浅析连续缠绕玻璃钢管道的市场前景
时间：2020-12-28 20:02:26 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】在竞争不断的激烈的玻璃钢管道制造行业中，传统制造工艺已无法满足现今需求，一种新兴的连续缠绕玻璃钢管道工艺正在逐渐替代传统制造工艺。本文简述了玻璃钢管道的特性及优点、往复式玻璃钢管道制造工艺、连续缠绕玻璃钢管道制造工艺。
【关键词】玻璃钢管道；连续缠绕
国家建设部化学建材协调组在《“十五”规划纲要》中指出：“加速淘汰耗能高、寿命短、不符合节能环保政策的落后产品，大力推广使用新型化学建材，在2010年城市排水管系统，基本淘汰混凝土管、钢筋水泥管及铸铁管”。上海市已率先在1998年发文禁止使用≤400mm的埋地水泥管和铸铁排水管，推广使用环保型排水管。从此我国各省市陆续出台了限制、禁止使用一部分规格的埋地水泥管和铸铁排水管，推广使用环保型排水管。2002年国家建设部出台了在市政管网工程中禁止使用≤600mm的埋地水泥管和铸铁排水管。当时在国内取而代之的产品是塑料缠绕管道，产品规格可以300-3000mm.但通过几年的运行塑料管道暴露了许多难以克服的弊端，比如：承压底、刚性差、适温变性能弱、成本高、施工要求高等难以克服的缺陷。因此玻璃钢管道是替代上述管道的理想产品，而且玻璃钢管道具有埋地水泥管和铸铁管的刚性。体现出非凡的物理性能和良好的耐酸碱化学性能。
纤维缠绕增强热固性树脂压力管道，俗称玻璃钢管道。我国现今玻璃钢管道凭借着自身优良的耐腐蚀性、轻质高强、摩阻小、抗老化性能及抗冻性能等管材特点已广泛应用于长距离输水、核电工程及海水淡化等领域。其显著特点如下：
1.耐腐蚀性：玻璃钢管道可以抵御酸性、碱性、盐水、海水、化工废水、含腐蚀性土壤的介质的腐蚀，在正常使用下寿命是50年以上。相较于钢管、铸铁管道使用寿命大大提升。
2.轻质高强：玻璃纤维缠绕生产的玻璃钢管道，玻璃钢的密度在1.6-2.0g/cm3之间；因为玻璃钢中的连续纤维有较高的拉伸强度及弹性模量，其机械强度可以达到或超过普通碳钢的水平，比强度为钢材的4倍；玻璃钢材料的抗疲劳性能好；而纤维复合材料中纤维与基体的界面能阻止裂纹扩展，其疲劳破坏总是从材料的薄弱环节开始，玻璃钢管道可按照环向与轴向受力的不同，通过改变结构纤维铺层，使管道具有不同的环向强度与轴向强度，从而与受力状态相匹配。玻璃纤维的极限拉伸强度1400MPa，弹性模量70GPa。相同管径较其他材质管道比较，重量仅有铸铁管的1/3，约为混凝土管的1/10。
3.摩阻小：玻璃钢管道粗糙度低，摩擦阻力小，由于内壁光滑长时间使用后也无附着物挂壁，减少管道堵塞可能，能显著地减少液体的水头损失，提高液体输送能力。玻璃钢管是光滑管，在输送流速和流量相同的情况下，选用玻璃钢管，其管道直径可比选用钢管缩小1～2个管径等级。
4.抗老化性能及抗冻性能：玻璃钢是一种优良的绝缘材料，其导热系数一般为1.254～1.672kJ/（m·h·℃），只有金属的1/100～1/1000，在有温差时所产生的热应力比金属低的多，可用作良好的隔热材料和瞬时内高温材料。玻璃钢管道因环向拉伸强度高，具有良好的抗冻性能，在-20℃时，管内结冰后不会发生冻裂。
5.设计灵活，产品适应性高：玻璃钢是一种可以改变其原材料种类、数量比例和排列方式，以适应各种不同工况条件要求下的复合材料。一般可通过以下各种途径改善其性能，来满足各种不同要求。
（1）改变树脂种类并提高与介质相接触表面层的树脂含量，以提高耐腐蚀性。
（2）选用不同纤维的种类和控制玻璃钢中纤维的含量，以适应不同耐腐蚀性和强度的要求。
（3）改变纤维的排列，以适应环向、轴向等不同方向的强度设计要求。
（4）管配件制作方便。玻璃钢管的法兰、弯头、三通、变径管等可任意制作，如法兰可与任意符合国家标准的同等压力同等管径的钢制法兰相连接，弯头可根据施工现场的需要制作成任意角度。此外，由于接头采用柔性橡胶圈密封，每个接头具有10～30。的偏转作用，对于较小的转弯可通过接头借转而不用制作弯头。而其他管材，弯头、三通等配件除规定规格的标准件外，非标准件难以制作。
6.玻璃钢管耐磨性和韧性高：经试验，在相同条件下经过250，000次负荷循环，钢管磨损约为8.4mm，石棉水泥管磨损约5.5mm，混凝土管磨损约2.6mm（内表面结构与PCCP相同），陶土管磨损约2.2mm，高密度聚乙烯管磨损约0.9mm，而玻璃钢管磨损仅为0.3mm。玻璃钢管表面磨损极小，在大负荷作用的情况下，仅为0.3mm，如果在正常压力情况下，介质对玻璃钢管道内衬的磨损可忽略不计，管道的内衬层是符合国家卫生要求的食品级树脂和短切玻璃纤维原丝毡构成，而内表面的纯树脂层有效地屏蔽了纤维裸露情况的发生。
现如今我国绝大多数玻璃钢生产企业，生产工艺采用定长往复式缠绕工艺制作，这种工艺是由玻璃纤维浸树脂在定长模具上往复式缠绕，以一定的斜角径向连续缠绕，可生产任意长的管段，它的承水压能力一般在2.5MPa以下，对于有高刚度要求的管材可以加石英砂，但承受内压较高的管材一般不加砂。由拉伸强度较高的玻璃纤维起着骨架作用，而耐压耐磨性较强的合成树脂作为基本材料粘接纤维，使其起共同承受压力作用。纤维缠绕管材管壁结构从内到外依次为：内衬层、内部缠绕层、树脂砂浆层、外部缠绕层、外部保护层。内衬层起防腐、防渗作用，缠绕层与树脂砂浆层担负管道的强度和刚度作用，外保护层起抗老化、防腐蚀、抗日晒的作用，是复合材料可设计性的最优体现。
此种工艺特点是生产设备造价低，工艺简单可普遍推广。但由于制作工序较多，操作麻烦，制品质量不稳定，长度固定使其成产效率也受到了一定的限制，无法满足工期紧供货量大项目的供应需求，逐渐在竞争激烈的管道市场中显露疲态。
为迎合现今竞争激烈的市场，一种新的玻璃钢管道生产工艺悄然兴起-连续缠绕式生产。连续缠绕式玻璃钢管道生产技术在我国是一个新兴的玻璃钢管道生产工艺，国际上在意大利、英国、挪威等国技术已趋于成熟。其技术核心是采用一个凸转盘来推动钢带连续运转形成管材缠绕内芯模具，钢带的前后循环运转，在移动的内芯模具上连续地完成玻璃纤维缠绕、复合、夹砂、固化等工艺过程。由于是连续生产，所以具有工艺控制比较便利，工作环境好，制品质量稳定，生产效率高等优点，在大型输水管道项目中优势尤为明显。在我国玻璃钢制造企业遍地开花，行业内竞争尤为激烈，谁能率先领跑于其他竞争对手在生产工艺上完成突破至关重要，连续缠绕玻璃钢管道工艺不仅可以提高产能，还节约了生产成本，使企业具有核心竞争力，在今后的发展趋势中，连续缠绕玻璃钢管道必将引发一场新的玻璃钢行业变革。
