一种大口径复合夹芯轻质结构玻璃钢管及其成型方法

技术领域

本发明涉及大口径玻璃钢管道技术领域，具体涉及一种大口径复合夹芯轻质结构玻璃钢管及其成型方法。

背景技术

大口径玻璃钢管道特别是纯玻璃钢管，越来越广泛地用于石化、核电LNG、海水淡化等工程领域，多为埋地管，故需要管道具有较好的强度和较大的刚度。

目前为了达到这一要求，一般通过增加管道壁厚或管道外壁增设加强筋来实现，单纯增加管道的厚度，则管道重量重、成本高；而管壁设置加强筋，在埋设较深、地质复杂的情况下，容易因加强筋的应力集中，而影响管道的使用寿命，甚至会造成管道局部损坏。

因此，为了解决以上问题，急需发明一种重量轻、刚度大、成本低及生产效率高的复合夹芯玻璃钢管道。

发明内容

本发明的目的在于：为解决为了保证刚度，管道重量过大，成本高的问题，本发明提供了一种大口径复合夹芯轻质结构玻璃钢管及其成型方法。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种大口径复合夹芯轻质结构玻璃钢管，包括玻璃钢内衬层、玻璃钢内结构层、玻璃钢夹芯层以及玻璃钢外结构层，所述玻璃钢内衬层、玻璃钢内结构层、玻璃钢夹芯层以及玻璃钢外结构层由内向外依次设置；

所述玻璃钢夹芯层包括夹芯内包覆层、夹芯层以及夹芯外包覆层，所述夹芯内包覆层分别与所述玻璃钢内结构层外壁及所述夹芯层内壁贴合，所述夹芯外包覆层分别与所述夹芯层外壁及玻璃钢外结构层内壁贴合。

进一步地，所述夹芯层为蜂窝、网格、三维立体、微粒粘合织物及其组合的结构。

进一步地，所述夹芯内包覆层及夹芯外包覆层为玻璃纤维短切毡、喷射纱、复合毡。

进一步地，所述玻璃钢夹芯层两端采用封板封堵，封板可采用人工或机械制作。

进一步地，所述玻璃钢夹芯层至少设置有两层，夹芯层是和树脂基体能够紧密结合的材料，和管道的内外结构层能够形成整体性结构。

进一步地，所述玻璃钢内结构层和玻璃钢外结构层采用立体式网化缠绕成型方法制成。

一种大口径复合夹芯轻质结构玻璃钢管成型方法，包括以下步骤：

S1、采用体式网化缠绕成型方法制成玻璃钢内结构层和玻璃钢外结构层；

S2、玻璃钢内结构层表面固化并打磨成毛面，玻璃钢外结构层内表面固化并打磨成毛面；

S3、制作玻璃钢夹芯层：

(1)首先制作夹芯内包覆层，夹芯内包覆层采用手工或机械铺覆，厚度大于1-5mm，并注意控制其含胶量不小于50％；

(2)放置夹芯层，由于夹芯层材料厚度较大且为三维立体结构，为了更好的保证其与内、外包覆层的贴合和平整，可分块进行铺设，需严格掌握该层的树脂用量，并在浸渍树脂时，使用特别的赶压方式以保证立体结构不被破坏，从而确保实现夹芯层的整体性能，这是复合夹芯玻璃钢管道的关键所在；

(3)在夹芯层固化后，检查其表面及中间立体结构是否满足要求，如有缺陷需进行维护；

(4)检查合格后，在表面铺覆夹芯外包覆层，制作方法同夹芯内包覆层，制成玻璃钢夹芯层；

S4、将制作好的玻璃钢夹芯层利用树脂粘接在玻璃钢内结构层和玻璃钢外结构层之间；

S5、最后利用人工或机器制作封板，封板制作完成后，封堵在玻璃钢夹芯层两端，完成大口径复合夹芯轻质结构玻璃钢管制作。

进一步地，所述S5中玻璃钢夹芯层通过缠绕直接粘接固定在玻璃钢内结构层和玻璃钢外结构层之中，完成大口径复合夹芯轻质结构玻璃钢管制作。

进一步地，所述树脂采用无苯乙烯挥发物的树脂。

本发明的有益效果如下：

1、本发明，结构层中包含夹芯层，可以根据管道性能及使用要求分别选用不同厚度或结构的产品，以提高和改善管道的整体性能。夹芯层的使用可较大的减少管道的整体重量，从而更便于吊装、运输及安装，降低成本。

2、本发明，由于管道整个结构层分次制作，便可根据需要选用不同类型的材料如树脂类型，基于目前环保的高度要求，采用无苯乙烯挥发物的树脂，以有效改善车间环境及保障操作工人的身心健康。

附图说明

图1是本发明玻璃管立体示意图；

图2是本发明玻璃管剖视示意图；

图3是本发明图2中A部分放大示意图；

图4是本发明玻璃管横截面示意图；

图5是本发明玻璃钢夹芯层示意图；

图6是本发明立体式网化缠绕成型方法示意图；

图7是本发明第二实施例示意图。

附图标记：1、玻璃钢内衬层；2、玻璃钢内结构层；3、玻璃钢夹芯层；31、夹芯内包覆层；32、夹芯层；33、夹芯外包覆层；4、玻璃钢外结构层；5、封板；a、缠绕纱；b、短切纤维；c、喷射枪。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-图7所示，一种大口径复合夹芯轻质结构玻璃钢管，包括玻璃钢内衬层1、玻璃钢内结构层2、玻璃钢夹芯层3以及玻璃钢外结构层4，玻璃钢内衬层1、玻璃钢内结构层2、玻璃钢夹芯层3以及玻璃钢外结构层4由内向外依次设置；

玻璃钢夹芯层3包括夹芯内包覆层31、夹芯层32以及夹芯外包覆层33，夹芯内包覆层31分别与玻璃钢内结构层2外壁及夹芯层32内壁贴合，夹芯外包覆层33分别与夹芯层32外壁及玻璃钢外结构层4内壁贴合。

如图4所示，在一些实施例中，夹芯层32为蜂窝、网格、三维立体、微粒粘合织物及其组合的结构，提高夹芯层32的结构强度。

如图4所示，在一些实施例中，夹芯内包覆层31及夹芯外包覆层33为玻璃纤维短切毡、喷射纱、复合毡，提高产品的韧性和抗拉强度，进一步提高管道的结构强度。

如图2所示，在一些实施例中，玻璃钢夹芯层3两端采用封板5封堵，封板5可采用人工或机械制作，提高玻璃钢夹芯层3的连接稳定性。

如图2所示，在一些实施例中，玻璃钢夹芯层3至少设置有两层，夹芯层是和树脂基体能够紧密结合的材料，和管道的内外结构层能够形成整体性结构，根据不同管道的厚度，夹芯层可以是一层或几层。

如图6所示，在一些实施例中，玻璃钢内结构层2和玻璃钢外结构层4采用立体式网化缠绕成型方法制成。

立体式网化缠绕成型方法为中国专利(申请号为：CN201811114139.3)中，公开了一种玻璃钢管道立体式网化缠绕成型方法及其玻璃钢管道中介绍的成型方法，具体步骤如下：

1、在芯模上制作好管道内衬层后，制作管道结构层，即浸渍树脂后的缠绕纱a往复在芯模上缠绕；

2、缠绕同时，通过喷射枪c中的快速旋转的切刀将玻璃纤维长丝切割为短切纤维b；

3、通过喷射枪c将加入配方的树脂喷出，所述配方包括促进剂和固化剂；

4、在喷枪出口，短切纤维b和树脂混合，并快速均匀地喷向正在缠绕的缠绕纱a；

5、喷射宽度稍大于缠绕纱a宽度；

6、喷射和缠绕同步。

用该方法能进一步提高管道的整体性能。

一种大口径复合夹芯轻质结构玻璃钢管成型方法，包括以下步骤：

S1、采用体式网化缠绕成型方法制成玻璃钢内结构层2和玻璃钢外结构层4；

S2、玻璃钢内结构层2表面固化并打磨成毛面，玻璃钢外结构层4内表面固化并打磨成毛面；S3、制作玻璃钢夹芯层3：

(1)首先制作夹芯内包覆层31，夹芯内包覆层31采用手工或机械铺覆，厚度大于1-5mm，并注意控制其含胶量不小于50％；

(2)放置夹芯层32，由于夹芯层32材料厚度较大且为三维立体结构，为了更好的保证其与内、外包覆层的贴合和平整，可分块进行铺设，需严格掌握该层的树脂用量，并在浸渍树脂时，使用特别的赶压方式以保证立体结构不被破坏，从而确保实现夹芯层的整体性能，这是复合夹芯玻璃钢管道的关键所在；

(3)在夹芯层32固化后，检查其表面及中间立体结构是否满足要求，如有缺陷需进行维护；

(4)检查合格后，在表面铺覆夹芯外包覆层33，制作方法同夹芯内包覆层31，制成玻璃钢夹芯层3；

S4、将制作好的玻璃钢夹芯层3利用树脂粘接在玻璃钢内结构层2和玻璃钢外结构层4之间；

S5、最后利用人工或机器制作封板5，封板5制作完成后，封堵在玻璃钢夹芯层3两端，完成大口径复合夹芯轻质结构玻璃钢管制作。

在一些实施例中，树脂采用无苯乙烯挥发物的树脂，复合目前环保的高度要求，能有效改善车间环境及保障操作工人的身心健康。

实施例二，相对实施例一，本实施例提供第二中成型方法；

一种大口径复合夹芯轻质结构玻璃钢管成型方法，包括以下步骤：

S1、采用体式网化缠绕成型方法制成玻璃钢内结构层2和玻璃钢外结构层4；

S2、玻璃钢内结构层2表面固化并打磨成毛面，玻璃钢外结构层4内表面固化并打磨成毛面；S3、制作玻璃钢夹芯层3：

(1)首先制作夹芯内包覆层31，夹芯内包覆层31采用手工或机械铺覆，厚度大于1-5mm，并注意控制其含胶量不小于50％；

(2)放置夹芯层32，由于夹芯层32材料厚度较大且为三维立体结构，为了更好的保证其与内、外包覆层的贴合和平整，可分块进行铺设，需严格掌握该层的树脂用量，并在浸渍树脂时，使用特别的赶压方式以保证立体结构不被破坏，从而确保实现夹芯层的整体性能，这是复合夹芯玻璃钢管道的关键所在；

(3)在夹芯层32固化后，检查其表面及中间立体结构是否满足要求，如有缺陷需进行维护；

(4)检查合格后，在表面铺覆夹芯外包覆层33，制作方法同夹芯内包覆层31，制成玻璃钢夹芯层3；

S4、将制作好的玻璃钢夹芯层3利用树脂粘接在玻璃钢内结构层2和玻璃钢外结构层4之间；

S5、玻璃钢夹芯层3通过缠绕直接粘接固定在玻璃钢内结构层2和玻璃钢外结构层4之中，完成大口径复合夹芯轻质结构玻璃钢管制作。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。