篇一：复合材料玻璃钢管道毕业论文
目录
1 绪论??????????????????????????????1
1.1 复合管道的原材料???????????????????????2
1.1.1 内衬层材料?????????????????????????2
1.1.2 基体材料??????????????????????????3
1.1.3 增强材料???????????????????????????6
1.1.4 辅助材料??????????????????????????7
1.2 玻璃钢复合管道的应用与展望??????????????????7
1.3 管道气力输送物料技术的研究进展及趋势?????????????7 2 颗粒物料输送复合管道的结构设计?????????????????9
2.1 本课题要研究或解决的问题???????????????????9
2.2 复合材料复合管道的设计????????????????????9
2.2.1 设计参数??????????????????????????9
2.2.2 结构形式及材料的选择????????????????????9
2.2.3 管道壁厚计算????????????????????????10
2.2.4 管道的校核?????????????????????????14 3 复合管道成型工艺???????????????????????19
3.1 界面处理???????????????????????????20
3.2 纤维缠绕制管工艺???????????????????????20
3.2.1 缠绕规律的内容和分类????????????????????21
3.2.2 缠绕成型工艺参数??????????????????????22
3.2.3 缠绕成型工艺设计??????????????????????24
3.3 管道铺层设计?????????????????????????27
3.4 外表面层制备?????????????????????????28
3.5 机械控制缠绕机的选择?????????????????????28 4 安装、连接工艺?????????????????????????29
4.1 管道的连接??????????????????????????29
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4.2 管道的安装??????????????????????????31 5 零件设计????????????????????????????32
5.1 弯管成型工艺?????????????????????????32
5.1.1 铺层糊制??????????????????????????33
5.2 铺层设计???????????????????????????33 6 玻璃钢复合管道性能试验及检验方法??????????????? 35
6.1 复合管外观质量检测??????????????????????35
6.2 轴向拉伸试验?????????????????????????36
6.3 轴向压缩试验?????????????????????????36
6.4 平行板外载试验????????????????????????36
6.5 松弛校核???????????????????????????36
6.6 水压压力试验?????????????????????????37 7 表面涂装技术??????????????????????????38
7.1 玻璃钢管道的表面处理?????????????????????38
7.2 涂料的选择??????????????????????????38
7.3 涂装技术???????????????????????????39
7.4 涂层的抛光??????????????????????????39 8 结论??????????????????????????????40 参考文献?????????????????????????????41 致 谢???????????????????????????????43
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1 绪论
在电力、矿山、煤炭等行业中，物料的输送都是采用远距离管道输送，管道承受着相当大的压力，并经受很严重的磨损。输送管道一般由直管和不同角度的弯管组成，当夹带固体粉料的高速粉粒物料流过管道时，固体颗粒对管道产生严重的磨损，特别是流过弯管时，在离心力的作用下，对弯管外侧内壁的磨损速度远大于直管部位，所以管道磨损是物料管道输送过程中存在的严重问题之一，每年因磨损损耗的费用就高达几十亿元[1]。
火电厂中输煤、输渣、输灰管路需要大量耐磨管材，其中输灰管道尽管其工作温度不高，但磨损却很严重。这些管路事故较多，应急抢修不断，影响了安全运行，增加了维修费用，且常常造成环境污染。灰渣管道首先要解决管材问题，不但要求管材质量好、耐磨，而且价格要便宜，维修方便[2]。
鉴于这些情况，近年来，设计人员在设计管材选型中采用复合管道克服了传统设计中存在的许多问题。
复合管道内衬材料有铝、不锈钢、橡胶、塑料等。铝内衬气密性高，变形小，但焊接技术要求高，制造复杂，不耐腐蚀；不锈钢内衬耐腐蚀，但密度大，两种金属内衬制造都比较复杂；塑料、橡胶气密性好，耐化学腐蚀，制造工艺简单，成本低，弹性好。橡胶内衬属弹性材料，无刚度，不能满足成型过程中的芯模承载作用，必须加支承结构；塑料有一定的强度和刚度，可起到内衬和芯模作用。
FRP/塑料复合管道是利用复合材料、防护结构性能可设计性，采用纤维缠绕或卷制工艺将纤维增强塑料(FRP)缠绕于热塑性塑料内衬管外部而制成的一种新型复合结构压力管道[3]。它既能有效发挥塑料内衬管的耐腐蚀、耐磨损、密封性好等性能，又具有玻璃钢的密度低、强度高、耐腐蚀、耐低温、抗疲劳、抗振动、抗老化，使用寿命可达50年以上的各种性能，这二者优势互补，扬长避短，能充分发挥复合材料性能具有可设计性的优势，可使复合材料管道兼具抗电性、阻燃、耐腐蚀、耐磨损、不结垢、节能降耗、 公称压力高达30 MPa以上、经济合理、安全可靠等特点，适用于流体、介质输送、尾砂、颗粒物料输送等多种用途，应用前景极其广阔。
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1.1 复合管道的原材料
材料工业是一切工业的基础，新型材料工业又是发展现代科学技术所必不可少的。随着现代科技的发展，单一的材料性能已无法满足生产和社会发展的需要。利用复合技术将不同特性的物质结合在一起，制成具有优异综合性能的复合材料应运而生。
材料设计的原则如下：工艺性所选材料体系应适合拟采用的工艺成型方法；可靠性对所选材料体系有把握，尽可能选用已定型的、成批量生产的、质量稳定的产品；适用性材料的机械性能满足结构的强度和刚度要求，材料的耐环境性能要保证结构在使用环境下能正常工作；经济性在满足结构使用性能要求的前提下，尽可能地降低成本。
FRP/塑料复合管道的原材料包括：塑料、基体材料(树脂体系)、增强材料(玻璃纤维)、辅助材料(引发剂、促进剂等)。
1.1.1 内衬层材料
复合管道塑料内衬层常用的塑料有高密度聚乙烯(UHMW-PE)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、硬聚氯乙烯(PVC)、尼龙(PA)等。
(1) 聚丙烯(PP)
PP是比较完美的一种中高档的耐腐蚀材料，它具有质轻、气密性好、无毒、无污染等特点，工作温度-45～100℃，耐腐蚀性好，除盐酸、氯磺酸等几种强氧化性酸外，几乎能耐大多数酸碱盐类的腐蚀，特别是盐水、盐酸和浓碱。PP的缺陷是强度低、刚性差，以无机物填充改性，用作泵阀贮罐是完全可取的，但如用作管路，因其本身质轻不胜负荷而下垂变形，填充过量会脆裂不安全[4]。
(2) 硬聚氯乙烯(PVC)
PVC具有阻燃(阻燃值为40以上)、耐化学药品性高(耐浓盐酸、浓度为90%的硫酸、浓度为60%的硝酸和浓度20%的氢氧化钠)、机械强度及电绝缘性良好的优点。但其耐热性较差，软化点为80℃，于130℃开始分解变色，并析出HCl。具有稳定的物理化学性质，不溶于水、酒精、汽油，气体、水汽渗漏性低；在常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50～60%的硝酸和20%以下的烧碱溶液，具有一定的抗化学腐蚀性；对盐类相当稳定，但能够溶解于醚、酮、氯化脂肪烃和芳香烃等有机溶剂。此外，PVC的光、热稳定性较差，在100℃以上或经长时间阳光暴晒，就会分解产生氯化氢，并进一步自
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动催化分解、变色，物理机械性能迅速下降，因此在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性[5]。
(3) 尼龙(PA)
PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。PA的品种繁多，有PA6、PA66、PA11、PAl2、PA46、PA610、PA612、P(本文来自：wwW.xIaocAofanwEn.coM 小草 范文 网:玻璃纤维毕业论文)A1010等，以及近几年开发的半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙等很多新品种。PA6塑料制品可采用金属钠、氢氧化钠等为主催化剂，N-乙酰基己内酰胺为助催化剂，使δ-己内酰胺直接在模型中通过负离子开环聚合而制得。用这种方法便于制造大型塑料制件[6]。
(4) 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)
UHMW-PE是由乙烯在齐格勒-纳塔催化体系作用下，采取低压聚合技术制得的分子量在100万以上的线性高密度聚乙烯，是乳白色粉状物，结构单元为(-CH2-CH2-)n。分子链截面积S为0.193 nm2，大分子间的作用力以色散力为主，它的内聚能密度为259 J/cm3，结构规整，易结晶，晶体强度理论值σc为31 GPa，其结晶模量理论值为316 GPa，晶格中分子链超高分子量聚乙烯内衬特性呈平面锯齿形。分子链中不含极性基团，平均分子量高，分子量分布窄，支链短面少，密度较高，为0.96～0.98 g/cm3，结晶度高[4]。
UHMW-PE具有突出的高模量、高韧性、高耐磨性、优良的自润滑性。UHMW-PE的耐磨性在已知的高聚物中名列第一，比聚四氟乙烯高6倍，耐冲击性能比聚甲醛高14倍，比ABS高4倍，消音性能好，吸水率在0.01%以下，耐化学药品性能、抗粘结性能良好，耐低温性能优良，电绝缘性能好，它熔融时具极高的粘弹性，临界剪切速率极低，需要在很高的压力下才能使其融合。由于它耐热性能较差，一般使用温度在100℃以下。由UHMW-PE为原料(矾>106)加工的UHMW-PE纤维可以作为PE的自增强材料或其它树脂基体的增强材料[7-10]。
1.1.2 基体材料
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篇二：浅谈玻璃纤维针刺毡的特点及用途
浅谈玻璃纤维针刺毡的特点及用途
摘要：玻璃纤维针刺毡结构合理、性能优良，是一种新型高温过滤材料，经过高温以及腐蚀介质的长期考验，能够有效地治理粉尘污染，回收有价值微细颗粒的产品。
关键字：玻璃纤维针刺毡；特点；用途
玻璃纤维是一种性能优良的无机非金属材料(英文原名为：glassfiber或fiberglass)。由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等组成。它本身是由玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺，最后形成各种产品，玻璃纤维单丝的直径从几个微米到二十几个微米不等，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都有数百根甚至上千根单丝组成，通常作为复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料、电路基板等，广泛应用于国民经济各个领域。
玻璃纤维经针刺梳理后的短切玻纤毡，使毡层玻纤之间、毡层玻纤与增强玻纤基布之间纤维利用机械方法达到缠结效果，纤网得以加固最终制成一种毡状非织造布过滤材料，称为玻璃纤维针刺毡滤材。玻璃纤维针刺毡结构合理、性能优良，是一种新型高温过滤材料。玻纤针刺毡滤材目前是玻纤滤料中档次最高、性能最好的滤料，它既具有玻纤织物耐高温、耐腐蚀、尺寸稳定、伸长收缩率极小、强度高的优点，又由于毡层纤维呈单纤维三维微孔结构、细孔孔径小、空隙率高(可达80％)，其过滤是集筛滤、阻挡、惯性特别是扩散等作用，所以其过滤速度相对于其它织物滤料可提高1-2倍。并且玻纤针刺毡滤材对气体过滤阻力小，是一种相对较高速、高效的高温过滤材料。与其它同等耐高温化纤毡相比，其具有价格较低、可耐温度更高等特殊优点。
玻纤短切原丝经过梳理成毡后在用针刺法固定于玻纤基布上，为更好的加强毡层与基布的结合牢度、保护毡层与基布免受磨损和腐蚀，要提高毡层表面的粉层剥离性，还必须经过化学处理，从而制成坚牢、耐用的玻纤针刺毡滤材。然而各种滤料都有一定特点与不足之处，耐曲挠和耐磨性能比较好的天然纤维(如棉、麻、丝、毛纤维)和合成纤维(如尼龙、丙纶、涤纶、Nomex……)，它们的耐温性能较差，在使用这些滤料的同时必须严格控制其使用温度，超温使用滤袋很快会收缩、甚至烧坏，影响其使用寿命。但是玻璃纤维滤料无论是连续玻璃纤维滤布、膨体纱滤布还是针刺毡滤料，圆柱形表面光滑的棒状是它们的特性，因此它们的耐曲挠性能和耐磨性能相对于天然纤维和合成纤维较差，但是硅氧键组成的四面体，其分子结构键能高，因此耐温性好。
玻璃纤维针刺毡滤材除尘效率最高可达99.9％，超过织物滤料。该过滤滤材适于碳黑化工、钢铁、冶金、燃煤锅炉、耐火材料以及水泥等工业，尤其是脉冲清灰及高速反吹的袋滤器中的需求量最大。突破了以往玻纤滤料无法在高速脉冲袋滤器中使用的禁区，高温烟气除尘的袋滤器向小型化发展的问题得以解决，从理论和实践上解决了以往过滤微小颗粒粉尘的技术难题，成为气体，特别是高温
篇三：玻璃纤维钢筋毕业论文中英文资料外文翻译文献
中英文资料外文翻译
玻璃纤维钢筋拉伸特征
基建工程研究中心，密苏里大学罗拉分校，224工程研究实验室，1870年矿工圈。
Rolla，654090710，美国。
数学与统计系，密苏里大学罗拉分校，美国。
收到于2003年8月20日，接受于2004年5月12日。
2004年8月5日可在线使用。
摘要
关于结构师所要求的设计方案和钢筋制造商所需要的质量控制/优化目的要求，对于了解混凝土加固的纤维增强复合材料(FRP)的特征是必要的。关于测试协议及一个重复实验结果的本文报告旨在表明在玻璃钢筋的抗拉强度中产生一个有效统计估计的分布。对四个选定的具有相同的直径的玻璃钢(GFRP)进行了测试。总的来说，对来自同一制造商的32条玻璃钢进行了检测。代替一种聚合树脂，由膨胀胶凝灌浆钢管用于最终限位。进行一项随机完整的块式设计试验目的是获得一项统计分析的数据。使用商用数据分析软件程序来分析这个结果。该项目研究表明本文所提出的测试流程为拉伸特性提供了可靠数据并且证实了高斯分布作为实验可以代表的拉伸强度玻璃钢筋。
1、介绍
复合材料出现了，它是一种有前途替代及并且在混凝土结构中有钢筋引起的不足的材料。
工程师对纤维增强复合材料(FRP)优越的性能很感兴趣，例如高强度与重量的比值、腐蚀和抗疲劳性，三种不同纤维（玻璃纤维，碳纤维和芳纶）为基础的玻璃钢筋系统的特性范围是相对于传统的钢筋。另外还有在新建筑中使用，现场和实验室调查结果显示纤维塑料钢筋的效果。作为一个例子，由近地表安装玻璃钢筋的使用组成的一个强化方法已经成为混凝土及砌体结构的方案。
为了广泛接受，并在建设中实施，研究纤维塑料筋的力学性能的特征是必要的。特别是，它必须界定均值和纤维塑料钢筋混凝土拉伸强度分布，工程师可以使用设计目的和复合材料来检测质量控制和优化目的。各种因素影响玻璃钢的抗拉强度。最重要的因素是纤维类型和纤维体积分数，它定义作为光纤与在单位长度杆体积的比值。钢筋的制造工艺，质量控制和热固性树脂固化速度也会影响抗拉强度。本文对拉伸特征和四个玻璃钢的测试结果建立了测试协议。对每种类型的八个标本进行了测试，以产生有效的统计平均值和拉伸强度分布。完全地，来自相同制造商的32个玻璃钢进行了调查。该玻璃钢用灌有膨胀水泥的钢管锚固。
标本编写了八四组，八组的每一数值代表着每一个栏的类型。这些东西在一个完全随机区组的设计中充当一个'块'，从而调整环境因素中的任何趋势或测试系统跨越时间的条件。每组的玻璃钢都是随机准备的，
并且测试是在相同顺序进行的。通过试验获得的数据是将统计数据用于软件程序分析出来的。
表1 玻璃纤维材料和钢筋的对比
2.材料性能
2.1 玻璃纤维钢筋
本次研究的玻璃纤维钢筋是生产程序中使用的由使用E-玻璃纤维和热塑性树脂拉挤成型的。通过使用热塑性树脂制造的钢筋展现出基本的强度和模量，类似于载有同类型纤维的同等数额的热固性材料。抗拉强度随着由于剪滞效应的钢筋截面尺寸引起的变化而变化，因此，拉伸强度应参照依据钢筋大小。模量受钢筋截面尺寸的影响不是很明显，而是受到所包含纤维等级的影响。以55%的E-玻璃销售量生产的钢筋是由从40到47 GPa的拉伸模量衡量。
采用热塑性树脂生产的钢筋在它们性能成型时是独一无二的。热塑性组合在它离开拉挤产品制造线后才允许产品进行弯曲。此外，热塑性为基础的产品应该是由添加的两种元素融化在一起而焊接成的。这可以通过这些方法实现，例如，
加热，或用超声波或无线电频率技术。热焊接的能力可能实现轻量级钢筋网格的制造，这能减少对项目加强生产安置费用。关于一个热固性为基础的产品的潜在关注是其较低的抗撞击损坏。建筑地点呈现出这样的环境，在那由于处理和安置的实际影响是家常便饭的事。冲击韧性和以热塑性为基础的破坏允许值明显高于热固性材料。
这个研究项目中玻璃纤维钢之间使用类型唯一的区别是涂层。所有钢筋均为＃4玻璃纤维钢（1 /2英寸，直径
12.5毫米），并且有相同的组成材料，形状和
纤维体积分数，由不同的颜色导致的不同的涂料。
图1
图2
所有的四种钢筋类型是由在刚性热塑性聚氨酯矩阵中的无碱玻璃纤维组成的。如前所述，在所有标本间唯一的区别是涂料，这是抵抗碱攻击的关键保护原件。类型1在工程热塑料聚氨酯矩阵中有无碱玻璃纤维；类型2在ETPU中有碳纤维；类型3有一个纯ETPU矩阵；类型4在ETPU中有硅灰石（CaSiO3）。
初步试验表明，超过一个允许的长度，直接拉伸钢筋将会导致涂层从核心分离。这可以通过延长锚固长度或创建一个更合适的联锁机制来避免。锚固系统的选择是基于以前的经验，初级进制试验表明这种方法提供了足够的锚地。锚由膨胀水泥砂浆组成，如2.2节所述，和线程的玻璃钢筋。螺纹的钢筋是8英寸（图2）。线程的深度被选定为0.12英寸（3毫米），以允许与芯材接触。
2.2样品制备
对齐和锚碇具有重大的重要性，因为它们可能导致意外的失败模式。锚固系统的膨胀水泥灌浆与一个装满钢管组成的用于提供给钢筋封闭的压力。在前人研
究的和初步测量的基础上，已经明确知道305毫米的锚对正常的抵制是足够的。提供加2La的40dB的样本总长度是由未发表的公会推荐的，其中db是棒的名义直径和La是锚固长度。按照制造商提供的数据，在72小时之后，经过充分膨胀，水料比用该小于0.34。在这个试验中，经常使用0.29的比率。开发的最大压力也是一个管道直径的函数（图三）。所用的机械和物理性能管道如下：标称管径代号：附表1 80年代，1.9英寸（48.26毫米）外径，0.2英寸（5毫米）公称壁厚，30 ksi（
205兆帕）屈服应力。
图3
塑料瓶盖是用来关闭管道两端的，并保持在管道中心的棒。为此，略大于棒的孔是在瓶盖中心钻。上限分别插入在其中一个管道底部，这个洞是用一块胶带封闭，以防止漏水灌浆。在此之后，棒的端部是滑行通过孔到达胶带上。木模板是用来保持棒和管道的竖直排列。管道在这个位置充满了膨胀水泥浆。管道的另一端是于另一插入棒的钻帽封闭在一起。当它第一次准备好时，膨胀灌浆是液态的，它需要24小时的强化以至于这个样本能打开并且第二个锚能准备好。在拉 伸试验开始之前，移动下塑料瓶盖。
2.3样本组
如图一所示，四种类型玻璃钢棒进行了评估。对于每种类型，八个样本进行了准备和测试。要测试的样本分为8组，其中代表着文康设计的模块，并且每块包含着每个样本模型。各组内的四中钢棒测试是连续进行的，但是是随机顺序。由于在一组中的所有四个棒在一段短时间（1小时）进行测试，假设在一组内的测试条件是类似的。而且，对于每一组，取决于在每组内棒之间的灌浆差异从而消除任何变化，应该准备好单一的水泥灌浆。这个实验过程和文康设计是一样的，并且把这些组充当成块。这封闭逐渐减少的变化，取决于超过这段时间内在测试条件中的改变。
2.4 拉伸试验
这些测试是在相同顺序下进行的，这些样本准备好以至于在准备和测试之间的时间对于所有棒是相同的。一个普通的试验机器用于测试。当应用荷载之前端部没有固定好时样本的上端固定在机器顶部的把手上。一个开槽的钢板放在锚底部和十字头中间的底部。当加载这个样本时，这钢板就充当底部锚（图四）。在
一个恒定的速度下施加荷载，直到样本破坏。
图4
2.5 测试结果和数据分析
所有样本正如预期的突然破坏。图五显示对于每个棒类型代表性样本的故障模式。所有失败开始于分裂（图六），结束于棒的破裂。每栏分成不同的数量和构件尺寸。这也可能与涂层的类型有关。
除了汇总统计，数据分析采用方差分析（ANOVA）技术分析，以确定在类型（表二）之间的显著差异。按表三所提供的确定标准差和平均值。个人测试的结果公布在表四并且绘制在图7。所获得的数据使用SAS进行分析的，它是一种统计数据分析软件程序。
分析表明，在测试情况下，从一个块到另一个是没有明显差异的（图5）。虽然3型号钢筋强度是903 MPa 的平均值（131 ksi），其他类型有较高的强度，从979（142 ksi）至1014 MPa（147 ksi） （表2）。试验结果表明 类型1,2和4同时展示了相似的结果。