設計規定
70 GB/T1047-95 管道元件公稱通徑
71 GB/T1048-90 管道元件公稱壓力
72 GB/T7306.1、.2-2000 55°密封管螺紋
73 GB/T12716-2002 60°密封管螺紋
74 GB50316-2000 工業金屬管道設計規範
75 SH/T3129-2002 加工高硫原油重點裝置主要管道設計選材導則
76 GB/T4272-92 設備及管道保溫技術通則
77 GB/T8174-87 設備及管道保溫效果的測試與評價
78 GB/T8175-87 設備及管道保溫設計導則
79 GB/T11790-1996 設備及管道保冷技術通則
80 GB/T15586-1995 設備及管道保冷設計導則
81 GB/T16617-1996 設備及管道保冷效果的測試與評價
(二)施工標準
序號 標準編號 標準規範名稱 備註
1 GB50231-98 機械設備安裝工程施工及驗收通用規範
2 GB50235-97 工業金屬管道工程施工及驗收規範
3 GB50236-98 現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規範
4 GB50274-98 製冷設備、空氣分離設備安裝工程施工及驗收規範
5 SH3502-2000 鈦管道施工及驗收規範
6 SH3501-2002 石油化工有毒、可燃介質管道工程施工及驗收規範
7 HG20225-95 化工金屬管道工程施工及驗收規範
8 SY/T0422-97 油田集輸管道施工及驗收規範
9 SY0466-97 天然氣集輸管道施工及驗收規範
10 SY/T4079-95 石油天然氣管道穿越工程施工及驗收規範
11 SY5737-95 原油管道輸送安全規定
12 FJJ211-86 夾套管施工及驗收規範
13 GJJ28-89 城市供熱管網工程施工及驗收規範
14 CJJ33-89 城鎮燃氣輸配工程施工及驗收規範
15 JBJ27-96 工業鍋爐安裝工程施工及驗收規範
16 GB50184-93 工業金屬管道工程品質檢驗評定標準
17 SH/T3517-2001 石油化工鋼制管道工程施工工藝標準
18 SH3518-2000 閥門檢驗及管理規程
19 SH3520-1991(SHJ520-91) 石油化工工程鉻鉬耐熱鋼管道焊接技術規程
20 SH3064-1994 石油化工鋼制通用閥門選用\檢驗及驗收
21 SH3505-1999 石油化工施工安全技術規程
22 SH/T3523-1999 石油化工鉻鎳奧氏鋼、鐵鎳合金鋼和鎳合金鋼管道焊接規程
23 SH3525-1992 石油化工低溫鋼焊接規程
24 SH3526-1992 石油化工異種鋼焊接規程
25 SH/T3527-1999 石油化工不銹鋼、複合鋼焊接規程
26 JGJ82-91 鋼結構高強度螺栓連接的設計、施工及驗收規程
27 GB3323-87 鋼熔化焊對接接頭射線照相和品質分級
28 GB/T5777-96 無縫鋼管超聲波探傷方法
29 GB/T7735-95 鋼管渦流探傷檢驗方法
30 GB/T12606-1999 鋼管漏磁探傷方法
31 GB/T15830-95 鋼制管道對接環焊縫超聲波探傷方法和檢驗結果的分級
32 JB4730-94 壓力容器無損檢測(2001年第1號修改單)
33 GB/T12385-90 管法蘭用墊片密封性能試驗方法
34 GB/T12621-90 管法蘭墊片 應力鬆馳試驗方法
35 GB/T12622-90 管法蘭墊片 壓縮率及回彈率試驗方法
36 GB/T14180-93 纏繞式墊片試驗方法
37 GBJ126-89 工業設備及管道絕熱工程施工及驗收規範
38 GB50185-93 工業設備及管道絕熱工程品質檢驗評定標準
39 SH3522-1991(SHJ522-91) 石油化工絕熱工程施工工藝標準
40 GB8923-88 塗裝前鋼材表面銹蝕等級和除鏽等級
41 SY/T0407-97 塗裝前鋼材表面銹蝕等級和除鏽等級
42 SY/T0415-96 埋地鋼質管道硬質聚氨酯泡沫塑料防腐保溫層技術標準
43 SY/T0420-97 埋地鋼質管道石油瀝青防腐層預處理規範
44 SY/T0447-96 埋地鋼質管道環氧煤瀝青防腐層技術標準
45 SY/T0413-2002 埋地鋼質管道聚乙烯防腐層技術標準
46 HGJ229-91 工業設備、管道防腐蝕工程施工及驗收規範
(三)管道器材標準
序號 標準編號 標準規範名稱 備註
1 GB150-1998 鋼制壓力容器(2002年第1號修改單) 設計標準
2 GB/T699-1999 優質碳素結構鋼(2000年第1號修改單)
3 GB/T700-88 碳素結構鋼(1996年第1號修改單)
4 GB/T1220-92 不銹鋼棒
5 GB/T1221-92 耐熱鋼棒
6 GB/T1591-94 低合金高強度結構鋼
7 G/T3077-1999 合金結構鋼(2000年第1號修改單)
8 JB4726-2000 低溫壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件
9 JB4727-2000 低溫壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件
10 JB4728-2000 壓力容器用不銹鋼鍛件
11 GB/T17395-1998 無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差
12 GB3087-1999 低中壓鍋爐用無縫鋼管
13 GB/T3091-2001 低壓流體輸送用焊接鋼管(代替GB/T3901-93、GB/T3902-93及GB/T14980-94)
14 GB5310-1995 高壓鍋爐用無縫鋼管
15 GB6479-2000 高壓化肥設備用無縫鋼管
16 GB/T8163-1999 輸送流體用無縫鋼管
17 GB/T9711.1-97 石油天然氣工業輸送鋼管交貨技術條件-A級鋼管
18 GB9948-88 石油裂化用無縫鋼管
19 GB/T12771-2000 流體輸送用不銹鋼焊接鋼管
20 GB13296-91 鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管
21 GB/T13793-92 直縫電焊鋼管
22 GB/T14976-2002 流體輸送用不銹鋼無縫鋼管
23 SY/T5037-2000 低壓流體輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管
24 SY/T5038-92 普通流體輸送管道用螺旋縫高頻焊鋼管
25 GB/T12459-90 鋼制對焊無縫管件
26 GB/T13401-92 鋼板制對焊管件
27 GB/T14383-93 鍛鋼制承插焊管件
28 GB/T14626-93 鍛鋼制螺紋管件
29 GB/T17185-1997 鋼制法蘭管件
30 SH3408-1996 鋼制對焊無縫管件
31 SH3409-1996 鋼板制對焊管件
32 SH3410-1996 鍛鋼制承插焊管件
33 SY/T0510-1998 鋼制對焊管件 代替SY7510-87
34 HG/T21634-88 鍛鋼承插焊管件 代替HGJ10-88
35 HG/T21635-87 碳鋼、低合金鋼無縫對焊管件 代替HGJ514-87
36 HG/T21631-90 鋼制有縫對焊管件 代替HGJ528-90
37 HG/T21632-90 鍛鋼制承插焊、螺紋和對焊接管台 代替HGJ529-90
38 HG/T21636-87 玻璃鋼/聚氯乙烯(FRP/PVC)複合管和管件
39 HG/T21633-91 玻璃鋼管和管件 代替HGJ534-91
40 HG20538-92 襯塑(PP、PE、PVC)鋼管和管件
41 HG20539-92 增強聚丙烯(FRPP)管和管件
42 HG21501-93 襯膠鋼管和管件
43 HG/T21561-94 丙烯腈-丁二烯-(ABS)管和管件
44 HG/T21562-94 襯聚四氟乙烯鋼管和管件
45 HG/T21579-95 聚丙烯/玻璃鋼(PP/FRP)複合管和管件
46 GB/T9112-2000 鋼制管法蘭類型與參數
47 GB/T17241.1-1998 鑄鐵管法蘭 類型
48 GB/T17241.3-1998 帶頸螺紋鑄鐵管法蘭
49 GB/T17421.7-1998 鑄鐵管法蘭 技術條件
50 GB/T13402-92 大直徑碳鋼管法蘭
51 JB/T74~90-94 管路法蘭及墊片
52 SH3406-1996 石油化工鋼制管法蘭
53 SHT501-1997 石油化工鋼制夾套管法蘭通用圖
54 HG20592~20635-97 鋼制管法蘭、墊片、緊固件(2001年第1號修改通知單)
55 HG21547-93 管道用鋼制插板、墊環、8號盲板
56 GB/T539-1995 耐油石棉橡膠板
57 GB/T3985-1995 石棉橡膠板
58 GB4622.1-93 纏繞式墊片分類(1996年第1號修改單)
59 GB4622.2-93 鋼制管法蘭用纏繞式墊片尺寸系列(1996年第1號修改單)
60 GB4622.3-93 纏繞式墊片技術條件(1996年第1號修改單)
61 GB/T13403-92 大直徑碳鋼管法蘭用墊片
62 GB/T13404-92 管法蘭用聚四氟乙烯包覆墊片
63 GB/T15601-95 管法蘭用金屬包覆墊片
64 SH3401-1996 管法蘭用石棉橡膠板墊片
65 SH3402-1996 管法蘭用聚四氟乙烯包覆墊片
66 SH3403-1996 管法蘭用金屬環墊
67 SH3407-1996 管法蘭用纏繞式墊片
68 HG/T21609-96 管法蘭用聚四氟乙烯——橡膠聚丙烯墊片
69 GB/T12220-89 通用閥門標誌
70 GB/T12221-89 法蘭連綿金屬閥門結構長度
71 GB/T12222~12223-89 多回轉和部分回轉閥門驅動裝置的連接
72 GB/T12224-89 鋼制閥門一般要求
73 GB/T12225~12230-89 通用閥門材質技術條件
74 JB/T7927-1999 閥門鑄鋼件外觀品質要求
75 GB/T12232-89 通用閥門 法蘭連接鐵制閘閥
76 GB/T12233-89 通用閥門 鐵制截止閥與升降式止回閥
77 GB/T12234-89 通用閥門 法蘭和對焊連接鋼制閘閥
78 GB/T12235-89 通用閥門 法蘭連接鋼制截止閥和升降式止回閥
79 GB/T12236-89 通用閥門 鋼制旋啟式止回閥
80 GB/T12237-89 通用閥門 法蘭和對焊連接鋼制球閥
81 GB/T12238-89 通用閥門 法蘭和對夾連接蝶閥
82 GB/T12239-89 通用閥門 隔膜閥
83 GB/T12240-89 通用閥門 鐵制旋塞閥
84 GB/T12241~12243-89 安全閥
85 GB/T12244~12246-89 減壓閥
86 GB/T12247~12251-89 蒸汽疏水閥
87 JB/T7928-1999 通用閥門 供貨要求
88 GB/T13927-92 通用閥門 壓力試驗
89 GB/T13932-92 通用閥門 鐵制旋啟式止回閥
90 JB/T9092-1999 閥門的試驗與檢驗
91 GB567-1999 爆破片與爆破片裝置
92 JB/T8130.1-1999 恒力彈簧支吊架
93 JB/T8130.2-1999 可變彈簧支吊架
94 JB/T8132-1999 彈簧減振器
95 GB/T12522-1996 不銹鋼波形膨脹節
96 GB/T12777-1999 金屬波紋管膨脹節通用技術條件
97 GB/T14525-93 波紋金屬軟管通用技術條件
98 GB/T14382-93 管道用三通過濾器
99 SY/T0511-1996 石油儲罐呼吸器
100 SY/T0512-1996 石油儲罐阻火器
101 HG/T21637-91 化工管道篩檢程式
102 HG/T21577-94 快速特種管接頭
103 GB/T21578-94 管道減振器
104 SH3404-1996 管法蘭用緊固件
105 GB/T16400-2003 絕熱用矽酸鋁棉及其制器
106 GB/T10303-2001 膨脹珍珠岩棉絕熱制器
107 GB/T10699-1998 矽酸鈣絕熱制器
108 GB/T1080.1-2002 絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料
109 GB/T1080.2-2002 絕熱用擠塑(XPS)聚苯乙烯泡沫塑料
110 GB/T11835-1998 絕熱用岩棉、礦渣棉及其製品
111 GB/T13350-2000 絕熱用玻璃棉及其製品(含2002年第1號修改單)
112 GB/T41-2000 六角螺母-C級
113 GB/T5780-2000 六角頭螺栓-C級
114 GB/T5781-2000 六角頭螺栓-全螺紋-C級
115 GB/T5782-2000 六角頭螺栓-A級和B級
116 GB/T5783-2000 六角頭螺栓全螺紋-細牙
117 GB/T5785-2000 六角頭螺栓-細牙-A級和B級
118 GB/T6170-2000 Ⅰ型六角螺母-A級和B級
119 GB/T6171-2000 Ⅰ型六角螺母-細牙-A級和B級
120 GB/901-88 等長雙頭螺栓 B級

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鋼結構防火塗料的發展趨勢及作用

建築防火是消防科學技術的一個重要領域,而防火塗料又是防火建築材料中的重要組成部分。防火塗料是指塗裝在物體表面,可防止火災發生,阻止火勢蔓延傳播或隔離火源,延長基材著火時間或增加絕熱性能以推遲結構破壞時間的一類塗料。按用途和使用物件的不同可分為:飾面型防火塗料、電纜防火塗料、鋼結構防火塗料、預應力混凝土樓板防火塗料等。我國防火塗料的發展,較國外工業發達國家晚15~20年,雖然起步晚,但發展速度較快。尤其是鋼結構防火塗料,從品種類型、技術性能、應用效果和標準化程度上看,已接近或達到國際先進水準。近幾年,其需求量成倍增長,這與鋼結構建築的迅速發展是分不開的。
鋼結構防火塗料
  鋼結構作為高層建築結構的一種形式,以其強度高、品質輕,並有良好的延伸性、抗震性和施工週期短等特點,在建築業中得到廣泛應用,尤其在超高層及大跨度建築等方面顯示出強大的生命力。截至1990年底,世界上高200米以上的100棟超高層建築中鋼結構占了79%。改革開放以來,隨著國際間技術交流與合作的加強,鋼結構應用技術在我國得到了蓬勃發展,高層和超高層建築迅速增長。據1995年的統計資料,我國建成的100幢超高層建築中鋼結構占37%,多數是近幾年興建的。隨著我國城市規模的發展,鋼結構在我國建築業的應用具有非常廣闊的前景。但由於鋼結構自身不燃,鋼結構的防火隔熱保護問題曾一度被人們忽視。根據國內外有關資料報導及有關機構的試驗和統計數字表明,鋼結構建築的耐火性能較磚石結構和鋼筋混凝土結構差。鋼材的機械強度隨溫度的升高而降低,在5000℃左右,其強度下降到40%~50%,鋼材的力學性能,諸如屈服點、抗壓強度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降,很快失去支撐能力,導致建築物垮塌。因此,對鋼結構進行保護勢在必行。鋼結構防火塗料刷塗或噴塗在鋼結構表面,起防火隔熱作用,防止鋼材在火災中迅速升溫而降低強度,避免鋼結構失去支撐能力而導致建築物垮塌。早在20世紀70年代,國外對鋼結構防火塗料的研究和應用就展開了積極的工作並取得了較好的成就,至今仍是方興未艾。上世紀80年代初,國外鋼結構防火塗料就進入中國市場,在工程上應用。從20世紀80年代初開始,我國也開始研製鋼結構防火塗料,至今已有許多優良品種廣泛應用於各行各業。
  厚塗型鋼結構防火塗料
  厚塗型鋼結構防火塗料是指塗層厚度在8毫米~50毫米的塗料,這類防火塗料的耐火極限可達0.5小時~3小時。在火災中塗層不膨脹,依靠材料的不燃性、低導熱性或塗層中材料的吸熱性,延緩鋼材的升溫,保護鋼件。這類鋼結構防火塗料採用合適的粘結劑,再配以無機輕質材料、增強材料。與其他類型的鋼結構防火塗料相比,除了具有水溶性防火塗料的一些優點之外,由於它從基料到大多數添加劑都是無機物,因此成本低廉。該類鋼結構防火塗料施工一般採用噴塗,多應用在耐火極限要求2小時以上的室內鋼結構上。但這類產品由於塗層厚,外觀裝飾性相對較差。 薄塗型鋼結構防火塗料
  塗層厚度在3毫米~7毫米的鋼結構防火塗料稱為薄塗型鋼結構防火塗料。該類塗料受火時能膨脹發泡,以膨脹發泡所形成的耐火隔熱層延緩鋼材的升溫,保護鋼構件。這類鋼結構塗料一般是用合適的乳膠聚合物作基料, 再配以阻燃劑、添加劑等組成。對這類防火塗料,要求選用的乳液聚合物必須對鋼基材具有良好附著力、耐久性和耐水性。常用作這類防火塗料基料的乳液聚合物有苯乙烯改性的丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液、偏氯乙烯乳液等。對於用水性乳液作基料的防火塗料,阻燃添加劑、顏料及填料是分散到水中的,因而水實際上起分散載體的作用,為了使粒狀的各種添加劑能更好地分散,還加入分散劑,如常用的六偏磷酸鈉等。該類鋼結構防火塗料在生產過程中一般都分為3步:第一步先將各種阻燃添加劑分散在水中,然後研磨成規定細度的漿料;第二步再用基料(乳液)進行配漆;第三步在漿料中配以無機輕質材料、增強材料等攪拌均勻。該塗料一般分為底層(隔熱層)和麵層(裝飾層),其裝飾性比厚塗型好,施工採用噴塗,一般使用在耐火極限要求不超過2小時的建築鋼結構上。
  超薄型鋼結構防火塗料
  超薄型鋼結構防火塗料是指塗層厚度不超過3毫米的鋼結構防火塗料,這類防火塗料受火時膨脹發泡,形成緻密的防火隔熱層,是近幾年發展起來的新品種。它可採用噴塗、刷塗或輥塗施工,一般使用在要求耐火極限2小時以內的建築鋼結構上。與厚塗型和薄塗型鋼結構防火塗料相比,超薄型膨脹鋼結構防火塗料黏度更細、塗層更薄、施工方便、裝飾性更好。在滿足防火要求的同時又能滿足高裝飾性要求,特別是對裸露的鋼結構,這類塗料是目前備受用戶青睞的鋼結構防火塗料。公安部消防科研所研製出的“SCB”(溶劑型)和“SCA”(水性)超薄膨脹型鋼結構防火塗料,塗層厚度分別為2.69毫米和1.6毫米,耐火極限分別為147分鐘和63分鐘;“LF”(溶劑型)和“L6”(溶劑型)超薄鋼結構防火塗料,塗層厚度分別為2毫米和3毫米,耐火極限分別為94分鐘和90分鐘;德國Herberts公司的“WatetBase”38320型鋼結構防火塗料(水性),塗層厚度為2.63毫米,耐火極限為63分鐘;38091型鋼結構防火塗料(溶劑型),塗層厚度為2.42毫米,耐火極限為124分鐘;英國“Nullifire”鋼結構防火塗料(溶劑型),塗層厚度為2.24毫米,耐火時間為106分鐘;江蘇蘭陵公司的“SF”(溶劑型)和“ECB”(水性)超薄型鋼結構防火塗料,塗層厚度為2.07毫米和1.6毫米,耐火極限分別為150分鐘和44分鐘。

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工業地坪塗料中助劑的選擇與應用

1 地坪塗料的發展現狀
隨著我國經濟的高速發展和人民生活水準的提高,對塗料的品質需求越來越高。由於地坪塗料具有優秀的性能和裝飾效果,被廣泛應用在工廠、醫院、學校、辦公室及大型公共場所等方面。現在地坪塗料主要有溶劑型、無溶劑型和水性塗料,但由於溶劑型地坪塗料發展較早,技術比較成熟,性能優良,目前還佔有主要地位,還將保持較長的市場壽命。
2 地坪塗料種類
地坪塗料要求漆膜硬度高,耐磨性和耐衝擊性能優良,耐粘汙。因而地坪塗料一般使用反應性的樹脂作為成膜物質,如環氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸酯、不飽和聚酯樹脂等。它們的性能特點如表-1所示。
常用地坪塗料及其特點
環氧地坪塗料----對極性底材有優良的附著力,且漆膜的韌性高,耐化學品性優良,耐候性差,低溫固化性能差。
聚氨酯地坪塗料----優良的機械耐磨性和韌性,可通過調節其成分、配比來控制漆膜的彈性。固化溫度範圍寬,反應不完全時會含有有毒的遊離異氰酸酯,價格較貴。
丙烯酸地坪塗料----優異的耐光性和戶外耐老化性,耐紫外光照射,耐化學品性和耐水性好,但耐磨性、耐衝擊性能不及環氧和聚氨酯塗料。
飽和聚酯樹脂塗料----不耐強化學腐蝕,耐熱,低溫固化性能差,收縮較大,韌性較差
  現在國內生產地坪塗料廠家主要有:秀珀、景江、裝和、西卡、麥斯特、大阪等。根據塗料性能和施工方法不同,市場上的品種主要有普通型雙組分地坪塗料、砂漿地坪塗料、自流平地坪塗料、無溶劑型塗料和水性自流平塗料,防靜電地坪塗料等,並分別對應著上面的一種或者多種樹脂塗料。天和樹脂 不飽和聚酯樹脂專家 助力中國地坪塗料發展
3 地坪塗料常用助劑
助劑是塗料中不可缺少的組成,常用來改善塗料表觀性能和機械性能,或者賦予塗料特定的功
能。在地坪塗料中常用的助劑有分散劑、消泡劑、流平劑、流變劑,還有防靜電、防滑、消光等功能性助劑。在地坪塗料中常見的弊病主要有縮孔、針孔、橘皮、失光、縮變和發笑,由於分散不好而導致的發花和浮色,顏色不均,由於未流平而導致表面不均等問題。這些問題常常需要適當的助劑來消除。
3.1 潤濕分散劑
高分子潤濕分散劑大多是聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚酯等嵌段聚合物或接枝聚合物,分子帶有多個吸附基團結構和溶劑化鏈段結構,在顏料表面形成較厚且較牢固的吸附層,空間位阻和熵斥力大,分散體系穩定性好。常用於溶劑型地坪漆中的分散劑有EFKA 4046、EFKA4050 , BYK公司的dis2perbyk和BYK系列[1 ]。若分散劑選擇不當或者分散劑用量過少,顏填料不能分散到需要的細度,分散體系不穩定,顏填料容易發生絮凝、聚集和沉降,導致塗料的儲存穩定性差,嚴重時會導致塗料不能使用。
當塗料體系中的分散劑過多時,多餘的分散劑導致塗料表面張力嚴重下降,並使分散體系
不穩定。使用分散效果不好的地坪塗料時,地坪漆膜的表觀效果不好,光澤低,容易發花和浮色,導致顏色不均勻等,並使漆膜的機械性能下降。
3.2 消泡劑
在塗料配方中有許多對泡沫形成及其穩定的因素,且加入的多種助劑很多屬於表面活性劑,對氣泡起穩定作用。因此,防泡和消泡是塗料生產和施工過程中不可忽視的問題。在溶劑型塗料中消泡問題不如水性塗料嚴重,但也需要引起足夠的重視。
在地坪塗料中,消泡劑的使用不當會導致塗膜出現縮孔、收縮、魚眼、針孔、橘皮、失光、縮變和發花等缺陷,嚴重影響塗膜的表觀和性能。在溶劑型塗料中常用的消泡劑種類主要是不溶於體系中的低級醇、高級脂肪酸、金屬皂、有機矽樹脂等,如正丁醇、磷酸三丁酯、異辛酸鋅、甲基矽油等,但是它們的消泡性能不佳,容易失效或者產生漆膜弊病。現在常用改性有機矽樹脂或者聚丙烯酸酯與聚烯烴等高效消泡劑,例如:在塗料生產過程中應加入不同功能的消泡劑,在研磨過程中應使用抑泡功能的消泡劑,在研磨後加入破泡功能的消泡劑,在施工過程中可適當使用消泡輥筒來消泡。
3.3 流平劑
對地坪塗料來說,塗料的流平性是一個很重要的性能指標。如果塗料的流平性不好,則塗膜表面不均一,出現明顯的刷痕,乾燥過程中出現縮孔、針孔等弊病,損害其保護和美觀性能。而地坪塗料中的環氧塗料、聚氨酯塗料更易於產生這類弊病。流平性與體系的溶劑關係很大,流平性不好時,可以適當加入高沸點的溶劑來改善,否則過多的高沸點長時間殘留在漆膜裏,嚴重降低漆膜的機械強度[2 ]。改善流平性通常通過改善流平劑降低塗料與基材之間的表面張力,使塗料與基材具有更好的潤濕性,並在塗膜的表面形成單分子層,提供均一的表面張力,從而改善塗料的流平性能。常用的流平劑有三類:聚合物流平劑,有機矽類和氟碳化合物類。EFKA、BYK、德謙及華夏公司都有相應性能優越的產品,如EFKA3777是氟碳改性的聚丙烯酸酯,廣泛應用在地坪塗料中。
3.4 流變助劑
塗料的生產、施工和成膜對體系剪切速率的要求不同,通常要求塗料具有一定的觸變性。對地坪塗料來說,流變助劑的作用主要是防止塗料在儲存時顏料沉降聚集,並改善塗刷性。常用的流變助劑有有機澎潤土、氣相二氧化矽、蓖麻油衍生物、金屬皂類等。
3.5 功能性助劑
氣相二氧化矽能有效降低漆膜的光澤,是常用的消光劑,但應充分分散,且氣相二氧化矽有增稠作用。
防靜電塗料需要加入導電劑或抗靜電劑,導電劑有各種金屬粉末、金屬氧化物、導電炭黑、石墨、導電雲母粉等。它們在漆膜裏形成一定的導電通道,把表面的靜電導走。抗靜電助劑是一些表面活性劑,吸附空氣中的水分而在漆膜表面形成極薄的導電層,構成靜電洩露的通道。其缺點是隨著使用時間的增加,漆膜中的抗靜電助劑越來越少,性能會逐漸降低。
塗料是一個多相多組分體系,每一種組分的加入會影響到塗料體系的平衡,對塗料的其他性能產生影響。同時,一種助劑用在不同的條件下達到不同的性能。如有機矽樹脂可以作為流平劑,也可以作為消泡劑或者防滑劑使用。金屬皂可用於流變劑和催乾劑。某些分散劑可能對粘度的影響很大。因此,針對不同的體系正確選用合適的助劑是塗料技術的重要組成部分。
將其重點塗刷一道,然後再同其他部位一道整體塗刷。
4 結語
隨著塗料科學技術的發展,各種塗料助劑越來越多地應用於提高塗料產品品質,改善施工性能或者賦予塗料特別的性能上。但是塗料系統是多相體系,任何組分都會對塗料的穩定性和其他性能產生影響。塗料工作者們應充分瞭解助劑的使用性能,正確選用和調整各種助劑,使塗料性能達到最佳。

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玻璃鋼材料五個常用溫度的概念辨析

隨著國民經濟的發展,樹脂基複合材料的應用越來越廣,但是對於作為樹脂基複合材料主體材料樹脂的很多性能概念人們還是混淆不清,不能很好的利用各種樹脂的特性為人們服務,特別是各種溫度指標特性的瞭解。熱固性樹脂的溫度指標很多,例如:熱變形溫度、馬丁耐熱、玻璃化轉變溫度、絕緣耐熱等級、熱扭轉溫度、脆化溫度、失強溫度等,我們在本文中就著重對樹脂的熱變形溫度、馬丁耐熱、玻璃化轉變溫度、絕緣耐熱等級以及耐腐蝕使用溫度五個溫度概念辨析,而對其他概念就不一一加以贅述,幫助人們在使用過程中理清頭緒,正確選擇樹脂,有效應用於實際生產。
  1.玻璃化轉變溫度
  熱固性樹脂固化物均是線性非晶相高聚物,線性非晶相高聚物由於溫度改變(在一定應力下)可呈現三種力學狀態,即玻璃態、高彈態和粘流態。
  當溫度較高時,大分子和鏈段都能進行熱運動。這時高聚物成為粘流態,受外力作用時,分子間相互滑動而產生形變;除去外力後,不能回復原狀,所以形變是不可逆的,這種形變稱為粘性流動形變或塑性形變,出現這種形變的溫度稱為流動溫度Tf,這種狀態成為粘流態(又叫塑性態)。如果把處於粘流態的高聚物逐漸降低溫度。粘度也就逐漸增大,最後呈彈性狀態,加應力時產生緩慢的形變,解除外力後又能緩慢地回復原狀,這種狀態叫高彈態。當溫度繼續下降,高聚物變得越來越硬,在外力作用時只產生很小的形變這種狀態叫玻璃態。熱固性樹脂固化物是在玻璃態使用的,所以Tg愈高愈好,也是衡量樹脂耐熱性的一個指標。如:高交聯環氧乙烯基樹脂的Tg=190℃,就具有高耐熱性,在煙氣脫硫工業中可以承受200℃的高溫。
  測量玻璃化溫度常用的方法有:熱機械分析法(TMA)、差熱分析法(DTA)和示差掃描量熱法(DSC)三種。它們的測試方法原理不同,因而測試結果相差較大,不能相比。天和樹脂 不飽和聚酯樹脂專家 點擊查看檢測中心
  另外,經過退火(即加熱後處理)的樹脂製品,玻璃化溫度會提高,這是由於製品的內應力經過退火升溫已經消除了的緣故。
  2.熱變形溫度和馬丁耐熱
  2.1熱變形溫度
  熱變形溫度(全稱負荷熱變形溫度,英文縮寫:HDT)是指對浸在120℃/h的升溫速率升溫的導熱的液體介質中的一定尺寸的矩形樹脂試樣施以規定負荷(1.81N/mm2或0.45 N/mm2),試樣中點的變形量達到與試樣高度相對應的規定值時的溫度。需要注意:不同的負荷值所確定的熱變形溫度值是不同的,而且沒有可比性,所以測定熱變形溫度值一定要指出所用規定負荷數值(即所採用的標準)。熱變形溫度是衡量塑膠(樹脂)耐熱性的主要指標之一,現在世界各地的大部分塑膠(樹脂)產品的標準中,都有熱變形溫度這一指標作為產品品質指標,但它不是最高使用溫度,最高使用溫度是應根據製品的受力情況及使用要求等綜合因素來確定。
  測量熱變形溫度的標準很多,國內現在常見的有:中國國標(GB)、美國材料試驗學會標準(ASTM)、國際標準化組織標準(ISO)、歐共體標準等,由於各標準所規定的測試方法、單位系統等有所區別,所以測試結果也有所不同的。例如:國外某知名品牌酚醛環氧乙烯基酯樹脂產品熱變形溫度ASTM測試典型值:149-154℃, GB實測值:137℃;樹脂GB實測值:155℃。
  2.2馬丁耐熱
  馬丁耐熱試驗方法是檢驗塑膠(樹脂)耐熱性的方法之一。1924年由馬丁提出,1928年正式用於德國的酚醛塑料檢驗。後來,其他一些硬質塑膠也使用該檢驗方法。它在歐洲和原蘇聯使用比較廣泛。1970年我國亦發佈了該試驗方法的國家標準,成為我國早期建立的塑膠(樹脂)試驗方法國家標準中的一個,所以在我國使用歷史很長。
  馬丁耐熱溫度是指試樣在一定彎曲力矩作用下,在一定等速升溫環境中發生彎曲變形,當達到規定變形量時的溫度。測定馬丁耐熱溫度的原理示意圖見圖1-1。
  2.3熱變形溫度與馬丁耐熱的辨析
  熱變形溫度與馬丁耐熱都是檢驗塑膠(樹脂)耐熱性的方法之一,但由於試驗方法的本質區別,沒有任何可比性,沒有轉變公式。
  由於馬丁耐熱溫度的測量是施加懸臂梁式彎曲力矩,操作不太方便;且施加的彎曲力矩數值較大,使很多塑膠在載入後的初始撓度就十分可觀,因而適用範圍受到限制,一般多用於硬質塑膠。另外,它使用空氣作為傳熱介質箱體溫度分佈不均,對試樣的傳熱慢,因而升溫速度不宜過快。凡此等等,使這一方法在許多國家沒有被採用,在我國也被逐漸的淘汰了。
  所以在檢驗塑膠(樹脂)耐熱性時,不能用馬丁耐熱與熱變形溫度比較。同時還要注意它們都不是塑膠(樹脂)的最高使用溫度,塑膠(樹脂)的最高使用溫度應根據製品的受力情況及使用要求等因素來確定。另外,熱固性樹脂經過退火處理,也就是我們日常所說的加熱後處理,會使熱變形溫度和馬丁耐熱升高,一般退火處理可以使熱變形溫度提高10℃,這就說明在日常使用熱固性樹脂時加熱後處理還是很必要的。
  3.耐腐蝕使用溫度:
  由於樹脂玻璃鋼與金屬材料相比,重量輕、比強度高、耐腐蝕性好、耐暫態超高溫性能好以及比金屬材料低廉的價格,因此在相關領域中得到應用。如8mm的普通碳鋼在濃度為0.1%的二氧化硫潮濕環境中,只需1-3個月即可腐蝕透,而6mm 890樹脂防腐蝕層的玻璃鋼製品則可保持10年的使用壽命。所以各種樹脂基複合材料廣泛的應用於各種防腐場合,特別是重防腐場合。這就涉及了一個重要的概念:耐腐蝕使用溫度。
  耐腐蝕使用溫度一般是指樹脂在特定環境(特定腐蝕介質,特定的腐蝕介質濃度)中,樹脂產品所能承受的最高使用溫度。這個溫度區別於熱變形溫度、玻璃化轉變溫度和絕緣耐熱等級,例如:乙烯基樹脂熱變形溫度155℃、玻璃化轉變溫度190℃、絕緣耐熱等級C級(中國標準),濕法脫硫工藝中,混合氣體在進口的溫度在160-200℃左右,系統中的部件又要承受瞬間的溫度交變,潛在的熱破壞和產生的強腐蝕性副產品。表2.1是898樹脂耐腐蝕使用溫度錶的節選。
  從上面的表格不難看出,耐腐蝕使用溫度總要有一個特定的介質使用條件,沒有介質使用條件耐腐蝕使用溫度不成立。而在不同的介質條件中,同種樹脂的耐腐蝕使用溫度通常不同。這也就要求選用防腐蝕樹脂時,一定要注意腐蝕介質條件。但是,目前市場上存在著一些不科學的說法,甚至還直接寫在樹脂產品的說明書中,例如:“樹脂使用溫度為多少度;本樹脂耐腐蝕使用溫度為多少度;熱變形溫度是多少度耐腐蝕使用溫度就是多少度。”這種種說法都沒有科學依據的,是對樹脂耐腐蝕使用溫度的誤解,是樹脂使用的誤區。我們要在樹脂使用過程中,屏除這些誤導,正確運用樹脂的特性。

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玻璃鋼模壓工藝CAD輔助設計

一、模壓工藝設計的重要性  模壓工藝是玻璃鋼製品批量生產時,最常用的一種工藝方法。 天和樹脂 不飽和聚酯樹脂專家 點擊查看DS-802N模壓專用樹脂 將半成品原料置於壓力模具中,加上壓力後,原材料便會在整個模腔內流動。原材料的流動,主要取決於所施的壓力及其控制方式,因而有效的壓力控制,是加工模壓製品工藝中的一個主要問題,甚至與最終產品的性能特性有密切的關係。  通常,產品設計時需瞭解的一個重要因素,是生產過程如何影響產品的性能。其中,以基體材料和增強材料所處的部位,對材料的特性,例如彈性模量的影響,顯得更為重要。由檢測一個樣品所得的實測值,往往不能期望體現在其他製品上。對於各向異性製品,要做到定量化,顯得更為困難。因此,設計工作經常根據各向同性材料,以及模壓料沒有流動性的情況而進行,並按經驗資料對性能指標作出適當的調整。  這種設計方法,在很大程度上會導致局部區域內纖維含量的減少,以及在垂直方向上強度和剛度的降低。並且往往在製品的次要方向上,出現應力,這時設計者只能採取提高設計性能指標的辦法,才能確保具有一定的安全係數。  綜上所述,為能提高製品尺寸的精確度,在工藝設計時非常需要採用類比生產編程,並定量地利用生產工藝對製品特性影響的有關資料。對於模壓製品,精確的成型設計,不但可以得到尺寸較為精確的製品,而且能使製品成本降低。
二、CAD輔助設計技術  一般講,模壓製品的生產成本,主要是原材料成本,大約占80%~90%。這種現代設計方法,只有通過電腦輔助設計(CAD)來完成。由於玻璃鋼成型工藝非常複雜,這一進展目前尚處於研究階段。  本文簡述採用CAD方法,進行模壓製品的模擬程式設計。  首先,將模壓製品的幾何尺寸圖形和程式控制參數等資訊,輸入運算程式,這稱為“預編步驟”。通常幾何尺寸可從CAD資料中得到,並可利用網路發生器進行分解,成為有限元素類比(FEM)網路。程式控制參數和材料特性,必須預先輸入程式。如果今後程式能適當聯網,材料特性可從資料庫中直接取得。  其次,將上述資料登錄被稱為Express的程式後,可以計算出“流動波面”。這種 Express 程式是由 Aachen 的 IKV 研製成功的。經過流動模擬,就可以確定出製品的特性。例如,SMC卡車保險杠,由於它具有對稱性,因而只需計算出它一半的資料,可減少4/5的計算時間,也可大量減少記憶空間。  流動模擬計算,一般是在等溫基礎上進行的,先製造一個保險杠的線模,將有限元素網路置於線模內。並輸入閉合速度、空隙位置等資料,就可顯示出流動波面圖像。  若以不同顏色區域,表示不同階段的流動波面,只要通過特定軟體的幫助,就可計算分析出特定時間、特殊區域內的流動波面圖。若在電腦螢幕上發現有一個空氣阱存在,熔化物從幾個方向流至一點而該點又不在垂直光滑的面上,這意味著在這一點上,不能排出其中的空氣。空氣被高度壓縮,從而會導致高溫,這稱為“柴油效應”。這樣,該點的材料會開始熱分解,其機械性能和熱性能都較弱。經過實際測試,該 Express 軟體計算出的“計算點”與實測點,非常接近。  由此可見,這一以填充模擬理論為基礎的計算模型,足以提供出模壓製品的準確結果。它不但可省去機械加工步驟,而且可以計算出纖維的定向,以及各向異性材料的性質。  據悉,Express 程式已將計算結果轉換為商用程式,例如用於計算各向異性材料特性的應力分析等  目前,模壓成型工藝研究中,正在開發的纖維取向和機械性能特徵等課題,也可由上述計算模型方法進行解決。
三、模壓工藝CAD輔助設計功效  模壓工藝CAD輔助設計,具有以下的功效:  1、可以提供出由於原材料所處位置的不同,而使製品具有不同強度的情況,以優選出製品的性能  2、可以計算出某些工藝和設計參數,與一般模型試驗相比,更為有益,這種用數學關係進行優選的方法,所化費用較為低廉;  3、可以節省模具、設備等試製費用,降低生產成本,提高生產效益,縮短成型工藝的週期;  4、倘若能與電腦對話狀態,就可以避免出現臨界部位,並獲得試驗計畫的綜合情況,這為確保產品品質,實際上已為完成品質計畫提供了可靠的資訊;  5、CAD方法將電腦類比開發,以及模壓製品結果現場檢測,與模壓工藝控制有機地結合起來使對工藝過程有了更深入的瞭解,有助於把對成型工藝有影響的,和沒有多大影響的因素區別開來,以最大限度地避免採用錯誤的判別方法的可能性;  6、可以通過模擬方法,極大地改善加工工藝的控制;  7、模壓工藝控制所需資料,可以直接用於加工計畫之中;  8、這些資料可組成電腦輔助工程(CAE)的一個整體部分,並可從CAD系統中得到更多的優異特性。

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淺談玻璃鋼製品的脫模技藝

脫模,是各種玻璃鋼產品成型過程中重要的一道工序,對於常用的手糊成型方法來講,顯得尤為重要。 生產玻璃鋼製品時,操作者總是希望在製品成型固化以後,能夠順利脫模,但是實際上往往會出現這樣或那樣的粘模問題。  掌握好製品的脫模技術,既需要一定的技術知識,手糊工藝相關的技術要領,又需要操作者潛心鑽研,積累一定的實際操作經驗。 根據脫模的技術要求,脫模工序應取決於模具的合理結構設計,使用有效的脫模材料,以及掌握合適的脫模方法等三個方面的問題。實際上,只要認真操作,玻璃鋼製品的脫模問題是不難加以解決的。  1、關於玻璃鋼模具的設計  由於各種玻璃鋼製品的形狀各不相同,要設計出一個好的模具,除了滿足製品的尺寸精度和使用性能等要求以外,是否容易脫模,也是評價一套玻璃鋼模具的品質優劣的重要指標之一。  一般來講,對於展開面比較大,並且有一個垂直向錐度的玻璃鋼製品,其模具的設計則較為簡單。但若遇到玻璃鋼製品的垂直面較大,或者垂直壁面無錐度,甚至含有凹入方向的倒錐度,或者玻璃鋼製品呈彎曲向形狀,在垂直向無法手工脫模等情況時,通常在模具設計時,均採用組合式模具,以便於既可滿足製品的尺寸要求,又可滿足能順利脫模的要求。  上述這些情況,例如筒壁較深的製品,玻璃鋼管子,彎頭或者閥門等。這些玻璃鋼製品的組合式模具,均需根據不同形狀和尺寸的具體要求而進行設計。
2、關於玻璃鋼的脫模材料  總的要求是應能滿足玻璃鋼製品可以整體、快速、清潔地脫模,不但不會對模具或製品造成損壞,對模具起到一定的保護作用,並且能保持模具原有的紋理和外型。  目前,國內常用的脫模材料,有聚酯薄膜、聚乙烯醇( PVA )和聚丙烯醯胺的乙醇溶液、脫模蠟等類。脫模劑的種類很多,其中有一些重要的脫模劑,仍屬於高聚合物類,因此還可按工藝的不同要求,分為內脫模劑或外脫模劑。  近十年來,半永久性脫模劑的使用較為廣泛,脫模效果也比較好。但據有關統計資料,粘模問題還經常發生,特別是新模具第一次脫模時,粘結情況更為突出。因此,為了達到順利脫模的效果,除根據製品的形狀和尺寸規格,選用價格適中的脫模劑外,還採用不同的脫模劑聯合使用,以達到快速脫模的效果。  更值得引起重視的是,模具的表面後處理,以及玻璃鋼模具的充分固化問題。根據理論分析,模塑樹脂即使固化,但也只有 94%~96% 的交聯程度,尚有 4%~6% 的分子活化點,這樣就可能造成了較強的粘結力,從而導致脫模的困難。因此必須對模具表面,進行精細的處理,以避免製品固化時可能發生的粘結問題。因此,玻璃鋼模具使用前,首先必須充分的固化,特別對已經發生過粘結,難以脫模的部位,除進行必要的修補外,還需進行認真的表面處理。  3、關於脫模方法  經常採用的是手工脫模方法,利用橡膠錘敲擊模具,由於產生震動,使玻璃鋼製品與模具脫開。這種手工脫模方法,既簡便,又不需要增加生產成本。通過實踐證明,只要模具設計得當,精心選用並刷塗脫模材料,掌握好鋪層工藝技藝,樹脂固化完全後,這種手工脫模方法還是十分行之有效的。  但是對於一些大中型玻璃鋼製品,例如浴缸、船舶等,還必須採用一些不同的機械脫模方法。目前常用的機械脫模方法,有絲杆頂升法。  這種方法是在模具上預先設置有頂升裝置,在脫模時利用頂升裝置的頂塊,向上產生一定的頂力,使玻璃鋼製品與其模具脫離。  頂升裝置,可以利用千斤頂,也可根據模具和製品的情況,自行設計。在設計頂塊時需考慮兩個因素:一是安放的頂塊,在模具中所處的位置、數目和大小;二是頂塊必須與模具平整,以免造成製品表面的缺陷。  據有關報導,有些產品可以通過使用壓縮空氣產生的膨脹力,從而使製品與模具分離的目的。這種氣壓法,是在模具中預先設置氣門嘴,由氣門嘴壓入0.2~0.4MPa壓力的空氣,而後產生空氣的脹力,使製品和模具介面脫開。  通常,這種方法適用於製品強度較高,表面品質較好的玻璃鋼產品。其他脫模方法,還有加楔法、灌水法、溫差法等,都可在常規脫模方法難以脫模時試用。

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特大型玻璃鋼貯罐纏繞工藝

玻璃鋼貯罐具有良好的耐腐蝕性能,其應用範圍正在日益擴大,如何纏制特大型玻璃鋼貯罐,是玻璃鋼業界所需要解決的一個工藝技術問題。根據國外有關刊物報導,將有關纏制特大型玻璃鋼貯罐的工藝介紹如下:  一、特大型玻璃鋼貯罐的兩種製作方法  前些年來,美國已經纏制成功直徑為 15~20m的玻璃鋼耐腐蝕貯罐,並且已成功地應用於某些侵蝕型的耐腐領域,例如作為濃鹽酸大型容器的用途。  由於這些特大型耐腐蝕玻璃鋼貯罐的幾何尺寸都很大,在製作及運輸方面,都存在不少的問題。據報導,目前國外有兩種纏繞特大型耐腐蝕貯罐的方法。  一種是現場纏繞;另一種是先在生產車間,利用稱謂Oblation 的工藝方法纏制而成,然後再運到使用的地方進行現場安裝。     第一種現場纏繞工藝方法,是先在現場蓋起大棚,待殼體纏繞完成後,移走纏繞機,而後進行組裝貯罐。大多數特大型玻璃鋼貯罐的製造者,均採用“環向纏繞-短切噴射”的方法,即玻璃纖維沿環向纏繞,並再在纏繞帶部位利用噴射設備,噴射短切纖維及樹脂的積層。 這就是湯動力(Tankinetics)公司,所採用的閉環螺旋纖維纏繞工藝方法。  第二種 Oblation 纏繞工藝方法,也是湯動力公司首先研製開發成功的一項纏繞技術。該公司利用玻璃鋼材料,具有一定的柔順性質,在生產車間裏先纏繞成貯罐殼體以後,在橫向上施加以一定的壓力裝上卡車運輸到使用工地,然後再恢復到原來的圓柱形狀,最後再裝配成所設計的特大型玻璃鋼貯罐。  二、特大型玻璃鋼貯罐的FEA設計新方法  Tankinetics公司在前不久,承接了一項製作直徑為25.15m,高度為3.05m,無頂蓋的玻璃鋼熱鹽水貯罐業務。根據用戶的要求,這一特大型貯罐,擬採用“鑲肩型”結構,即由一個硬質鑲肩與一個軟質鑲肩,相應組合拼裝而成。  由於圓柱殼體的尺寸精度要求很高,必須保證在0.001 R以內(R是圓柱體貯罐的半徑),並且其間採用緊配合方式,而不能採用粘結工藝,因而在對這種特殊結構的設計及製作方面,都提出了很嚴格的要求。若採用常規的設計方法,是很難達到性能的設計要求的。 基於上述情況,該公司採用了“非線性有限元素分析設計方法”(FEA),對這種所用材質為各向異性材料,形狀又較為複雜的製品,進行了特殊的產品設計方法。  該公司採用了美國結構研究和分析公司的COSMOS系統,並建立了專門的FEA分析模型。由於“鑲肩”結構和殼體,均呈軸對稱形狀,因而該公司對於貯罐的底部、“鑲肩”、粘結件和殼體等,都運用軸對稱的,以大型移動平板為元素的設計模型。  這些有限元素在環向、軸向,或者在徑向上,均呈現各向異性的性能。以開口面的模型作為基面,這一開口元素沿鑲肩,自下而上地開展,自動設計出基礎面和鑲肩之間的表面形狀。  這樣的計算方法,經實踐證明不但較為切合實際,而且比較準確。
這樣的計算方法,經實踐證明,不但較為切合實際,而且比較準確。  該套FEA設計方法,還可按預先設定的時間程式,對貯罐所受不同形式的力及其所產生的壓力情況,進行正確的應力分析。  為了計算出由於形變所引起的剛度變化,在每一個時間內,將改變其所用的剛度矩陣。通過計算所得的結果,不僅能表示出所受應力的數值,而且能反映出這種特大型貯罐上,“硬鑲肩”的性能表現情況。  據介紹,這種新設計的鑲肩結構,至少對三種類型的位移,起到有效的比較重要的效用。  FEA方法,還可對貯罐低位人孔進行應力分析,也可計算出風力和地震所產生的應力的大小。由於人孔處應力較為集中,其周圍元素的密度將得到加強,以便改善其計算的準確度。人孔設計模型,將與殼體增強材料、法蘭和蓋子等,形成一個整體的結構。  據該公司介紹,這種高元素密度的設計方法,也同樣適用於其他“鑲肩型”的部件。所採用的FEA軟體,可應用于多種載荷狀態,並可計算出它所受的應力和形變情況。對於風力和地震的情況,在所建的新設計模型中,均作為正向壓力處理。由於貯罐的直徑很大,縱橫比例很小,因而在計算地震載荷時,採用API-650方法計算。  由於該類貯罐縱橫向的比例很小,因此產品設計時,主要考慮液體的靜壓力,風力或地震均不會對貯罐帶來較大的應力或形變。  尤其在貯罐的底部,幾乎全部是由於液體的靜壓壓力,所產生的軸向應力。在貯罐底下部位,由於底部鑲肩的不連續性,使殼體承受了一個軸向的彎曲載荷,因此必須適當增強這個部位的殼體設計。  三、特大型玻璃鋼貯罐的現場螺旋纏繞工藝  Tankinetics公司根據用戶的要求,這個特大直徑玻璃鋼貯罐,在現場進行纏繞加工。該公司使用了一台全自動多軸纏繞機,對貯罐殼體進行封閉式螺旋纏繞。其“封閉式”方案的意思,是指纏繞纖維帶,要一道緊挨一道,既不能出現空隙,也不允許有搭接現象,並預先設定好纖維帶的寬度,以使一層纖維層纏繞完畢後,殼體表面正好被全部覆蓋。  據該公司有關人士認為,大直徑玻璃鋼製品的封閉式纏繞,只有通過電腦控制才能完成。機械齒輪系統,對於玻璃鋼管道或小直徑貯罐,可進行封閉式纏繞。但對於大直徑玻璃鋼製品,機械齒輪系統就無法進行封閉式纖維纏繞。  大直徑玻璃鋼製品的纏繞角度,以及纏繞時間的控制,都必須十分精確。纏繞角的精度範圍,要求在一百分之幾度以內,只有實行電腦控制系統,才可避免出現纏繞工藝的累積誤差。
四、特大型玻璃鋼貯罐的螺旋纏繞設備和技術  Tankinetics 公司,在纏制特大型玻璃鋼貯罐時,採用了該公司的多軸纏繞系統的專利技術。該項專利技術,利用伺服電機電腦體系的優越特性,並將多個纏繞機組成為一個整體,以得到完全封閉的螺旋纏繞玻璃鋼貯罐。  據稱,一個單個的 Tankinetics纖維纏繞機,其纏繞速度約為1000公斤/小時。倘若使用多機纏繞,其纏繞速度會隨所用機頭的數目的增加,而相應成倍地增加。  該公司還指出,在纏制特大型玻璃鋼貯罐時,由於受到樹脂膠凝時間的限制,因此必須採用多機纏繞才能製作成功。他們認為,在樹脂膠凝以前,就必須完成一個纏繞週期。而對於一個給定的貯罐高度每個週期所需樹脂的用量,在厚度為一定值時,與貯罐的直徑成正比。  但對於一個纏繞單機,完成一個纏繞週期所需的時間,將與貯罐的直徑成正比關係。因此,當貯罐直徑達到一個定值時,再利用單機纏繞的濕法成型工藝方法,已成為不可能了。  基於上述理由,對於特大型玻璃鋼貯罐,必須採用多機纏繞的方法。其理由是多機纏繞貯罐的纏繞時間,將與採用的機頭的數目成反比,例如雙機纏繞一個25米直徑貯罐所需的時間,作為單機,只能纏制12.5米直徑的貯罐。  五、特大型玻璃鋼貯罐頂底部製作方法  由於該特大型玻璃鋼貯罐呈開口的形狀,因而在殼體頂部附近,必須加裝一個纖維纏繞固定環。這種固定環呈大小不等的四邊形形狀。該公司先在頂部位置裝上一個芯材,然後在外層纏繞上玻璃纖維。並且該公司開發出一種安裝這種固定環的專門技術,只要正確地制訂出纏制程式,就可纏製成品質較好的,貯罐頂部四邊形的筋條。  這種特大型貯罐的底部,是在使用場所進行現場製作。為確保貯罐底部複合材料,在層間組分方面有良好的一致性,用戶要求貯罐底部原材料,選用玻纖氈和編織卷材,並使用噴射工藝和編織預置相結合的成型方法。由於該底部的製作時間很短,因而避免二次粘結工序,有效地節省了貯罐的製成時間。  該公司相信,大口徑玻璃鋼貯罐市場將得到進一步的開拓,不管在美國複合材料市場,還是在世界其他國家的市場,雖然會遇到各種挑戰,但必將對複合材料工業,帶來新的契機和起色。

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模壓成型工藝

模壓成型工藝是複合材料生產中最古老而又富有無限活力的一種成型方法。它是將一定量的預混料或預浸料加入金屬對模內,經加熱、加壓固化成型的方法。模壓成型工藝的主要優點:①生產效率高,便於實現專業化和自動化生產;②產品尺寸精度高,重複性好;③表面光潔,無需二次修飾;④能一次成型結構複雜的製品;⑤因為批量生產,價格相對低廉。  模壓成型的不足之處在於模具製造複雜,投資較大,加上受壓機限制,最適合於批量生產中小型複合材料製品。隨著金屬加工技術、壓機製造水準及合成樹脂工藝性能的不斷改進和發展,壓機噸位和臺面尺寸不斷增大,模壓料的成型溫度和壓力也相對降低,使得模壓成型製品的尺寸逐步向大型化發展,目前已能生產大型汽車部件、浴盆、整體衛生間元件等。  模壓成型工藝按增強材料物態和模壓料品種可分為如下幾種:①纖維料模壓法 是將經預混或預浸的纖維狀模壓料,投入到金屬模具內,在一定的溫度和壓力下成型複合材料製品的方法。該方法簡便易行,用途廣泛。根據具體操作上的不同,有預混料模壓和預浸料模壓法。②碎布料模壓法 將浸過樹脂膠液的玻璃纖維布或其他織物,如麻布、有機纖維布、石棉布或棉布等的邊角料切成碎塊,然後在金屬模具中加溫加壓成型複合材料製品。③織物模壓法 將預先織成所需形狀的兩維或三維織物浸漬樹脂膠液,然後放入金屬模具中加熱加壓成型為複合材料製品。④層壓模壓法 將預浸過樹脂膠液的玻璃纖維布或其他織物,裁剪成所需的形狀,然後在金屬模具中經加溫或加壓成型複合材料製品。⑤纏繞模壓法 將預浸過樹脂膠液的連續纖維或布(帶),通過專用纏繞機提供一定的張力和溫度,纏在芯模上,再放入模具中進行加溫加壓成型複合材料製品。⑥片狀塑膠(SMC)模壓法 將SMC片材按製品尺寸、形狀、厚度等要求裁剪下料,然後將多層片材疊合後放入金屬模具中加熱加壓成型製品。⑦預成型坯料模壓法 先將短切纖維製成品形狀和尺寸相似的預成型坯料,將其放入金屬模具中,然後向模具中注入配製好的粘結劑(樹脂混合物),在一定的溫度和壓力下成型。  模壓料的品種有很多,可以是預浸物料、預混物料,也可以是坯料。當前所用的模壓料品種主要有:預浸膠布、纖維預混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC等品種。  1、原材料  (1)合成樹脂 複合材料模壓製品所用的模壓料要求合成樹脂 天和樹脂 不飽和聚酯樹脂專家 點擊查看DS-802N模壓專用樹脂 具有:①對增強材料有良好的浸潤性能,以便在合成樹脂和增強材料介面上形成良好的粘結;②有適當的粘度和良好的流動性,在壓制條件下能夠和增強材料一道均勻地充滿整個模腔;③在壓制條件下具有適宜的固化速度,並且固化過程中不產生副產物或副產物少,體積收縮率小;④能夠滿足模壓製品特定的性能要求。按以上的選材要求,常用的合成樹脂有:不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂、呋喃樹脂、有機矽樹脂、聚丁二烯樹脂、烯丙基酯、三聚氰胺樹脂、聚醯亞胺樹脂等。為使模壓製品達到特定的性能指標,在選定樹脂品種和牌號後,還應選擇相應的輔助材料、填料和顏料。  (2)增強材料 模壓料中常用的增強材料主要有玻璃纖維開刀絲、無撚粗紗、有撚粗紗、連續玻璃纖維束、玻璃纖維布、玻璃纖維氈等,也有少量特種製品選用石棉氈、石棉織物(布)和石棉紙以及高矽氧纖維、碳纖維、有機纖維(如芳綸纖維、尼龍纖維等)和天然纖維(如亞麻布、棉布、煮煉布、不煮煉布等)等品種。有時也採用兩種或兩種以上纖維混雜料作增強材料。  (3)輔助材料 一般包括固化劑(引發劑)、促進劑、稀釋劑、表面處理劑、低收縮添加劑、脫模劑、著色劑(顏料)和填料等輔助材料。  2、模壓料的製備  以玻璃纖維(或玻璃布)浸漬樹脂製成的模壓料為例,其生產工藝可分為預混法和預浸法兩種。  (1)預混法 先將玻璃纖維切割成30~50mm的短切纖維,經蓬鬆後在捏合機中與樹脂膠液充分捏合至樹脂完全浸潤玻璃纖維,再經烘乾(晾乾)至適當粘度即可。其特點是纖維鬆散無定向,生產量大,用此法生產的模壓料比容大,流動性好,但在製備過程中纖維強度損失較大。  (2)預浸法 纖維預浸法是將整束連續玻璃纖維(或布)經過浸膠、烘乾、切短而成。其特點是纖維成束狀,比較緊密,製備模壓料的過程中纖維強度損失較小,但模壓料的流動性及料束之間的相容性稍差。

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纏繞成型工藝纏繞成型工藝

纏繞成型工藝纏繞成型工藝是將浸過樹脂膠液的連續纖維(或布帶、預浸紗)按照一定規律纏繞到芯模上,然後經固化、脫模,獲得製品。根據纖維纏繞成型時樹脂基體的物理化學狀態不同,分為幹法纏繞、濕法纏繞和半幹法纏繞三種。 

一、幹法纏繞 幹法纏繞是採用經過預浸膠處理的預浸紗或帶,在纏繞機上經加熱軟化至粘流態後纏繞到芯模上。由於預浸紗(或帶)是專業生產,能嚴格控制樹脂含量(精確到2%以內)和預浸紗品質。因此,幹法纏繞能夠準確地控制產品品質。幹法纏繞工藝的最大特點是生產效率高,纏繞速度可達100~200m/min,纏繞機清潔,勞動衛生條件好,產品品質高。其缺點是纏繞設備貴,需要增加預浸紗製造設備,故投資較大此外,幹法纏繞製品的層間剪切強度較低。

二、濕法纏繞 濕法纏繞是將纖維集束(紗式帶)浸膠後,在張力控制下直接纏繞到芯模上。濕法纏繞的優點為:①成本比干法纏繞低40%;②產品氣密性好,因為纏繞張力使多餘的樹脂膠液將氣泡擠出,並填滿空隙;③纖維排列平行度好;④濕法纏繞時,纖維上的樹脂膠液,可減少纖維磨損;⑤生產效率高(達200m/min)。濕法纏繞的缺點為:①樹脂浪費大,操作環境差;②含膠量及成品品質不易控制;③可供濕法纏繞的樹脂品種較少。  

三、半幹法纏繞 半幹法纏繞是纖維浸膠後,到纏繞至芯模的途中,增加一套烘乾設備,將浸膠紗中的溶劑除去,與幹法相比,省卻了預浸膠工序和設備;與濕法相比,可使製品中的氣泡含量降低。  三種纏繞方法中,以濕法纏繞應用最為普遍;幹法纏繞僅用於高性能、高精度的尖端技術領域。  纖維纏繞成型的優點 ①能夠按產品的受力狀況設計纏繞規律,使能充分發揮纖維的強度;②比強度高:一般來講,纖維纏繞壓力容器與同體積、同壓力的鋼質容器相比,重量可減輕40~60%;③可靠性高:纖維纏繞製品易實現機械化和自動化生產,工藝條件確定後,纏出來的產品品質穩定,精確;④生產效率高:採用機械化或自動化生產,需要操作工人少,纏繞速度快(240m/min),故勞動生產率高;⑤成本低:在同一產品上,可合理配選若干種材料(包括樹脂、纖維和內襯),使其再複合,達到最佳的技術經濟效果。  纏繞成型的缺點 ①纏繞成型適應性小,不能纏任意結構形式的製品,特別是表面有凹的製品,因為纏繞時,纖維不能緊貼芯模表面而架空;②纏繞成型需要有纏繞機,芯模,固化加熱爐,脫模機及熟練的技術工人,需要的投資大,技術要求高,因此,只有大批量生產時才能降低成本,才能獲得較的的技術經濟效益。  

1、原材料  纏繞成型的原材料主要是纖維增強材料、樹脂和填料。   (1)增強材料 纏繞成型用的增強材料,主要是各種纖維紗:如無堿玻璃纖維紗,中堿玻璃纖維紗,碳纖維紗,高強玻璃纖維紗,芳綸纖維紗及表面氈等。  (2)樹脂基體 樹脂基體是指樹脂和固化劑組成的膠液體系。纏繞製品的耐熱性,耐化學腐蝕性及耐自然老化性主要取決於樹脂性能,同時對工藝性、力學性能也有很大影響。纏繞成型常用樹脂主要是不飽和聚酯樹脂,天和樹脂 不飽和聚酯樹脂專家 點擊查看纏繞專用樹脂DS-659 在上海浦東機場給排水玻璃鋼管道工程中使用也有時用環氧樹脂和雙馬來醯亞胺樹脂等。對於一般民用製品如管、罐等,多採用不飽和聚酯樹脂。對力學性能的壓縮強度和層間剪切強度要求高的纏繞製品,則可選用環氧樹脂。航太航空製品多採用具有高斷裂韌性與耐濕性能好的雙馬來醯亞胺樹脂。  (3)填料 填料種類很多,加入後能改善樹脂基體的某些功能,如提高耐磨性,增加阻燃性和降低收縮率等。在膠液中加入空心玻璃微珠,可提高製品的剛性,減小密度降低成本等。在生產大口徑地埋管道時,常加入30%石英砂,藉以提高產品的剛性和降低成本。為了提高填料和樹脂之間的粘接強度,填料要保證清潔和表面活性處理。  2、芯模  成型中空製品的內模稱芯模。一般情況下,纏繞製品固化後,芯模要從製品內脫出。  芯模設計的基本要求 ①要有足夠的強度和剛度,能夠承受製品成型加工過程中施加於芯模的各種載荷,如自重、製品重,纏繞張力,固化應力,二次加工時的切削力等;②能滿足製品形狀和尺寸精度要求,如形狀尺寸,同心度、橢圓度、錐度(脫模),表面光潔度和平整度等;③保證產品固化後,能順利從製品中脫出;④製造簡單,造價便宜,取材方便。  芯模材料 纏繞成型芯模材料分兩類:熔、溶性材料和組裝式材料。熔、溶性材料是指石蠟,水溶性聚乙烯醇型砂,低熔點金屬等,這類材料可用澆鑄法制成空心或實心芯模,製品纏繞成型後,從開口處通入熱水或高壓蒸汽,使其溶、熔,從製品中流出,流出的溶體,冷卻後重複使用。組裝式芯模材料常用的有鋁、鋼、夾層結構、木材及石膏等。另外還有內襯材料,內襯材料是製品的組成部分,固化後不從製品中取出,內襯材料的作用主要是防腐和密封,當然也可以起到芯模作用,屬於這類材料的有橡膠、塑膠、不銹鋼和鋁合金等。  3、纏繞機  纏繞機是實現纏繞成型工藝的主要設備,對纏繞機的要求是:①能夠實現製品設計的纏繞規律和排紗準確;②操作簡便;③生產效率高;④設備成本低。   纏繞機主要由芯模驅動和繞絲嘴驅動兩大部分組成。為了消除繞絲嘴反向運動時纖維松線,保持張力穩定及在封頭或錐形纏繞製品紗帶佈置精確,實現小纏繞角(0°~15°)纏繞,在纏繞機上設計有垂直芯軸方向的橫向進給(伸臂)機構。為防止繞絲嘴反向運動時紗帶轉擰,伸臂上設有能使繞絲嘴翻志的機構。  我國60年代研製成功鏈條式纏繞機,70年代引進德國WE-250數控纏繞機,改進後實現國產化生產,80年代後我國引進了各種型式纏繞機40多台,經過改進後,自己設計製造成功微機控制纏繞機,並進入國際市場。  機械式纏繞機類型  (1)繞臂式平面纏繞機 其特點是繞臂(裝有繞絲嘴)圍繞芯模做均勻旋轉運動,芯模繞自身軸線作均勻慢速轉動,繞臂(即繞絲嘴)每轉一周,芯模轉過一個小角度。此小角度對應纏繞容器上一個紗片寬度,保證紗片在芯模上一個緊挨一個地佈滿容器表面。芯模快速旋轉時,繞絲嘴沿垂直地面方向緩慢地上下移動,此時可實現環向纏繞,使用這種纏繞機的優點是,芯模受力均勻,機構運行平穩,排線均勻,適用於幹法纏繞中小型短粗筒形容器。  (2)滾翻式纏繞機 這種纏繞機的芯模由兩個搖支承,纏繞時芯模自身軸旋轉,兩臂同步旋轉使芯模翻滾一周,芯模自轉一個與紗片寬相適應的角度,而纖維紗由固定的伸臂供給,實現平面纏繞,環向纏繞由附加裝置來實現。由於滾翻動作機構不宜過大,故此類纏繞機只適用於小型製品,且使用不廣泛。  (3)臥式纏繞機 這種纏繞機是由鏈條帶動小車(繞絲嘴)作往復運動,並在封頭端有暫態停歇,芯模繞自身軸作等速旋轉,調整兩者速度可以實現平面纏繞、環向纏繞和螺旋纏繞,這種纏繞機構造簡單,用途廣泛,適宜於纏繞細長的管和容器。  (4)軌道式纏繞機 軌道式纏繞機分立式和臥式兩種。紗團、膠槽和繞絲嘴均裝在小車上,當小車沿環形軌道繞芯模一周時,芯模自身轉動一個紗片寬度,芯模軸線和水平面的夾角為平面纏繞角α。從而形成平面纏繞型,調整芯模和小車的速度可以實現環向纏繞和螺旋纏繞。軌道式纏繞機適合於生產大型製品。  (5)行星式纏繞機 芯軸和水平面傾斜成α角(即纏繞角)。纏繞成型時,芯模作自轉和公轉兩個運動,繞絲嘴固定不動。調整芯模自轉和公轉速度可以完成平面纏繞、環向纏繞和螺旋纏繞。芯模公轉是主運動,自轉為進給運動。這種纏繞機適合於生產小型製品。  (6)球形纏繞機 球形纏繞機有4個運動軸,球形纏繞機的繞絲嘴轉動,芯模旋轉和芯模偏擺,基本上和搖臂式纏繞機相同,第四個軸運動是利用繞絲嘴步進實現紗片纏繞,減少極孔外纖維堆積,提高容器臂厚的均勻性。芯模和繞絲嘴轉動,使纖維佈滿球體表面。芯模軸偏轉運動,可以改變纏繞極孔尺寸和調節纏繞角,滿足製品受力要求。  (7)電纜式縱環向纏繞機 縱環向電纜式纏繞機適用于生產無封頭的筒形容器和各種管道。裝有縱向紗團的轉環與芯模同步旋轉,並可沿芯模軸向往復運動,完成縱向紗鋪放,環向紗裝在轉環兩邊的小車上,當芯模轉動,小車沿芯模軸向作往復運動時,完成環向紗纏繞。根據管道受力情況,可以任意調整縱環向紗數量比例。   (8)新型纏管機 新型纏管機與現行纏繞機的區別在於,它是靠管芯自轉,並同時能沿管長方向作往復運動,完成纏繞過程。這種新型纏繞機的優點是,繞絲嘴固定,為工人處理斷頭、毛絲以及看管帶來很大方便;多路進紗可實現大容量進絲纏繞,纏繞速度快,布絲均勻,有利於提高產品重量和產量。

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高性能複合材料國內外發展概況

由於高性能複合材料包含於整個複合材料之中,且高性能是相對而言的,因此敍述國內外發展概況宜論述整個複合材料為好。複合材料根據基體種類可分為樹脂基複合材料、金屬基複合材料、陶瓷基複合材料、水泥基複合材料等。  (一)樹脂基複合材料國內外發展概況  樹脂基複合材料是最先開發和產業化推廣的,因此應用面最廣、產業化程度最高。根據基體的受熱行為可分為熱塑性複合材料和熱固性複合材料。  1.熱固性樹脂基複合材料  熱固性樹脂基複合材料是指以熱固性樹脂如天和樹脂不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂等為基體,以玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等為增強材料製成的複合材料。  樹脂基複合材料自1932年在美國誕生之後,至今已有近70年的發展歷史。1940~1945年期間美國首次用玻璃纖維增強聚酯樹脂、以手糊工藝製造軍用雷達罩和飛機油箱,為樹脂基複合材料在軍事工業中的應用開闢了途。1944年美國空軍第一次用樹脂基複合材料夾層結構製造飛機機身、機翼;1946年纖維纏繞成型在美國獲得專利;1950年真空袋和壓力袋成型工藝研究成功並試製成功直升飛機的螺旋槳;1949年玻璃纖維預混料研製成功,利用傳統的對模法壓制出表面光潔的樹脂基複合材料零件;20世紀60年代美國用纖維纏繞工藝研製成功“北極星A”導彈發動機殼體。為了提高手糊成型工藝的生產率,在此期間噴射成型工藝得到了發展和應用,使生產效率提高了2-4倍。1961年德國研製成功片狀模塑膠(SMC),使模壓成型工藝達到新水準(中壓、中溫、大臺面製品);1963年樹脂基複合材料板材開始工業化生產,美、法、日等國先後建起了高產量、大寬幅連續生產線,並研製成功透明複合材料及其夾層結構板材;1965年美國和日本用SMC壓制汽車部件、浴盆、船上構件等;拉擠成型工藝始於20世紀50年代,60年代中期實現了連續化生產,除棒材外還生產細管、方形、工字形、槽形等型材,到了70年代,拉擠技術有了重大突破,目前美國生產拉擠成型機組最先進,其製品斷面達76×20cm2,並設計有環向纏繞機構;進入70年代,樹脂反應注射成型(RRIM)研究成功,改善了手糊工藝,使產品兩面光潔,已用於生產衛生潔具、汽車零件等。70年代初熱塑性複合材料得到發展,其生產工藝主要是注射成型和擠出成型,只用于生產短纖維增強塑膠。1972年美國PPG公司研製成功玻璃纖維氈增強熱塑性片狀模塑膠(GMT),1975年投入生產,其最大特點是成型週期短,廢料可回收利用。80年代法國研究成功濕法生產熱塑性片狀模塑膠(GMT)並成功地用於汽車製造工業。離心澆鑄成型工藝於20世紀60年代始於瑞士,80年代得到發展,英國用此法生產10m。長複合材料電線杆,而用離心法生產大口徑壓力管道用於城市給水工程,技術經濟效果十分顯著。到目前為止,樹脂基複合材料的生產工藝已有近20種之多,而且新的生產工藝還在不斷的出現。  關於樹脂基複合材料的開發應用,各國的發展途徑有所不同。美國首先在軍工方面應用,二次大戰後逐漸轉為民用為主。西歐各國則直接從發展民用開始(如波形板、防腐材料、衛生潔具等)兼顧軍工。就全世界而言,目前已形成了從原材料、成型工藝、機械設備、產品種類及性能檢驗等較完整的工業體系,與其他工業相比,發展速度很快。  當今複合材料的樹脂基體仍以熱固性樹脂為主。根據2000年的統計,全世界樹脂基複合材料製品種類超過40000種,總產量達600萬噸,其中高性能樹脂基複合材料產量超過300萬噸,高性能熱塑性複合材料產量為120多萬噸。  樹脂基複合材料的應用領域十分廣闊,表1為美國、西歐、日本等幾個主要國家的樹脂基複合材料在汽車、建築和造船等工業中用量比例。  我國樹脂基複合材料始於1958年,當年以手糊工藝研製了樹脂基複合材料漁船,以層壓和卷制工藝研製成功樹脂基複合材料板、管和火箭筒等。1961年研製成耐燒蝕端頭。1962年引進不飽和聚酯樹脂和蜂窩成型機及噴射成型機,開發了飛機螺旋槳和風機葉片。1962年研究成功纏繞工藝並生產一批氧氣瓶等壓力容器。1970年用手糊夾層結構板製造了直徑44米的大型樹脂基複合材料雷達罩。1971年以前我國的樹脂基複合材料工業主要是軍工產品,70年代後開始轉向民用。1987年起各地大量引進國外先進技術如池窯拉絲、短切氈、表面氈生產線及各種牌號的聚酯樹脂(美、德、荷、英、意、日)和環氧樹脂(日、德)等生產技術;在成型工藝方面,引進了纏繞管、罐生產線、拉擠工藝生產線、SMC生產線、連續制板機組、樹脂傳遞模塑(RTM)成型機、噴射成型技術、樹脂注射成型技術及漁竿生產線等,形成了從研究、設計、生產及原材料配套的完整的工業體系,截止2000年底,我國樹脂基複合材料生產企業達3000多家,已有51家通過ISO9000品質體系認證,產品品種3000多種,總產量達73萬噸/年,居世界第二位。產品主要用於建築、防腐、輕工、交通運輸、造船等工業領域。近年來碳纖維片材補強建築結構、拉擠複合材料門窗、SMC或BMC模壓電錶箱、RTM製品等興起。  在建築方面,樹脂基複合材料已廣泛應用於內外牆板、透明瓦、冷卻塔、空調罩、風機、玻璃鋼水箱、衛生潔具、淨化槽等。  在石油化工方面,主要用於管道及貯罐。其中玻璃鋼管道有定長管、離心澆鑄管及連續管道。按壓力等級分為中低壓管道和高壓管道。我國“八五”、“九五”期間引進管罐生產線40條,現場纏繞大型貯罐最大直徑12米,貯罐最大容積1萬立方米。國內研製與生產的玻璃鋼管罐生產設備部分技術指標已超過國外同類設備的技術水準。  在交通運輸方面,為了使交通工具輕型化、節約耗油量、提高使用壽命和安全係數,目前在交通工具上已經大量使用複合材料。汽車上主要有車身、引擎蓋、保險杠等配件;火車上有車廂板、門窗、座椅等;在船艇方面主要有氣墊船、救生艇、偵察艇、漁船等,目前我國製造的玻璃鋼漁船最長達33米。在機械及電器領域如屋頂風機、軸流風機、電纜橋架、絕緣棒、積體電路板等產品都具有相當的規模。  在航空航太及軍事領域,如輕型飛機、尾翼、衛星天線、火箭噴管、防彈板、防彈衣、魚雷等都取得了重大突破,為我國的國防事業作出了重大貢獻。高性能熱固性樹脂基複合材料所採用的基體主要有環氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂等。  (1)環氧樹脂  環氧樹脂的特點是具有優良的化學穩定性、電絕緣性、耐腐蝕性。良好的粘接性能和較高的機械強度,廣泛應用於化工、輕工、機械、電子、水利、交通、汽車、家電和宇航等各個領域。  1993年世界環氧樹脂生產能力為130萬噸,1996年遞增到143萬噸,1997年為148萬噸,1999年150萬噸,預計2003年可達到160萬噸左右。我國是從1975年開始研究環氧樹脂。據不完全統計,目前我國環氧樹脂生產企業約有170多家,總生產能力為15萬多噸,設備利用率為50%左右。  (2)酚醛樹脂  酚醛樹脂具有耐熱性、耐磨擦性、機械強度高、電絕緣性優異、低發煙性和耐酸性優異等特點,因而在複合材料產業的各個領域得到廣泛應用。近年來在某些高新技術如電子行業、汽車行業、航空航太等領域得到了應用。1997年全球酚醛樹脂的產量為300萬噸,其中美國為164萬噸。我國的產量為18萬噸,進口4萬噸。酚醛樹脂的應用包括汽車刹車片、酚醛電容包封料、深層過濾材料、航空航太等行業。  (3)乙烯基酯樹脂  乙烯基酯樹脂是20世紀60年代發展起來的一類新型熱固性樹脂,其特點是耐腐蝕性好、耐溶劑性好、機械強度高、延伸率大、與金屬、塑膠、混凝土等材料的粘結性能好、耐疲勞性能好、電性能佳、耐熱老化、固化收縮率低、可常溫固化也可加熱固化。  南京金陵帝斯曼樹脂有限公司引進荷蘭的先進技術生產的Atlac系列強耐腐蝕性乙烯基酯樹脂,已廣泛用於貯罐、容器、管道等,有的品種還能用於防水和熱壓成型。南京費隆複合材料有限公司、上海新華樹脂廠、南通明佳聚合物有限公司等廠家也生產乙烯基酯樹脂。  2.熱塑性樹脂基複合材料  熱塑性樹脂基複合材料是20世紀80年代發展起來的,由於可以回收利用,所以在複合材料總量中的比例呈逐年增長趨勢。主要品種有長纖維增強粒料(LFP)、連續纖維增強預浸帶(MITT)和纖維熱塑性片樹(GMT)。根據使用要求不同,樹脂基體主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PEI、PES、PEEK、PI、PAI等熱塑性工程塑料,纖維種類包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和硼纖維等一切可能的纖維品種。歐美發達國家熱塑性樹脂基複合材料占樹脂基複合材料總量的3O%以上。2000年酉歐熱固性樹脂基複合材料產量為106萬噸,熱塑性複合材料為54萬噸,占樹脂基複合材料總量的34%。  高性能熱塑性樹脂基複合材料以注射件居多,基體以PP、PA為主。產品有管件(彎頭、三通、法蘭)、閥門、葉輪、軸承、電器及汽車零件、擠出成型的管道、GMT(熱塑性片狀模塑膠)模壓製品如吉普車座椅支架、汽車踏板、座椅等。玻璃纖維增強聚丙烯在汽車中的應用包括通風和供暖系統、空氣篩檢程式外殼、變速箱蓋、座椅架、擋泥板墊片、傳動皮帶保護罩等。  滑石粉填充的PP具有高剛性、高強度、極好的耐熱老化性能及耐寒性。滑石粉增強PP在車內裝飾方面有著重要的應用,如用作通風系統零部件。儀錶盤和自動刹車控制杠等。汽車裝磺類零部件多用於普通PP和添加滑石粉等無機填充材料的複合聚丙烯。美國HPM公司用20%滑石粉填充PP製成168m2、重5kg的蜂窩狀結構的吸音天花板和轎車的搖窗升降器卷繩筒外殼。  雲母複合材料具有高剛性、高熱變形溫度、低收縮率、低撓曲事、尺寸穩定以及與金屬相比的低密度、低價格等特點,利用雲母/pp複合材料可製作汽車儀錶盤、前燈保護圈、擋板罩、車門護欄、熱鬧外殼、電機風扇、百葉窗等部件,利用該材料的阻尼性可製作音響零件,利用其遮罩性可製作蓄電池箱等。  目前豐田汽車工業公司與三菱化學公司共同開發成功的PP/EPR/滑石粉納米複合材料製造汽車的前、後保險杠,已於1991年實現了商用化,由此豐田汽車上的保險杠厚度可以由4mm減少到3mm,品質約減輕1/3。豐田公司在1994年又開發出用於汽車內裝飾的TSOP-2、TSOP-3等納米複合材料。  對於熱塑性複合材料如PA、PP等一般基體,由於其耐熱性差一直未能得到普及應用。近年來,一方面通過對現有熱塑性樹脂的改性,另一方面開發高性能熱塑性樹脂如PPO、PEEK、PEI、PPS、PSF等,使得熱塑性複合材料的應用越來越多。  我國的熱塑性樹脂基複合材料開始於20世紀80年代末期,近十年來取得了快速發展(見表3),2000年產量達到12萬噸,約占樹脂基夏合材料總產量的17%,與發達國家尚有差距。所用的基體材料仍以PP、PA為主,增強材料以玻璃纖維為主,少量為碳纖維,在熱塑性複合材料方面未能有重大突破。我國納米科技為聚合物改性及應用提供了良好的機遇,如納米改性PA等,但目前仍存在複合體系單一,工業化程度不高,大多數隻處於實驗室研究階段,沒有完全推廣實用,聚合物納米複合材料所具備的特性和潛能,在今後很長一段時間內都要靠納米科技開創先河和提高。  樹脂基複合材料採用的增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等。  (1)玻璃纖維  目前用於高性能複合材料的玻璃纖維主要有高強度玻璃纖維、石英玻璃纖維和高矽氧玻璃纖維等。  20世紀50年代末美國首先研究開發成功了高強度玻璃纖維(S-994),迄今為止,世界上僅有美、法、日、俄、加及我國六個國家能生產高強度玻璃纖維。由於高強度玻璃纖維性能價格比較優,以年增長率10%以上的速度發展。1991年西方各國的總產量已達到480噸,目前估計已在5000噸以上。高強度玻璃纖維複合材料不僅應用在軍用方面,近年來民用產品也有廣泛應用,如防彈頭盔、防彈服、直升飛機機翼、預警機雷達罩、各種高壓壓力容器、民用飛機直板、體育用品、各類耐高溫製品以及近期報導的性能優異的輪胎簾子線等。石英玻璃纖維及高矽氧玻璃纖維屬於耐高溫的玻璃纖維,是比較理想的耐熱防火材料,用其增強酚醛樹脂可製成各種結構的耐高溫、耐燒蝕的複合材料部件,大量應用於火箭、導彈的防熱材料。  迄今為止,我國已經實用化的高性能樹脂基複合材料用的碳纖維、芳綸纖維、高強度玻璃纖維三大增強纖維中,只有高強度玻璃纖維已達到國際先進水準,且擁有自主知識產權,形成了小規模的產業,現階段年產可達500噸。  (2)碳纖維  碳纖維具有強度高、模量高、耐高溫、導電等一系列性能,首先在航空航太領域得到廣泛應用,近年來在運動器具和體育用品方面也廣泛採用。據預測碳纖維複合材料在近年內還將擴大開闢新的應用領域,土木建築、交通運輸、汽車、能源等領域將會大規模採用工業級碳纖維。1997~2000年間,宇航用碳纖維的年增長率估計為31%,而工業用碳纖維的年增長率估計會達到130%。  我國的碳纖維總體水準還比較低,相當於國外七十年代中、末期水準,與國外差距達20年左右。國產碳纖維的主要問題是性能不太穩定且離散係數大、無高性能碳纖維、品種單一、規格不全、連續長度不夠、未經表面處理、價格偏高等。  (3)芳綸纖維  1972年美國杜邦公司研究開發成功的全對位芳香族聚醯胺名為Kevlar的商品正式用於高性能夏合材料。1972年的產量僅為45噸,到1977年就增加到4200噸,1982年上升到21000噸,年增長速度為20%。20世紀80年代以來,荷蘭、日本、前蘇聯也先後開展了芳綸纖維的研製開發工作。荷蘭AKZO公司的子公司恩卡公司的“Twaron”系列纖維在1986年的年生產能力為1000~2000噸,預計2000年能達到15000噸的能力。日本帝人公司及俄羅斯的芳綸纖維已投入市場,年增長速度也達到20%左右。芳綸纖維比強度、比模量較高,因此被廣泛應用於航空航太領域的高性能複合材料零部件(如火箭發動機殼體、飛機發動機艙、整流罩、方向舵等)、艦船(如航空母艦、核潛艇、遊艇、救生艇等)、汽車(如輪胎簾子線、高壓軟管、摩擦材料、高壓氣瓶等)以及耐熱運輸帶、體育運動器材等。  (4)超高分子量聚乙烯纖維  目前市場上出售產品主要有美國Ailled公司的Spectra900和1000、DSM(荷)-Toyoba(日)聯合生產的Dyneema SK60以及Mitsui(日)公司的Tekmilon I等。超高分子量聚乙烯纖維的比強度在各種纖維中位居第一,尤其是它的抗化學試劑侵蝕和抗老化性能優良。它還具有優良的高頻聲納透過性和耐海水腐蝕性,許多國家已用它來製造艦艇的高頻聲納導流罩,大大提高了艦艇的探雷、掃雷能力。在海上油田應用的高性能輕質複合材料方面都顯示出極大的優越性,除在軍事應用領域發揮舉足輕重的作用外,在汽車製造、船舶製造、醫療器械、體育運動器材等領域也有廣闊的應用前景。該纖維一經問世就引起了世界發達國家的極大興趣和重視,美國1989年增長率為26%,遠遠高於其他高性能纖維。芳綸纖維、高分子量聚乙烯纖維在國內迄今均未實現商品化。儘管在1972年我國就開始研究芳綸纖維,1981年2月與1985年底分別對芳綸工、芳綸Ⅱ進行了技術鑒定,其高純度料塊在南通合成樹脂廠試製、由上海合成纖維研究所拉制成纖維,由於單絲直徑均勻性、集束性方面均存在一些問題,到20世紀90年代初的產量也僅為幾噸,與國外的差距很大。21世紀高性能樹脂基複合材料技術是賦予複合材料自修復性、自分解性、自診斷性、自製功能等為一體的智慧化材料。以開發高剛度、高強度。高濕熱環境下使用的複合材料為重點,構築材料、成型加工、設計、檢查一體化的材料系統。組織系統上將是聯盟(如美國汽車聯盟)和集團化。這將更充分的利用各方面的資源(技術資源、物質資源),緊密聯繫各方面的優勢,以推動複合材料工業的進一步發展。  (二)金屬基複合材料  金屬基複合材料主要是隨航空航太工業上高強度、低密度的要求而出現的,因此被廣泛研究和應用的金屬基複合材料是以Al、Mg等輕金屬為基體的複合材料。20世紀60年代,以鶴和硼纖維連續增強的金屬基複合材料如雨後春筍般發展起來。由於連續纖維增強複合材料價格昂貴和生產製造工藝複雜,70年代該材料的研究有所滑坡。隨著渦輪發動機中高溫部件對於耐高溫材料的不斷需求,又觸發了對金屬基複合材料特別是鈦基材料研究的復蘇。非連續增強複合材料在80年代得到迅速發展,研究重點集中在以碳化矽或氧化鋁粒子、短纖維增強鋁基複合材料。這類材料無論基體和增強體承受載荷的比例都介於彌散強化和連續纖維強化這兩種極端情況之間,它具有優良的橫向性能、低消耗和優良的可加工性,與未強化合金相比,性能也有大幅度地提高。所有這些因素使這類材料已成為在許多應用領域裏最具商業吸引力的材料。  金屬基複合材料在航空和宇航方面的應用主要包括代替輕但有毒的鈹。例如,在美國的三叉戟導彈中用SiCp/Al複合材料取代了鈹,碳化矽顆粒/鋁基複合材料還在飛機的電子設備中取代碳/環氧。在非航空和宇航方面的應用,短纖維增強金屬基複合材料在汽車領域的應用得到普遍關注。例如局部增強內燃機活塞,其頂部是由氧化鋁短纖維或氧化鋁和二氧化矽短纖維混雜增強鋁基複合材料構成。常規的內燃機活塞用Al-Si鑄造合金製造,有些則採用在第一道環槽鑲嵌高鎳鑄鐵環。  金屬基複合材料在國外已經實現了商品化,而在我國僅有少量批量生產,以汽車零件、機械零件為主,主要是耐磨複合材料如顆粒增強鋁基、鋅基複合材料、短纖維增強鋁基或鋅墓複合材料等,年產量僅5000噸左右,與國外差距較大。南京寶色鈦業有限公司,用不同有色金屬以爆炸焊接複合及爆炸一軋製複合方法生產複合材料製品,是我國生產複合材料製品主要廠家之一,目前市場佔有率在40%以上。  (三)陶瓷基複合材料  陶瓷基複合材料(CMC)包括顆粒、晶須、短或連續纖維增強複合材料。陶瓷基複合材料的潛在應用須域廣泛,包括宇航、國防、能源、汽車工業、環保、生物、化學工業等,在未來的國際競爭中將起關鍵的作用。陶瓷基複合材料的開發一直吸引著技術發達國家投入鉅資進行研究。目前,對陶瓷基複合材料的研究,美國和西歐各國側重於航空和軍事應用,日本則力求把它應用在工業上。1987年美國能源部開始實施對陶瓷基複合材料的研究開發計畫,國防部和宇航局(NASA)等單位也投入大量人力和經費,僅1992年美國投入陶瓷基複合材料應用研究的經費就高達3500萬美元。近年來美國國防部一直把這項技術列入重點投資項目,在迪拉瓦等一些高等學校和杜邦等一批大公司中集中力量研究三維編織增強陶瓷的熱結構件。據悉,SiCf/SiC已得到比較成功的應用,NASA開展的陶瓷燃氣輪發動機(AGT)研究課題,研製的轉子、葉片、燃燒室渦形管等件已通過熱試驗;法國SEP公司用陶瓷基複合材料製成的SCD-SEP火箭試驗發動機已經通過點火試車,由於使用了陶瓷基複合材料使結構減輕了50%。國內從20世紀90年代初開始進行纖維增強玻璃基複合材料的研究,包括C纖維增強微晶玻璃Cf/LAS、碳化矽纖維增強微晶玻璃SiCf/LAS、SiCf/LCAS,研究內容包括工藝、組成、顯微結構、介面結構、力學性能和熱處理等方面,開展研究的單位有中科院上海矽酸鹽研究所、西安交大、華東理工大學、中國建築材料科學研究院等,目前尚未有批量生產的報導。  (四)水泥基複合材料  水泥基複合材料包括顆粒型複合材料(如混凝土)和纖維增強水泥基複合材料(如纖維混凝土)。1980年高性能纖維增強水泥基複合材料誕生。混凝土基體的組成不斷優化,已由普通水泥基向環保水泥基聚合物(Geopolymer)、聚合物水泥基發展,MDF水泥基、DSP水泥基材料屬超高性能水泥基材料,在此基礎上又出現了性能與工藝優化的RPC水泥基;增強水泥基的纖維品種也越來越多。金屬纖維(主要是鋼纖維)已有各種尺度與各種形狀(平直型、端勾形、波浪形、質鈴形、啞鈴形)的鋼纖維;無機纖維有天然有機纖維(木纖維、竹纖維、劍麻纖等)以及不同尺度與不同性質的混雜纖維。20世紀90年代又發展了新型高性能FRP筋材。基體性能的優化和纖維品種的增多大大促進了水泥基複合材料的發展,應用領域也越來越寬。以鋼纖維增強水泥基複合材料為例,普通鋼纖維混凝土(SFRC)已是水泥基複合材料中研究最多、應用最廣的一種,它廣泛用幹各種重大和重要工程中,高性能纖維增強水泥基複合材料中,典型的有漬漿結維混凝土(SIFCON)、漬漿網片混凝土(SIMCON),它們的力學行為均按數量級增長,在軍事工程上發揮了特殊的優勢。特別是繼MDF和DSP材料之後,又出現了活性粉末混凝土RPC材料。國際上的RPC材料有兩大系列,一是RPC200,二是RPC800,RPC800的性能已能與金屬材料媲美,與高分子材料抗衡了,但其生產工藝複雜,能耗高,難以向工程化和產業化轉換,相比之下RPC200則顯示出更美好的發展前景。加拿大Sherbrooke採用RPC200建造了世界上第一座RPC步行橋(Walk Bridge),該橋不僅強度高、耐久性好,而且水泥用量降低40%,結構自重減少1/2~2/3,且製備工藝簡單,有自流平特徵,能耗下降,這一超高性能水泥基複合材料己引起世界各國的高度重視,且不斷在工程中拓寬應用。RPC材料雖出現在SIFCON和SIM-CON之後,但其發展速度卻有過之而無不及。  用RPC材料來增強水泥基解決混凝土早期收縮是一項關鍵技術,可國內生產的纖維品質與水準至今不能過關,尤其是在攪拌過程中纖維能否在水泥基體中均勻分散的關鍵技術至今沒有解決,現在國內生產現狀與美國纖維有很大差距,所以美國杜拉公司也看准了中國的大市場,積極在工程中推廣他們的產品,所以增強材料不過關,就是水泥基體優化了,性能價格比仍然難以提高。因此水泥基複合材料的發展沒有配套技術,產品品質不趕超世界先進水準,不形成大規模生產,則不可能滿足工程上的需求。

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玻璃鋼(FRP)給水管的現狀

我國從70 年代開始小批量生產FRP 管,經過20 多年的研製及工程實際應用情況表明,我國FRP管道工業發展比較緩慢。同工業發達國家相比,在原材料、工藝裝備、技術管理、工程設計、產品標準、施工規範、應用範圍等方面都存在很大差距。
1、樹脂 國外FRP管用樹脂性能高、品種全、系列化;間苯型不飽和聚脂已占30%多,已逐步成為通用型不飽和聚脂樹脂,根據不同用途的需要,有多種專用樹脂和助劑滿足使用要求。 目前國內年產500噸以下的不飽和聚脂樹脂廠200多家,生產總量約占全國總產量的60%以上。但是有些小廠設備簡陋,檢驗、技術管理落後,品種少,品質差。近年來全國已引進了五條不飽和聚脂生產線,但目前間苯型不飽和聚脂樹脂產量極小、價格很貴。其他高性能專用樹脂幾乎沒有。環氧樹脂產量小,價格貴,這些都影響了使用。 天和樹脂 不飽和聚酯樹脂專家 點擊查看纏繞專用樹脂DS-2、助劑 助劑在生產加工過程中起重要作用,又直接影響製品的性能,助劑是FRP生產中不可缺少的一部分,但是目前國產的品種少,不配套,品質差。 國外有適合纏繞需要的並配套有多種專用浸潤劑的無撚粗紗、氈材、方格布等。規格多,品種全,品質優,滿足使用要求。國內除少數引進玻纖生產廠有用專用超饒浸潤劑的無撚粗紗外,大部分玻纖廠生產的無堿、中堿纏繞無撚粗紗缺少專用浸潤劑,因此浸潤性差。氈材有的厚薄不均,所以國內增強材料規格、品種都不能很好滿足生產FRP管的需要。 3、生產中的不足 國內目前已有引進和自製管、罐生產線29條,而現在利用率只有20%左右,纏繞成型工藝只占其他成型工藝地3.5%,有待進一步開發市場,充分發揮現有設備的生產能力。 目前大口徑管件多採用手糊和噴射法成型,不配套、品質差。很多玻璃鋼廠缺乏技術人員,職工文化低,專業素質差,形成了產品無設計,選材無標準,檢測無手段,產品無檢驗的局面;在製作FRP管道時,用原材料,常以次充好,偷工減料,因品質造成一些管道滲漏事故和經濟損失,從而使用戶對FRP 製品產生了很大的心理障礙,影響了FRP管的信譽和推廣應用。 國內至今還沒有對於FRP 管的原料、設計、生產、檢測、安裝、施工等系統的技術標準和技術規範,這就使大口徑FRP管的使用缺乏設計依據。 二、玻璃鋼管的生產 1、工藝方法分類: 玻璃鋼管可用三種不同的工藝方法進行製造:往復式纖維纏繞工藝、連續式纖維纏繞工藝、離心澆注工藝。 目前世界上採用往復式纖維纏繞工藝制管的廠家比其他兩種生產工藝生產廠家多的多,原因之一是往復式纖維纏繞工藝製造的玻璃鋼管具有更廣泛的用途和最大的適用性。 2、分類: 往復式纖維纏繞工藝(屬於定長法)。 在這種工藝方法中,浸膠槽隨轉動的芯模作往復運動,長纖維玻璃絲以一定的斜角相對於芯模軸輔放,輔角(即纏繞角)受浸膠槽的移動速度和芯模轉速之比控制,浸膠槽的平移運動由電腦化的機—電控制。纏繞層數逐漸增加,達到設計的壁厚為止。纏繞完成後,使製品中的樹脂基本固化。固化後,從玻璃鋼管中脫出芯模。 連續式纖維纏繞工藝(屬於連續法) 該工藝是管子在運動中通過一個供給樹脂預浸無撚粗紗,短切玻璃鋼纖維和樹脂砂混合物的供料站,管子是在芯模連續不斷的前進中製成的。 離心澆注工藝(屬於定長法) 在此工藝中,用切斷的玻璃纖維增強材料和砂,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,從而製造出無孔隙的緻密複合材料,由於離心力的作用管內壁形成一個平滑、光潔的富有樹脂的內表面層,管材在較高溫度下固化。用這種方法製造的管又稱Hobas 管。 三、不同工藝方法的比較 按下列各點,對不同的制管工藝方法進行比較。 機械性能 往復式纏繞工藝僅使用連續玻璃纖維,樹脂和砂,製造FRP 用作自流管和低壓管,砂子用於增加管材的剛度。不加砂時,可用於製造較高壓力的的管材,用往復式纖維纏繞工藝製成的FRP 管,都含有內襯層(富樹脂層)對防腐蝕、防滲漏起到了有效的作用,內襯是FRP管重要的組成部分,內襯層存在的問題隨時都可能造成管材的破壞; 連續式纖維纏繞工藝中,管材的內襯層和結構層是同時形成的,在此情況下,只有管材進行水壓試驗後才能發現問題。離心澆注工藝是將樹脂、玻璃纖維和砂子混合後噴在模腔裏,內襯層製作是該工藝的最後一步,對大口徑的FRP 管,內襯的任何破壞都可目視檢查,而小口徑的管則無法目測,只能通過水壓檢驗才能查出其缺陷位置,相比之下,往復式纏繞工藝比其他兩種工藝防滲漏和耐腐蝕性能優越。 往復式纏繞纖維管的機械性能,由連續纖維控制,FRP管徑向和軸向任一點的性能都是不變的。故而能承受很高的壓力,而連續式纖維纏繞工藝及離心澆注工藝生產的產品,只適用於無壓或低壓的條件下。 產品使用範圍 往復式纏繞工藝比連續式纖維纏繞工藝、離心澆注工藝兩種工藝生產的產品使用範圍廣,機械強度好,連續式纖維纏繞工藝、離心澆注工藝兩種生產工藝的產品剛度較高,但是管材結構較脆,只能抵抗較小的撓曲變形,且軸向抗拉強度遠遠低於往復式纏繞工藝,當外部荷載及安裝條件相同時,連續式工藝及離心澆注工藝生產的產品容易導致管線破壞,極大的影響了管線的安全運行。 相比之下,往復式纖維纏繞工藝方法生產靈活性很大。產品直徑可以從50mm ——4200mm,更大直徑的管道還可現場製作。而更高壓力的管道可通過電腦特殊設計製造出來,管道連接方式靈活多變,接頭採用典型雙“O”型密封圈承 ——插連接,從而保證了接頭良好的密封,往復式纖維纏繞管所有的管件(法蘭、彎頭、變徑管、三通等)各項性能指標均能滿足與管材在相同條件下的正常工作。 由於製作工藝的不同,連續式纖維纏繞及離心澆注工藝生產的管道則不能滿足以上條件,各類管件、接頭的綜合機械性能較低,不適合在特殊工況條件和有壓情況下使用,更不適合輸送飲用水。
根據專家測試連續纏繞工藝和離心澆注工藝生產的FRP管與往復式纖維纏繞工藝比較,其樹脂含量較高,這三類管與飲用水接觸時反應出來的特性是不同的,與離心澆注管連續纏繞管接觸過的水,有明顯的“溶劑”味道,在可能對人身健康造成影響的場合,不應採用這類管道。
玻璃鋼管的缺沒有壽命評價:而PVC-U 管、PE 管、球墨鑄鐵管等均有壽命評價,明確壽命在50年以上。
衛生性差:其內襯層破裂後,玻璃纖維進入水中,污染水質,影響健康;管材在鋸斷時,斷面沒有內襯層保護也會污染水質
連接可靠性差:接頭易漏水
難符合環保要求:其廢料難於處理,容易污染環境。

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玻璃鋼管道與預應力鋼筋水泥管比較

玻璃鋼管道耐腐蝕性好,對水質無影響: 玻璃鋼管道能抵抗酸、堿、鹽、海水、未經處理的污水、腐蝕性土壤或地下水及眾多化學流體的侵蝕。比傳統管材的使用壽命長,其設計使用壽命一般為50年以上。 對夾砂玻璃鋼管道而言,更多的是在市政、城市輸配管網方面的應用,由於其具有無毒、無鏽、無味、對水質無二次污染、無需防腐、使用壽命大大延長、安裝簡便等優點,因此,受到了給排水行業的歡迎。 2)防汙抗蛀: 不飽和聚酯樹脂的表面潔淨光滑,不會被海洋或污水中的甲貝、菌類等微生物站汙蛀附,以致增大糙率;減少過水斷面,增加維護費用。玻璃鋼管道無這些污染,長期使用潔淨如初。同時由於其內壁光滑,且有優異的抗蝕性能,不會產生水垢和微生物的滋生,有效保證水質,保持水阻的穩定。而傳統管材還存在日後水阻增大和表面結垢的現象。 3)耐熱性、抗凍性好: 在一30℃狀態下,仍具有良好的韌性和極高的強度,可在一50℃-80℃的範圍內長期使用,採用特殊配方的樹脂還可在11O℃以上的溫,及工作。 4)自重輕、強度高,運輸安裝方便; 採用纖維纏繞生嚴的夾砂玻璃鋼管道,其比重在1.65-2.0,只有鋼的1/4,但玻璃鋼管的環向拉伸強度為180-300MPa,軸向拉伸強度為60-15OMPa,近似合金鋼。因此,其比強度(強度/比重)是合金鋼的2一3倍。這樣它就可以接用戶的不間要求,設計成滿足各類承受內、外壓力要求的管道。對於相同管徑的單重。FRP管只有碳素鋼管(鋼板卷管)的1/2.5,鑄鐵管的1/3.5,預應力鋼筋水泥管的1/8左右,因此運輸安裝十分方便。玻璃鋼管道每節長度12米,比混凝土管可減少三分之二三財接頭。它的承插連接方式,安裝快捷簡便,同時降低了吊裝費用,提高了安裝速度。 5)摩擦阻力小,輸送能力局: 玻璃鋼管內壁非常光滑,糙率和摩阻力很小。糙率係數為0.0084,而混凝土管的n值為0.014,鑄鐵管為0.013,因此,玻璃鋼管能顯著減少沿程的流體壓力損失,提高輸送能力:因此,可帶來顯著的經濟效益: ①在輸送能力相同時,工程可選用內徑較小的玻璃管道,從而降低一次性的工程投入; ②採用同等內徑的管道,玻璃鋼管道可比其他材質管道減少壓頭損失,節省泵送費用; ③可縮短泵送時間,減少長期運行費用。 6)電、熱絕緣性好: 玻璃鋼是非導體,管道的電絕緣性特優,絕緣電阻在1012-1015Ω· cm,最適應使用於輸電、電信線路密集區和多雷區;玻璃鋼的傳熱係數很小,只有0.23,是鋼的5‰,管造的保溫性能優異。 7)耐磨性好: 把含有大量泥漿、沙石的水,裝入管子中進行旋轉磨損影響對比試驗。經30O萬次旋轉後,檢測管內壁的磨損深度如下:用焦油和瓷釉塗層的鋼管為0.53mm,用環氧樹脂和焦油塗層的鋼管為0.52mm;經表面硬化處理的鋼管為0.48mm,玻璃鋼管為O.21mm。由此可以說明其相當耐磨。 8)維護費用低: 玻璃鋼管由於上述的耐腐、耐磨和抗凍和抗汙等性能,因此工程不需要進行防銹、防汙、絕緣、保溫等措施和檢修。對地埋管無需作阻極保護,可節約工程維護費用70%以上。 9)適應性強: 玻璃鋼管可根據用戶的.各種特定要求,諸如不同的流量、不同的壓力、不同的埋深和載荷情況;設計製造成不同壓力等級和剛度等級的管道。 10)工程壽命長,安全可靠。 據實驗室的模擬試驗表明:玻璃鋼管適壽命可長達50年以上。 11)工程綜合效益好: 綜合效益是指由建設投資、安裝維修費用、使用壽命、節能節鋼等多種因素形成的長期性效益。玻璃鋼管道的綜合效益是可取的。特別是管徑越大,其成本越低。當進一步考慮埋入地下的管造可使用好幾代,又無需年年檢修,更可以發揮它優越的綜合效益。
水泥管 1)節約金屬,在正常情況下無需內外防腐。 2)價格便宜,由柔性介面和平瑞介面兩種介面形式。 3)不耐腐蝕及浸泡; 預應力鋼筋混凝土管在有腐蝕性的地區,如鹽鹼地帶、海濱地帶、部分非怕腐蝕地區,管道長期浸泡在腐蝕性的溝槽中;兩年後便會使環筋銹蝕、斷裂。   另外,在國外使用的情況看來。認為管材埋設環境中氯離子含量超過5O0PPm時極易發生環向鋼筋銹蝕、管道破裂事故。這主要因為;   由於水泥漿保護層是後期噴塗施工,與預製的芯管結合不好。往往使外水或濕氣滲入,使預應力鋼筋氧化銹蝕,導致斷裂。   水泥砂漿與鋼筋的粘結介面處理不合理。由於水泥的吸水性;在水分進入管內時;極易破壞該介面並銹蝕鋼筋,由於其為脆性材料,易引起突發事故。 4)水力性能差、能耗高:   預應力鋼筋混凝土管的糙率係數在0.013-0.014之間,這樣對於同樣輸水量,同等管徑的管線,其沿程阻力就高。由於其糙率大,使用一段時間後,管道內會因細菌、貝類的滋生繁殖而阻塞管道,隨著使用年限增長;管內徑會逐漸縮小,阻力增大。從水泥管的製作工藝來分析,其芯管大都採用離心法成型 ,混凝土的水灰比較大,在離心力的作用,粗骨料偏向管的外壁;而管內側由於細骨料和水分的拆出,強度和耐磨性變差。當管內壁受水流長期沖刷和浸泡後,內壁合發生磨損和剝蝕、隨著糙率增大,水頭損失增加,則需要增大水泵的揚程,同時運行費用因耗電量增大,也大幅度增大。 5)管材笨重、管件不配套:   預應力鋼筋混凝土管笨重,搬運損壞率高,增加運輸吊裝費用。 管件不配套,通常選用鑄鐵管件,兩者的承壓能力、使用壽命、耐腐蝕狀況不一樣,易發生爆裂;因此存在事故隱患。 6)由於定長短,接頭多,每公里滲漏的可能性高,且維修困難。 7)單管、單膠圈無法即時試壓、即時覆土,須整條管線試壓覆土,整體施工工期長。
球墨鑄鐵管道 1)抗拉強度高、是一般灰鑄鐵管的3倍;韌性好,延伸率高,為 5-15%。 2)耐衝擊、耐震動、耐腐蝕,比鋼管好。 3)造價較高,只比鋼管略低。 4)其耐腐蝕雖比鋼管要好,但是其管壁薄。埋設在土壤中受蝕穿孔的速度比友鑄鐵管快得多;若外防腐作得不夠,幾乎在5-8年內就發生腐蝕穿孔,而管材在腐蝕土壤中的愛腐蝕速度達0.5-1.5mm/a,因此球墨管的外腐蝕一定要按要求做好,而這點在生產、施工、安裝中不易保證,成為今後事故的極大隱患。 5)其內村一般為水泥砂漿塗敷。水泥砂漿襯裏在某些情況下去對水質產生不利影響,試驗表明如砂漿受到能溶解石灰的水侵蝕會導致砂漿流失、砂漿受損、水被鹼化、PH值升高、增加氛耗、水消毒的效果受到影響等。而且由於水泥與鑄鐵性能差異較大、在外衝擊、內壓、溫度變化等條件下,水泥砂漿襯裏更易裂紋,導致水分滲入,甚至剝落,造成水阻增大,影響水質。 6)水力性能差、能耗高。球墨鑄鐵管的管內糙率係數在0.013-0.014之間,這樣對於同樣輸水量,同等管徑的管線,其沿程阻力就高;需要增大泵的揚程,增大初期投資,同時運行費用國耗電量大,也會大幅度增加。 7)管道存在對水錘作用承載能力差這一不可改變的事實,極易引起重大工程事故。
鋼管 1)鋼管相比于其他傳統管材,材質較輕、強度高、韌性好,可以承受較高內壓,製造使用靈活,並且能適應複雜或惡劣的地質情況。 2)但鋼管在使用過程中存在較大率端,主要是內外防腐處理麻煩。首先外防腐的問題很關鍵,其外防腐品質的好壞直接影響其使用壽命。現在國內鋼管的外防腐主要為:遮蓋型做法,對於鋼管均要求為加強型或特加強型外防腐,有部分地區推行陰極保護。對於遮蓋型的外防腐辦法一般為塗料如石油瀝青、環氧煤瀝青等,後者在低溫時不易固化,而且在現場焊口施工時問題更多,原先曾用過這氯磺化聚乙烯,由於溶劑大多,易生針孔,抗擊穿不合格,部分地區明確不再使用。對於陰極保護其防腐效果比較好,但是由於採用犧牲陽極的辦法,在日後運行中必須定期更換陽極,增高了運行費用和工作。再說內壁處理問題,一般採用的方法有三種:防腐塗料、樹脂砂漿、水泥砂漿。三種辦法都存在兩個問題:第一是防腐層與鋼管的粘結強度問題,水泥砂漿前面已經說過。對於防腐塗料和樹脂砂漿兩種方法都要求鋼管內表面完全除鏽才能施工,但這點很難做到完好。因此鏽點部分就造成了日後分層剝離的起源,形成腐蝕和結垢;第二是鋼管絕大多數都是現場對焊施工,在焊完後進行防腐。只能是人工進行.品質不易控制、而且,對於直徑較小的管,由於人員無法進去施工,就不再防腐了。也造成了日後焊縫破壞的隱患。根據幾次鋼管的爆管事故分析,主要是焊縫品質不高式焊縫腐蝕造成的。 3)整體造價較高。 4)水力性能差、能耗高。鋼管的管內糙率係數在0.013-0.014之間,這樣對於同樣輸水量,同等管徑的管線,其沿程阻力就高,需要增大泵的揚程,增大初期投資,同時運行費用因耗電量大,也大幅度增大。 5)管道存在對水錘作用承載能力差的缺陷。

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玻璃鋼管道試壓方法得到改進

較為繁瑣的玻璃鋼管道試壓,最近在在新疆引額濟烏供水管道工程的一一項試驗中得到改進,並製造出了一種簡便易行的試壓裝置。 在玻璃鋼給水管道試壓中,長期以來採用的是注水管和打壓管剛性連接裝置,即注水口與多極泵之間採用鋼管連接。由於每次試壓時多極泵的位置因地而異、管溝的深淺不一,致使水源與泵和泵與管線的連接須重新調整,剛性連接裝置調整時須有氣割、電焊,在沒有電源的條件下自備電源操作非常麻煩,誤工誤時、耗費財力、物力較多。 新疆引額濟烏供水管道工程的工程技術人員針對上述剛性連接的不便,研製了一種簡便易行的試壓裝置。其原理是:在多極泵的進水口和出水口各安裝一節法蘭彎管,配備2條任意長的高壓軟管並在管的兩端壓制相應的金屬活介面,管道試壓組裝時用1根軟管連接水源與多極泵,用另1根軟管連接多極泵出水口與擬試壓管線堵板即可。

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玻璃鋼夾砂管頂管工程技術總結

崇山路上有兩座立交橋,在道路改造工程排水改造專案實施過程中,受立交橋下已有的地下管網和構築物等地下障礙很多,以及立交橋引橋高度的影響,無法採用地面開槽鋪設管涵施工方法,而只能採取無開挖地下頂進的施工方案,同時又考慮到頂進過程中不能對橋墩基礎造成影響,應保證管材與橋墩之間的最小安全距離,只有玻璃鋼夾砂管材內壁光滑,流通能力高,輸送相同流量的液體其管徑較其他管材的管徑要小得多,更能確保橋墩基礎不受影響。經過專家從技術、經濟、施工等方面進行反復論證,最終決定使用玻璃鋼夾砂管作為頂管,在保證流量的前提下,將管徑縮小到DN2100㎜和DN 1550。 二、管材特性 瀋陽市崇山路道路改造工程排水管DN2100㎜和DN1550㎜玻璃鋼夾砂管頂管施工專案於2002年6月15日開始施工,截止到8月31日全部完工,平均單坑日進度6米以上,在施工過程中體現了許多優點,具體如下: 1、施工進度快:單坑日進度不低於6米,而同流量砼管日單坑進度小於1米,鋼管為2米。 2、頂力小:外表光滑,頂力小。目前最大頂力為DN2100㎜的800t,DN 1550㎜的500t。而砼管外表粗糙,頂力大,頂進難度大,頂進機械要求高。 3、流通能力高:玻璃鋼夾砂管的內壁非常光滑,粗糙度為n=0.0084,流量係數Cp=150,明顯高於鋼管、鑄鐵管、砼管的流量係數Cp=100。因此,壓力相同時,玻璃鋼夾砂管的管徑可以減小一檔,降低造價。 4、由於管徑縮小(由DN2400㎜ DN2100),管壁薄(砼管為200㎜,而玻璃鋼夾砂管僅為55),避免了頂管過程中與其他管線交叉而形成的困難。 5、糾偏簡單:由於自身重量輕,管節之間採用鋼套管連接,待施工完後再用手糊玻璃鋼密封,使得頂進過程中糾偏特別容易。 6、連接方便:各工作坑或接受坑內管的連接由於不是整數長度,如用砼管則不可能截成任意長度對接,如用鋼管則兩條焊縫也需24小時才能焊接,而採用玻璃鋼夾砂管則可截取任意長度,並在2~3小時內連接好。 7、可帶土頂進:由於外表光滑,頂力較小,即使帶土頂進頂力也不是太大,在實際施工中,由於土質大部分是砂土,以及考慮對橋墩的影響,一般採用帶土頂進方法通過,而如採用砼管則勢必低頭而無法通過。 8、管外表與土之間基本無內聚力,頂進中不死管。而砼管外表與土之間有很大的內聚力,頂進中易死管。 9、使用機具簡單,不需大型設備。重量輕,運輸吊裝費用少。本次工程卸管使用小型汽車吊車,下管用5t電動葫蘆,頂進用2個400t油壓千斤頂,大大節省了機具費用。而砼管的重量約是玻璃鋼夾砂管的10~15倍,運輸、吊裝費用高。 10、玻璃鋼夾砂管耐腐蝕性能優異,壽命長,幾乎不用保修,無需維護,確保使用壽命達50年。而砼管的鋼筋銹蝕問題嚴重影響使用壽命。 玻璃鋼夾砂頂管在使用過程中顯示出了眾多的優越性,尤其是在城市立交橋下面這樣複雜地段的試用成功,解決了傳統管材所不能解決的技術困難,值得總結經驗,大力推廣使用。 三、設計技術 1、設計參數的確定 根據瀋陽市崇山路頂管工程玻璃鋼夾砂頂管的具體使用條件,確定管徑、管材剛度級別、土壤參數、設計載荷(包括內壓、負壓、管頂垂直靜土壓載荷、地面車輛活載荷、堆土載荷)等設計參數,為玻璃鋼夾砂頂管的結構計算提供理論計算依據。 2、玻璃鋼夾砂頂管結構計算 依據已選定的設計條件和設計參數,按照我國建材行業標準《玻璃纖維纏繞增強熱固性樹脂加砂壓力管》(JC/T838-1998)和《頂管施工技術》以及電腦非線性有限元數值計算進行玻璃鋼夾砂頂管的結構計算。管材結構計算包括頂力強度、剛度、撓曲變形、彎曲強度、穩定性分析、地震強度分析等計算、分析與校核,本工程設計各項性能指標全部達到國家有關玻璃鋼夾砂管道標準要求,以及本工程玻璃鋼夾砂頂管的特殊要求,主要技術參數和檢驗報告見附件。 四、生產工藝 採用純玻璃鋼與玻璃鋼夾砂複合增強一體化的設計方案和生產工藝。 1、工藝路線 採用12米長定長纏繞玻璃鋼夾砂管生產工藝,在每根模具上一次生產出4段3米長的玻璃鋼夾砂頂管。按設計層數間斷夾砂,每段頂管兩端300~800mm的純玻璃鋼部分採用玻璃纖維織物局部增強的辦法實現。每段頂管間採用特製的設備磨削和切斷,修整達到規定形狀和尺寸後一次性脫模即可。生產效率完全可以滿足規定的工程進度要求。 2、生產設備 採用本公司新購置的2套可生產DN3000mm玻璃鋼夾砂管微機自動控制生產線,針對玻璃鋼夾砂頂管的特點和具體要求,對纏繞設備稍加改造,添置必要的磨削修整裝置即可生產出達到規定要求的玻璃鋼夾砂頂管。 3、生產工藝 1)確定並認可設計生產方案; 2)內襯製作; 3)玻璃纖維環向和交叉纏繞內結構層; 4)用特種夾砂布間斷夾砂(夾砂布在純玻璃鋼處連續但停砂); 5)每層夾砂後及時製作純玻璃鋼部分; 6)玻璃纖維環向和交叉纏繞外結構層; 7)修整、切斷達到統一的形狀和規定的尺寸; 8)脫模,檢驗合格後上鋼套環出廠。 五、品質控制 1、 玻璃鋼夾砂頂管企業標準 目前玻璃纖維增強塑膠夾砂管行業標準中,無“頂管”品種,且在“初始撓曲性的徑向變形率”資料中,僅規定了10000N/m2以下管剛度等級。為滿足市場需要與用戶要求,現參照行業標準,結合頂管產品的特點,制定該產品的企業標準,作為組織生產與品質檢驗的依據。玻璃鋼夾砂頂管企業標準附後。 2、品質控制要點 2.1 原材料 必須按規定要求選擇優質原材料,特別是原材料的工藝性,這在頂管制作中格外重要。天和樹脂 不飽和聚酯樹脂專家 點擊查看纏繞專用樹脂DS-659 在上海浦東機場給排水玻璃鋼管道工程中使用 
2.2嚴格執行工藝 每層間斷夾砂後及時將純玻璃鋼處用玻璃纖維織物補平,與砂層形成良好的連接狀態,以保證端面軸向壓力的傳遞和延伸,使管盡可能整體受力不致損壞;否則,如夾砂數次後再補純玻璃鋼,純玻璃鋼和砂層間勢必出現介面,形成擠壓和剪切,導致管材於純玻璃鋼和加砂層交界處損壞。 2.3 外表面光滑程度 必須十分重視和保證頂管的外表面光滑程度。只有外表面達到一定的光滑程度,才能減小摩擦阻力和頂力,使管材順利頂進不致損壞。 2.4 端面垂直度 必須滿足管材端面垂直度要求並使誤差盡可能小,只有這樣,才能保證頂進方向,保持頂力不致過快增加。 2.5純玻璃鋼部分的長度必須保證或略有增加,其固化度應達到規定的要求(固化度對夾砂段同樣重要),以滿足實際施工頂力的要求。 2.6針對崇山路玻璃鋼夾砂頂管這一工程項目,我們編制了《頂管連接部位尺寸單》、《頂管產品外觀及尺寸質檢驗收標準》、《頂管接頭內壁密封裱糊處理作業及驗收規程》和《頂管技術設計書》等品質計劃性檔來指導生產和施工,以便進一步確保產品品質和施工品質。 3、連接方式:管段間採用嵌入式鋼套環連接定位方式,頂管進到位後內糊玻璃鋼口密封。頂管兩端車出一個平臺,以便鋼套環套上管端後鋼套環外徑與頂管本身外徑一致。外鋼套環內塞厚度相當的高彈性止水橡膠環,兩管對接後起封水作用,鋼套環起定位作用,並增加部分抗不均勻沉降的能力。 結束語 在各方面的大力支持下,本公司順利完成了瀋陽市崇山路道路改造工程玻璃鋼夾砂頂管供應專案。通過實施該項目,公司積累了寶貴的玻璃鋼夾砂頂管的生產經驗:在今後生產類似頂管任務時,應及早準備維向加強的無堿玻璃纖維布來補纏管兩端的純玻璃鋼部分,以便進一步加強管端所能承受的軸向頂力;通過設備技術改造,進一步提高生產自動化程度,以確保頂管的外徑一致,減小頂力。我們有理由相信,通過我們的不斷努力,在以後的類似工程中遼寧水業玻璃鋼管道有限公司會做得更好。

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玻璃鋼管道技術特點及我國應用現狀分析

1 前 言
  國際上,纖維纏繞技術始於本世紀40年代,1946年在美國申請專利。50年代初期,開始製作玻璃鋼管道,距今已有40餘年的歷史。目前,國際上玻璃鋼管道工業發展很快,年產量日趨增加,以美國為例,年玻璃鋼管道使用量10000km,且每年以5%~10%的速度遞增。   我國纖維纏繞工藝始於1958年,當時主要是為“兩彈一機”國防建設服務的。最早應用於民用的玻璃鋼管道以手糊及布帶捲繞為主,這樣生產的管道防滲性能差,品質不穩定,雖經多次試驗,也未能在大範圍內推廣使用。80年代末,我國首次引進玻璃鋼管道纏繞設備,從此,我國玻璃鋼管道工業真正開始了大發展。截至1997年,玻璃鋼管道纖維纏繞生產線已有133條。其中43條為引進生產線〔1〕,國際上一些著名公司也相繼在中國成立合資或獨資公司,國內部分廠家生產的玻璃鋼管道品質已經可以和國際上的產品相媲美,產品已多次出口。玻璃鋼管道工業在中國正處於大的發展期。天和樹脂 不飽和聚酯樹脂專家 點擊查看纏繞專用樹脂DS-儘管如此,與我國巨大的管道市場相比.玻璃鋼管道所占份額仍很低,其原因關鍵在於尚有許多用戶對纏繞玻璃鋼管道的優良性能還不十分瞭解,對玻璃鋼管道在我國的應用現狀還缺乏足夠的認識,對選用玻璃鋼管道仍抱遲疑、觀望的態度。為此,本文對纏繞玻璃鋼管道的性能進行詳細分析,對其在我國的應用現狀進行總結,以期進一步推動我國玻璃鋼管道工業向前發展。
2 特 點
2.1 耐腐蝕性能好
  纖維纏繞玻璃鋼管道結構上分內襯層、結構層及外保護層三部分。其中,內襯層樹脂含量高,一般在70%以上,其內表面富樹脂層樹脂含量高達95%左右。通過對內襯所用樹脂的選擇,可使玻璃鋼管道在輸送液體時具有不同的耐腐蝕性能,從而滿足不同的工作需要;對需外防腐的場合,只需對外保護層樹脂進行認真選擇,便也可達到不同外防腐的使用目的。   根據不同的腐蝕環境,可選用不同的防腐樹脂,主要包括:間苯型不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂、雙酚A樹脂、環氧樹脂及呋喃樹脂等,根據具體情況分別選用:對酸性環境,選用雙酚A樹脂、呋喃樹脂等;對鹼性環境,選用乙烯基樹脂、環氧樹脂或呋喃樹脂等;對溶劑型使用環境,選用呋喃等樹脂;當酸、鹽、溶劑等腐蝕不是十分嚴重時,則可選用價格較為低廉的間苯型樹脂〔2〕。通過對內襯層不同樹脂的選擇,便可使玻璃鋼管道廣泛用於酸、堿、鹽、溶劑等工作環境中,表現出良好的耐腐蝕性能。
2.2 水力學性能優良
  纏繞玻璃鋼管道內表面光滑,內壁絕對粗糙度僅為0.01 mm,遠小於鋼管及鑄鐵管的內壁粗糙度見表1〔3〕,屬水力學光滑管。

表1 不同管材內壁絕對粗糙度
管道類型
新鋼管
半新鋼管
舊鋼管
鑄鐵管
玻璃鋼管
粗糙度/mm
0.1~0.2
0.2~0.3
0.5~0.8
0.6~1.0
0.01
根據Hazen-Williams公式:
Hf=〔42.7Q/(C×D2.63〕1.852(1)
  對纏繞玻璃鋼管道和新碳素鋼管道進行計算比較:管內液體流量相同時,纏繞玻璃鋼管道輸送介質時所引起的壓頭損失僅為同管徑新碳素鋼管的0.856倍〔4〕。   另根據范寧公式
 
(2)
  對纏繞玻璃鋼管道和鑄鐵管進行計算比較:當管內流體流速為1.0~2.0m/s時,管徑DN300~600mm的纏繞玻璃鋼管道輸送流體時引起的壓頭損失約為同口徑鑄鐵管的2/3~1/2〔5〕。   計算結果說明:纖維纏繞玻璃鋼管道的水力學性能優於鋼管或鑄鐵管。
2.3 重量輕,安裝、運輸方便
  玻璃鋼管道比重約為1.6左右,僅是鋼管或鑄鐵管的1/4~1/5,實際應用表明,在承受同樣內壓的前提下,同口徑、同長度的玻璃鋼管道,其重量約為鋼管的30%左右。正因如此,玻璃鋼管道在運輸時可套裝運輸,節省油耗及其它費用;安裝時,對中小口徑的玻璃鋼管道一般不需用重型機械,有的甚至可通過人工搬運,提高了安裝速度。
2.4 比強度高、力學性能合理
  纏繞玻璃鋼管道軸向拉伸強度為160~320MPa,接近於鋼管,比強度更高,在結構設計時,管材自重可大幅度減輕,安裝十分容易。對比情況見表2。
表2 玻璃鋼管道與鋼管強度及比強度
  材 料
比 重
拉伸強度/MPa
比強度/MPa
 高級合金鋼
8
1280
160
A3 鋼
7.85
400
50
 鑄 鐵
7.4
240
32
 纏繞玻璃鋼
1.6
160~320
100~200
2.5 導熱係數低、熱應力小
  玻璃鋼管道與鋼管熱性能資料對比見表3。
表3 玻璃鋼管道與鋼管熱性能參數對比
性能參數
玻璃鋼管道
鋼 管
導熱係數/W*(cm*℃)-1
0.27
62.8
熱膨脹係數/k-1
1.12×10-5
1.23×10-5
軸向熱應變之比
1.67
1
軸向熱應力之比
1
11
表中,熱應變及熱應力之比均為假設玻璃鋼管道與鋼管管長相同、管道兩端介質溫差相同情況下所推得的結果。從表中資料可以看出,玻璃鋼管道的導熱係數低,僅為鋼管的0.4%,因而具有較好的保溫性能,輸送介質時可以降低熱能損耗;另外,從表3還可以看出,當玻璃鋼管道與鋼管兩端有相同的熱溫差時,線脹係數略大於鋼管的玻璃鋼管道將產生較大的熱應變,但由於玻璃鋼管道的軸向拉伸模量約11.2GPa,鋼管的模量為210GPa,所以,溫差在玻璃鋼管道上產生的熱應力僅約為鋼管的1/11。也就是說,在實際使用中,鋼管需增加膨脹接頭以消除管線上的熱應力集中,玻璃鋼管一般卻可以不予考慮〔4〕。玻璃鋼管道的熱線脹係數使得它具有良好的抗熱耐寒特性,可在地表、地下、架空、海底、沙漠、冰凍、潮濕等各種惡劣環境中使用。
2.6 接頭少、連接方式多樣靈活
  纏繞玻璃鋼管道單管長度6~12m,甚至更長,在長距離管線安裝時,所需接頭少,既能使流動水阻降低,也減少了施工費用,同時,管線因接頭多而發生滲漏的可能性也較鋼管大為降低。另外,纏繞玻璃鋼管道的接頭方式有多種,主要包括:承插膠接、平端對接、(活套)法蘭連接、(帶鎖緊裝置)O形圈連接、螺紋連接等,可根據具體施工條件,靈活選擇接頭方式,從而提高了工程的可靠性。
2.7 電絕緣性能好
  鋼管、鑄鐵管均為電的良導體。玻璃鋼管道卻是絕緣體,擊穿電壓:12~16kV/mm,體積電阻率:~1014Ω.cm,表面電阻率:~1011Ω,絕緣性能優良,可安全地應用於輸電、電信線路密集區和多雷區。
2.8 不生銹
  鋼管、鑄鐵管在儲存、使用過程中,會因化學、電化學的作用產生局部電池反應,表面極易生銹,對輸送介質往往會產生污染,因而,常需對其表面進行特殊防銹、除鏽處理;纖維纏繞玻璃鋼管道由於是由非金屬材料製成,電極電位高,表面不會發生氧化銹蝕,無需處理,不會污染水質。
2.9 防汙抗蛀
  玻璃鋼管內壁潔淨光滑,難以被海水或污水中的甲貝、菌類等微生物玷污蛀附。而鋼管、鑄鐵管或鋼筋混凝土管內表面卻很容易被甲貝、牡蠣等附蛀寄生,且極難清除,增大粗糙率,使有效管徑縮小,同時增大流動阻力,減少過水斷面積。
2.10 可設計性強
  根據具體使用情況,可對管道的具體性能及形狀進行設計: ①可對纏繞時的纏繞角進行設計,以使管道具有不同的縱/環向強度分配; ②可對管道壁厚進行設計,以使管道可以承受不同的內外壓; ③可對材料進行設計,以達到不同的耐腐蝕目的、阻燃目的、介電目的等; ④可對接頭方式進行設計,適用不同的安裝條件,以提高工程安裝速度; ⑤可對產品形狀進行設計,以滿足具體的形狀需要。

3 應 用
3.1 油 田
(1)高壓管道   油田所用的高壓管道主要包括注水管和油井管等,管徑較小,大多在DN50~200mm範圍內,壓力高,一般介於5~30MPa之間,對玻璃鋼而言,條件較為苛刻,國產的玻纖製品性能上很難滿足要求,生產此類管道所需玻纖需從國外進口。目前,僅有中外合資哈爾濱史密斯玻璃鋼製品有限公司在國內生產此類管道,並自1994年起應用於油田,己先後為大慶油田、吉林油田、勝利油田、長慶油田、遼河油田等提供了幾十公里的高壓玻璃鋼管道。(2)中、低壓玻璃鋼管道   油田生產過程中使用的大量管道中,80%的管道是用來輸送高含水油、油氣混輸及油田采出水。由於油田污水介質條件苛刻,如勝利油田采出的污水,其礦化度可達5.7×104 mg/L,含氯量可達3×104mg/L且還有溶解氧、CO2、硫化物等腐蝕性物質和硫酸鹽還原菌,因而,對金屬管道的腐蝕相當嚴重。選用鋼質管道最快在投產後3個月就開始穿孔〔6〕,一年報廢是常有的事。所以,1983年勝利油田開始嘗試使用具有良好耐腐蝕性能的玻璃鋼管道作為鋼管替代品,80年代未、90年代初,纖維纏繞玻璃鋼管道在我國大批量生產,很快便受到了油田的普遍歡迎,國內幾個大的油田,如勝利油田、遼河油田、中原油田、大慶油田、克拉瑪依油田、江漢油田等均大量採用了中低壓纏繞玻璃鋼管道,青海的孕斯油田、江蘇的江都油田、河北的華北油田,青海的格爾木油田等也不同程度地使用了中低壓纏繞玻璃鋼管道。青海的孕斯油田僅在1990年就使用了20km,勝利油田在1991~1992年期間,僅地面應用工程中就使用了近30km〔7〕,從而,在過去的幾年裏,油田成了玻璃鋼管道的一個非常重要的應用市場。油田目前使用的中低壓玻璃鋼管道已近千公里,其選用的管徑大多介於DN50~700mm之間,輸送的介質溫度最高達78℃左右,壓力一般為0.1~1.6MPa。   為了確保纏繞玻璃鋼管道能更好地為油田服務,油田系統會同玻璃鋼廠家及有關設計、科研院所,每兩年舉行一次“玻璃鋼管道在油田應用技術推廣會”,中國石油天然氣總公司從油田實際出發,參照美國石油工業協會的玻璃鋼管道標準API Spec 15LR“Specification for Low Pressure Fiberglass Line Pipe”編制“低壓玻璃纖維管線管”技術規範,以進一步規範和推動纏繞玻璃鋼管道在我國油田的應用。
3.2 化 工
  在我國,玻璃鋼管道於60年代率先在化工領域應用,但當時的玻璃鋼管道主要以布帶纏繞和手糊成型為主,防滲性能差,所以,在化工領域並未被大量推廣使用,1988年,哈爾濱玻璃鋼研究所等單位為青海格爾木鹽湖成功地加工製作了DN 800mm輸送鹽鹵的玻璃鋼管道,為玻璃鋼管道在化工領域的大範圍應用起了開路先鋒及示範作用。自進入90年代以來,玻璃鋼管道在化工領域應用面越來越廣,雖然在少量場合玻璃鋼管道使用時也曾出現過問題,但總的狀況良好。迄今,已得到了化工領域的普遍認可,國內眾多化工企業或工程均大量選用了玻璃鋼管道,如:中國五環化工公司、岳陽化工總廠、上海石化滌綸廠、錦化化工集團、蘇州化工集團、湖北化工廠、青島山青化工有限公司、青海格爾木鉀肥廠等單位及湖北黃麥嶺磷肥工程、大峪口礦肥工程、重慶鈦白粉工程、銅陵金隆工程等大的工程。化工領域選用玻璃鋼管道呈上升趨勢。根據預測,至2000年,化工領域約需用3萬t/a玻璃鋼,其中,很大一部分為管道,到2010年,用於化工防腐領域的玻璃鋼將以每年百分之十幾的速度遞增,增長速度高於其他領域,應用前景廣闊。   目前,我國應用於化工領域的玻璃鋼管道大多用作工藝管線及長距離輸送管線。化工領域使用的玻璃鋼管管徑一般較小,大多在DN800mm以下,壓力從常壓至4.0MPa不等,溫度:-40~l00℃。由於化工廠家眾多,所以,涉及的介質條件包括了酸、堿、鹽、溶劑、酸堿交替等各個方面。
3.3 給排水
1985年,在深圳與香港之間鋪設輸水管線,其中香港一側用的是從英國購進的玻璃鋼管,直徑分別為DN2200mm、DN1700mm,總長50km,這是我國在給排水領域首次使用玻璃鋼管道,近幾年來,由於食品級樹脂在我國已批量生產,且品質穩定,解決了玻璃鋼管道用於供水時的衛生要求,再加上玻璃鋼加砂管道的出現,降低了管道製作成本,所以,玻璃鋼管道用於給排水領域呈上升趨勢,市場競爭激烈。據報導:1994年,長9km的大慶西水源至宏偉化工區所用DN800mm輸水管線、1995年,長5km的自貢供水工程及北京市政工程約70km的DN900mm、DN700mm、DN600mm管線、1996年,吉林永吉長17km DN300mm、DN400mm、DN600mm供水管線、尚志長14km DN500mm、吉林農安長5.1km DN500mm的供水管線,盤錦乙烯公司長30km加工用水管道,以及其他如杭州市區DN600mm主輸水管線等均為玻璃鋼製造。另外,湖北崇陽長約10km DN700mm的飲用水輸水管線正在安裝中,江蘇太倉市區長約15km DN1200mm的玻璃鋼排水管線也正在規劃與建設中。   用於給水領域的玻璃鋼管道大多為中、小口徑,用於排水領域的大多為大、中口徑,給排水時壓力一般均很低,所以,耐腐蝕性能好、重量輕、安裝方便、水力性能優異、但一般不能承受高壓力的(加砂)玻璃鋼管道尤其適用於此領域。隨著我國經濟的發展,市政建設的發展,玻璃鋼管道在此領域的應用將會越來越多。
3.4 電 站
  玻璃鋼管道應用于電站始於80年代中、末期,當時,西藏羊八井地熱電站選用了日本生產的玻Ц止艿烙糜諮返厝人緩?詵⒌緋а∮昧順?4m、DN1600mm的玻璃鋼管道迴圈發電機冷卻用水。之後,1990年、1992年,西藏羊八井地熱電站在二、三期擴建中再次選用了近500萬元的玻璃鋼管道,管徑從DN500至DN900mm不等,這些管道使用至今,狀況良好。1996年,秦山核電站在二期建設中,選用了DN 1800mm、DN2800mm玻璃鋼管道,合同總價約1000萬元;1997年,深圳西水電廠選用了近200萬元DN100~1200mm計七種規格的玻璃鋼管道,另外,湛江市發電廠、寶雞第二電廠等單位也選用了玻璃鋼管道。   電站(廠)選用玻璃鋼管道一般用作迴圈水管、化水管、補給水管、雨水管及海水脫硫管,它的使用目前正處於方興未艾階段,但由於在我國現階段,電站(廠)建設數量有限,再加上玻璃鋼管道的諸多優點尚未被電力行業所認識和接受,所以,在玻璃鋼管道的整個應用中,此部分市場尚未佔據很大份額,但有很大市場潛力可挖。
3.5 抽拔腐蝕性氣體煙囪
  玻璃鋼管道由於是整體成型,所以,在用作煙囪抽拔腐蝕性氣體時可承受抽撥所產生的負壓,不會產生分層;另外,玻璃鋼管道重量輕,吊裝方便,且通過設計可抵抗不同的風壓與震載,抗老化性能也十分優異,所以,玻璃鋼管道是一種較為理想的煙囪用管材。1991年,甘肅404鈦白粉工程使用的47m高、DN2800mm、DN3200mm煙囪;1994年,黃麥嶺磷銨工程使用的100m高DN2200mm煙囪;1995年,河北深州磷銨廠以及秦山核電站即將使用的DN3000mm煙囪均為玻璃鋼管道製成。玻璃鋼管道用作煙囪、用於抽拔腐蝕性氣體是一個具有很大潛力的市場之一。
3.6 其 它
  玻璃鋼管道在我國除用於上述五大應用領域外,在造紙、制革、食品、通風等領域也有不同程度的使用,使用的範圍正變得越來越廣。但所有這些領域選用玻璃鋼管道的數量尚十分有限,因而,玻璃鋼管道在這些領域的應用仍有待進一步開拓。

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拉擠成型工藝參數的監控

一、國外玻璃鋼拉擠成型工藝概況 隨著玻璃鋼拉擠製品應用領域不斷擴大,國外拉擠製品的規格品種也越來越多。目前除L型、O型、U型、平板型、中空或實芯等標準拉擠製品形狀外,還可生產出根據客戶所要求的各種異形結構。有些多孔腔製品的芯材,現在也已實現標準化了。拉擠複合材料製品的尺寸,小的只有幾個平方毫米,大的如橋樑橋面用的拉擠製品,可達幾十平方米。 玻璃鋼拉擠成型工藝所使用的增強材料品種也很多,如玻璃纖維無撚粗紗、氈、薄布或玻纖織物,碳纖維、芳綸纖維以及它們的織物等。拉擠成型所使用的基體樹脂材料,有熱塑性樹脂和熱固性樹脂兩大類。聚酯樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯樹脂和酚醛樹脂等熱固性樹脂,常用於批量較大的拉擠製品的生產;而熱塑性樹脂基體,正處於開發生產的階段。 目前,水準拉擠的標準型設備,一般為20~30m長,最大寬度約1.5m。這種標準型設備生產線進入端系一玻璃纖維的供紗庫,其後是經乾燥的或預熱過的玻璃纖維紗,經過熱固性樹脂的浸膠槽,在模具內成型,加熱後固化。 通常,在成型模具和拉引器之間有一個比較長的距離,玻璃鋼製品可以在該段距離內,完成固化過程並逐漸冷卻。生產線上使用夾具夾住製品從拉擠模具中,把玻璃鋼製品拉引出來。最後由切割機,把拉擠製品切割成定長製品。 二、玻璃鋼拉擠成型的工序及其控制參數 玻璃鋼拉擠成型工藝,共有8道工序:紡撚、預浸漬、加熱、製品固化及尺寸的校準測量、冷卻、拉引和切割。通常,各個工序都有一個可在一定範圍內調整的工藝參數。這些工藝參數,有些可以通過拉擠設備直接進行調整,例如模具的溫度、拉引的速度等。但另有些工藝參數,例如拉擠製品的溫度、受力狀況、樹脂的粘度等,則不能夠直接通過設備進行調整。 顯然,所有的工藝參數都將對拉擠製品的品質,包括機械性能和光學性能等,產生一定的影響。其中最主要的工序,是預浸漬、模塑成型和固化等三道工序。必須指出的是,某一個工序的工藝參數,將對其他工序產生一定的影響,例如拉引速度的快慢,就將對上述三個主要工序產生一定的影響。 由於拉擠成型工藝參數這種相互影響的結果,因而至今尚不可能建立起一套切實可行的工藝模型,以期達到拉擠產品品質的預定的目標。 三、玻璃鋼拉擠工藝參數控制元件 如上所述,由於熱固性樹脂拉擠工藝參數條件,受其在成型模具內發生的一些複雜因素所制約,並且還要受制於其他工藝參數之間的相互影響,因此在拉擠成型時,原材料中發生的聚合反應,也比較難以進行精確地預測。 目前,玻璃鋼拉擠模中常用的監測控制傳感元件有:溫度感測器,壓力感測器和介電感測器等三種上述這些感測器,首先必須要解決好耐拉擠磨損的問題。另外,拉擠模的溫度、玻璃纖維的體積含量,以及拉引速度的快慢等,也均將會對拉擠成型工藝參數感測器產生一定的影響。 目前常用的玻璃鋼拉擠成型設備上,所採用的溫度檢測傳感元件,經常在沿纖維的方向,並放置於成型模內的表面部位;而壓力檢測傳感元件,則經常放置在拉擠模的入口處及模具的中間位置(通常拉擠模的長度約為1000mm)。這種張力式壓力傳感元件的表面,往往塗有鉻層,以提高它對耐玻璃纖維拉擠磨損的性能。 拉擠成型設備中使用的介電傳感元件,有薄膜式和固定陶瓷式等兩種。這種介電傳感元件的基本原理,主要是在兩塊極板之間,以高聚物作為介質,當處於交變電場中,高聚物分子將發生移動。由於交變頻率的改變,高聚物分子量的大小(也可表示為聚合度的大小),粘度,以及電導率等性能考參數,也將會發生變化。也就是說,高聚物的粘度越低,電導率就越高,其電阻值就越小。 薄膜式介電感測器,是隨玻璃纖維一起從模具腔內拉引而出,製品固化後感測器仍將留在其中,因此只能使用一次,在工業化批量生產時不太適用。固定式介電感測器是屬於雙板電容器類型的一種感測器。感測器將作為其中的一個極板,而另一個極板則就是模具的本身。但Index 薄膜式感測器本身,就裝有兩塊板極。它們板片之間的排列,類似於印刷電路板的結構。 由於它們結構上的不同,因此,上述這兩種介電感測器的電導性能,尚不能進行直接的比較。

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