玻璃鋼管較顯著的特點(diǎn)是其可設(shè)計(jì)性,復(fù)合材料的物理、化學(xué)性能均可通過組分材料的選擇和匹配以及界面控制等材料設(shè)計(jì)手段來達(dá)到,以滿足設(shè)備的使用要求。因此原材料的選擇就顯得至關(guān)重要,合理地對(duì)材料進(jìn)行選擇、組合又稱為材料設(shè)計(jì)。玻璃鋼的原材料包括:樹脂體系、增強(qiáng)材料、輔材。選用原材料時(shí)應(yīng)考慮腐蝕介質(zhì)的組成及濃度、使用壓力、使用溫度等工藝條件,以及外界環(huán)境因素和現(xiàn)場(chǎng)施工條件等諸因素。同時(shí)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定。驗(yàn)收時(shí)應(yīng)具有質(zhì)量合格證或相應(yīng)的檢驗(yàn)指標(biāo)資料,必要時(shí)應(yīng)予復(fù)驗(yàn)或抽驗(yàn)。
材料設(shè)計(jì)原則
(1)工藝性 所選材料體系應(yīng)適合擬采用的工藝成型方法;
(2)可靠性 對(duì)所選材料體系有把握,盡可能選用已定型的、成批量生產(chǎn)的、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品;
(3)適用性 材料的機(jī)械性能滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度要求,材料的耐環(huán)境性能要保證結(jié)構(gòu)在使用環(huán)境下能正常工作;
(4)經(jīng)濟(jì)性 在滿足結(jié)構(gòu)使用性能要求的前提下,盡可能地降低成本。
基體樹脂的選擇
樹脂是玻璃鋼管的基體材料,其作用是傳遞載荷,并使載荷平衡,基體材料的性能,如耐腐蝕、耐熱性等,直接決定玻璃鋼的性能。常用的樹脂包括:不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂三大類,其中以不飽和聚酯樹脂使用較為廣泛。由于FRP制品的耐化性、耐溫性、抗老化性主要取決于樹脂基體,所以樹脂體系在選擇時(shí)應(yīng)特別注意;w樹脂的選擇可分為內(nèi)襯層樹脂的選擇以及結(jié)構(gòu)層樹脂的選擇兩大類。
1. 內(nèi)襯樹脂的選擇
總體上說,內(nèi)襯樹脂的選擇主要取決于玻璃鋼儲(chǔ)罐容器的壓力等級(jí)、介質(zhì)腐蝕情況、介質(zhì)的使用溫度這幾方面的因素。
首先,內(nèi)襯樹脂直接與介質(zhì)接觸,容器的設(shè)計(jì)壽命長短很大程度上取決于內(nèi)襯樹脂的耐腐蝕性。
其次,容器的壓力等級(jí)越高,要求內(nèi)襯樹脂的斷裂延伸率越高。
內(nèi)襯層樹脂含量高,一般在70%以上,其內(nèi)表面富樹脂層樹脂含量高達(dá)95%左右。通過對(duì)內(nèi)襯所用樹脂的選擇,可使玻璃鋼管在輸送液體時(shí)具有不同的耐腐蝕性能,從而滿足不同的工作需要;對(duì)需外防腐的場(chǎng)合,只需對(duì)外保護(hù)層樹脂進(jìn)行認(rèn)真選擇,便也可達(dá)到不同外防腐的使用目的。
根據(jù)不同的腐蝕環(huán)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(huán)氧樹脂及呋喃樹脂等,根據(jù)具體情況分別選用:對(duì)酸性環(huán)境,選用雙酚A樹脂、呋喃樹脂等;對(duì)堿性環(huán)境,選用乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂或呋喃樹脂等;對(duì)溶劑型使用環(huán)境,選用呋喃等樹脂;當(dāng)酸、鹽、溶劑等腐蝕不是十分嚴(yán)重時(shí),則可選用價(jià)格較為低廉的間苯型不飽和樹脂。通過對(duì)內(nèi)襯層不同樹脂的選擇,便可使玻璃鋼管廣泛用于酸、堿、鹽、溶劑等工作環(huán)境中,表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性能。
2.結(jié)構(gòu)層樹脂的選擇
結(jié)構(gòu)層樹脂的選擇主要考慮其機(jī)械性能、耐溫性能,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)層樹脂主要承擔(dān)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的功能,不與介質(zhì)直接接觸,但介質(zhì)溫度的影響必須考慮。所以主要考慮其機(jī)械性能、耐溫性能。
結(jié)構(gòu)層樹脂的選擇可參考各樹脂廠家提供的數(shù)據(jù)。