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玻璃钢容器质量的几个问题

  1.纤维缠绕成型工艺中的增股减层问题
  纤维缠绕成型工艺中,适当增加纤维股数,减少缠绕层数,是提高容器生产效率的措施之一。但是在应用时要全面考虑,不可一味追求生产效率。纤维股数增多后,在缠绕线型的交叉点和极孔切点处“架空”现象将随之加剧。使得在架空部位的纤维与内衬之间形成孔隙。容器充压时,铝内衬承受不了压力的作用将被挤入架空部位,严重影响玻璃钢容器的疲劳性能。纤维股数增多后,纵向缠绕层数相应减少,包络圆直径的数目也将减少,使得纤维在头部不能均衡分布,造成头部强度下降。因此增股减层的措施应该慎重采用。应用不当会造成制品质量下降。
  2.逐层递减的张力制度
  纤维缠绕制品获得高强度的重要前提是使每束纤维受到均匀的张力,即容器受内压时,所有纤维同时受力。假若纤维有送有紧,则充压时不能使所有纤维同时受力,这将影响纤维强度的发挥。张力大小也直接影响制品的胶含量、比重和孔隙率。张力制度不合理还会使纤维发生皱褶、使内衬产生屈服等,将严重影响容器的强度和疲劳性能。
  缠绕张力应该逐层递减。这是因为后缠上的一层纤维由于张力作用会使先缠上的纤维层连同内衬一起发生压缩变形,使内外纤维变松。假若采用不变的张力制度,将会使容器上的纤维呈现内松外紧状态,使内外纤维的初应力有很大差异,容器充压时纤维不能同时均匀受力。严重者可使内层纤维产生皱褶、内衬鼓泡、变形等屈服状态。这样将大大降低容器强度和疲劳性能。来用逐层递减的张力制度后,虽然后缠上的纤维对先缠上的纤维仍有削减作用,但因本身的张力较小,就和先一层被削减后的张力相同,这样就可保证所以缠绕层自内至外都具有相同的变形和初张力。容器充压时,纤维能同时受力,使得容器强度得到提高。使纤维强度能好发展。
  3.分层固化的工艺制度
  分层固化的工艺方法是这样进行的。在内衬上先成型厚度的玻璃钢壳体,使其固化,冷至室温经表面打磨再缠绕次。这样依法类推,直至缠到满足强度设计要求的层数为止。
  厚壁容器的强度低于薄壁容器,这一事实已从理论上得到了证实。随着容器容积的增加,压力的提高,壁厚也随之增加。造成玻璃钢厚壁容器与薄壁容器的强度差异。除力学分析的原因外,从玻璃钢容器制造角度看还有以下几点:
  (1)随着容器厚度增加,内外质量不均匀性增大;
  (2)随着容器壁厚增加、缠绕层数增多,要求纤维的缠绕张力愈来愈小,使整个容器中纤维的初张力偏低,这将影响容器的变形能力和强度。
  为有效地发展厚壁容器中的纤维强度,分层固化是一个有效的技术途径。分层固化的玻璃钢容器,好象把一个厚壁容器变成几个紧紧套在一起的薄壁容器组合体。在内压作用下,他们有同一的变形,承受相同的应力,而又无层与层之间的约束,彼此能自由滑移。这样就充分发挥了薄壁容器在强度方面的优越性。
  由于容器是分几次固化的,所以纤维在玻璃钢容器中的位置能及时得到固定,不致使纤维发生皱褶和松散,使树脂不致在层间流失,从而提高了容器内外质量的均匀性。
  4.真空固化方法
  玻璃钢容器在真空环境中加热固化,可以提高强度10%以上,真空固化是提高容器强度的有效途径之一。玻璃钢容器在制造过程中,尚有部分残存的溶剂和其他低分子物,在常压下不能除去,这些残存的低分子物附着于树脂--玻璃纤维界面上,妨碍树脂与玻璃纤维的牢固粘结,因而影响容器强度。采用真空固化方法可使低分子物挥发得较为,使玻璃钢加致密。因此能提高容器强度。
  真空固化对粘结剂有严格的要求。粘结剂中的固化剂在减压状态下应不易挥发,否则将会使固化剂挥发损失过大,使制品固化不,反而降低强度。采用树脂型固化剂或用“B”阶树脂时,用真空固化方法能得到较理想的结果。