連續纏繞玻璃鋼管道生產(chǎn)工藝與技術(shù)
連續纏繞玻璃鋼管材技術(shù)在我國是一個(gè)新興的玻璃鋼管道生產(chǎn)工藝，這種技術(shù)設備在國際上也只有意大利、挪威、英國等幾個(gè)發(fā)達國家能夠制造。我國目前有兩條從歐洲引進(jìn)的連續纏繞設備,一條是河南安陽(yáng)某公司在十年前引進(jìn)的,另一條是上海某公司在2009年引進(jìn)的,這兩條設備的引進(jìn)價(jià)格都在人民幣四千萬(wàn)元以上。
所謂的連續纏繞玻璃鋼管就是由鋼帶的連續前后循環(huán)運轉，在向前移動(dòng)的內芯模上連續完成纖維纏繞、復合、加砂、固化等工藝過(guò)程。由于生產(chǎn)的連續性，使設備具有工藝控制便利、勞動(dòng)強度低、污染小、工作環(huán)境好、生產(chǎn)效率高，管材質(zhì)量穩定等優(yōu)勢。連續纏繞玻璃鋼管材的國家專(zhuān)利技術(shù)，打破了我國以往只有定長(cháng)斷續法生產(chǎn)玻璃鋼管的歷史，開(kāi)創(chuàng )了我國運用和趕超國際最先進(jìn)的玻璃鋼管生產(chǎn)技術(shù)的先河。我公司的連續纏繞玻璃鋼管技術(shù)具備獨有的技術(shù)工藝和獨特的成型專(zhuān)利技術(shù),生產(chǎn)線(xiàn)通過(guò)了專(zhuān)家鑒定?，F在設備已經(jīng)批量生產(chǎn)，在國內外都有銷(xiāo)售，市場(chǎng)前景非常樂(lè )觀(guān)。下面就從以下幾個(gè)方面詳細闡述一下我公司的連續纏繞玻璃鋼管道的生產(chǎn)工藝、技術(shù)的最新進(jìn)展：
一、連續纏繞玻璃鋼管成型技術(shù)的研制過(guò)程
公司的前身是一家從事塑料制品的機械設備制造的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家，公司擁有工藝研發(fā)、機械設計、自動(dòng)化程控、高分子材料分析等多種學(xué)科的技術(shù)研發(fā)中心，有著(zhù)多年的機械加工制造經(jīng)驗和豐富的管道生產(chǎn)、施工經(jīng)驗。公司曾經(jīng)開(kāi)發(fā)了多個(gè)在國內十分具有影響利的產(chǎn)品：有PVC塑料芯層發(fā)泡管技術(shù)、鋁塑復合管技術(shù)、大口徑中空壁纏繞管技術(shù)、PPR管技術(shù)、供水/燃氣管技術(shù)等管道項目。值得一提的是大口徑中空壁纏繞管技術(shù)，可生產(chǎn)直徑200-3000mm的管道,其技術(shù)是采用方管連續纏繞成型的原理完成的，這種成型技術(shù)在國內首家成功推出后很快被國家建設部列為重點(diǎn)推廣項目，在國內廣泛地推廣普及。大口徑塑料管道的成功研制打破了我國在排水、輸水管網(wǎng)一直延續使用的混凝土管的歷史，加快了以塑代鋼、以塑取代混凝土管的步伐。在大口徑的環(huán)保管道推出的背景之下，玻璃鋼管道技術(shù)在排水、輸水管網(wǎng)的應用在國內迅猛崛起，發(fā)展勢態(tài)很可觀(guān)。因為玻璃鋼管道具有鋼管的剛性與塑料管的韌性、柔性于一身，因此強有力地沖擊和搶占塑料管的市場(chǎng)氛圍。根據這嚴峻的市場(chǎng)現實(shí)，我公司立即把玻璃鋼管項目作為公司發(fā)展科研項目進(jìn)行立項研究，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調研和進(jìn)一步的論證，證實(shí)了玻璃鋼管道的市場(chǎng)應用潛力非常大，市場(chǎng)前景十分樂(lè )觀(guān)。同時(shí)也發(fā)現國內絕大多數玻璃鋼管生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)都是用比較傳統的內芯單根斷續成型法生產(chǎn)玻璃鋼管的，這種生產(chǎn)工藝設備比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工序較多，操作麻煩，勞動(dòng)強度高，工作環(huán)境惡劣，由于自動(dòng)化程度不高使制品的質(zhì)量不穩定，制品的長(cháng)度不易調整，生產(chǎn)效率也受到一定的限制等。通過(guò)深層次的對定長(cháng)玻璃鋼管生產(chǎn)技術(shù)的分析研究，我們發(fā)現玻璃鋼管的纏繞成型原理與我公司的大口徑中空壁塑料纏繞管的成型原理在某種程度上有著(zhù)極其相似之處，都是復合纏繞成型。玻璃鋼管是定長(cháng)斷續纏繞復合成型的，大口徑中空壁管是連續復合纏繞成型的，當時(shí)我們就設想如果把大口徑中空壁塑料纏繞管的連續復合成型技術(shù)應用到玻璃鋼管的復合成型技術(shù)中，將是一個(gè)大的飛躍。為此我們成立了科研小組，制定方案——立項——研發(fā)——設計。這期間公司組織了專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員到歐洲的復合材料、玻璃鋼管生產(chǎn)技術(shù)發(fā)達的國家進(jìn)行學(xué)術(shù)調研，借鑒和吸收國外先進(jìn)技術(shù)和成功經(jīng)驗，經(jīng)過(guò)近三年反反復復地設計、總結、試驗，到2007年底全套的連續纏繞玻璃鋼管的設計工作完成，同期進(jìn)入了機械設備的制造階段，2008年中期設備制造安裝就緒，著(zhù)手進(jìn)行單機試運行和整改階段，同年年底整條生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行了全線(xiàn)試運行，各項運行參數和技術(shù)指標都達到了設計要求，取得了非常滿(mǎn)意的效果，這標志著(zhù)我國連續纏繞玻璃鋼管道新技術(shù)由此誕生，并同步完成市場(chǎng)銷(xiāo)售。2009年3月15日這套連續纏繞玻璃鋼管設備通過(guò)了國家科學(xué)技術(shù)成果鑒定，專(zhuān)家一致認為該項技術(shù)達到了國際先進(jìn)水平。2009年11月25日國家專(zhuān)利局授權我公司：鋼帶螺旋成型玻璃鋼夾砂管材的制造方法及設備的發(fā)明專(zhuān)利。
二、國際上連續纏繞玻璃鋼管工藝技術(shù)回顧
國際上連續纏繞玻璃鋼管生產(chǎn)設備主要是意大利的VEM公司、英國的TECHOBEN公司、挪威的FLOWITE等公司能制造。其技術(shù)核心是采用一個(gè)凸輪盤(pán)來(lái)推動(dòng)鋼帶連續運轉形成管材纏繞內芯模，鋼帶的前后循環(huán)運轉，在移動(dòng)的內芯模上連續地完成玻纖纏繞、復合、加砂、固化等工藝過(guò)程。由于是連續生產(chǎn)，所以設備具有工藝控制比較便利、工作環(huán)境好、制品質(zhì)量穩定等優(yōu)點(diǎn)。但是由于成型驅動(dòng)是凸輪盤(pán)的轉動(dòng)來(lái)推動(dòng)鋼帶的水平前移，有時(shí)會(huì )造成鋼帶的重疊。目前歐洲公司以上技術(shù)的加砂方式均為干法加砂，由于干法加砂的工藝要求，加砂量有一定的極限值，為此生產(chǎn)管材的成本難以降低。再有設備的價(jià)格非常昂貴，售價(jià)都在肆仟萬(wàn)元人民幣以上。
與我國毗鄰的日本的連續纏繞玻璃鋼管設備工藝，是從歐洲引進(jìn)的全套設備，并在此技術(shù)基礎上進(jìn)行了技術(shù)改造，成功地運用了濕法加砂新技術(shù)，生產(chǎn)成本得以很大程度的降低。
三、連續纏繞玻璃鋼管設備的現狀
一）生產(chǎn)線(xiàn)基本設備構成如下：
1.0 纏繞主機
2.0 供料系統
3.0 固化系統
4.0 支撐系統
5.0 防扭系統
6.0 切割系統
7.0 卸管臺
8.0 電氣控制系統
9.0 套筒接頭生產(chǎn)設備
11.0水壓試驗設備
10.0接頭安裝設備
12.0環(huán)剛度、拉伸檢測設備
13.0試驗室設備
二）設備生產(chǎn)工藝如下圖所示
設備生產(chǎn)工藝
三）新型（濕法）連續纏繞玻璃鋼管制品結構圖
新型（濕法）連續纏繞玻璃鋼管制品結構圖
四）生產(chǎn)線(xiàn)主要技術(shù)指標：
管徑范圍：φ400-1200/2600/3000/4000mm;
管材壓力等級：0.1-2.5MPa
生產(chǎn)速度：5-30M/h;
裝機容量：146/180kw;
生產(chǎn)線(xiàn)負荷運轉噪音：<80dB
連續纏繞玻璃鋼管設備，其技術(shù)核心是采用固定在前后圓盤(pán)上的若干個(gè)特殊結構纏繞輥來(lái)連續驅動(dòng)鋼帶形成纏繞內芯模，纏繞輥的輸出動(dòng)力變頻可調，輸出的動(dòng)力范圍大，為鋼帶快速的前后循環(huán)運轉提供了強大的動(dòng)力保障。在鋼帶形成的纏繞內芯模上連續的完成玻纖纏繞、復合、加砂、固化等工藝過(guò)程，同時(shí)在線(xiàn)完成制品的倒角、打磨、切割等工序。制品再經(jīng)過(guò)管道輸送裝置，在玻璃鋼管水壓試驗機上進(jìn)行管道逐根水壓測試;在玻璃鋼管接頭安裝設備上進(jìn)行管道單向套筒接頭的安裝。朗通公司的連續纏繞玻璃鋼管生產(chǎn)線(xiàn)還包含生產(chǎn)玻璃鋼管的套筒接頭設備及相關(guān)的測試設備。
連續纏繞玻璃鋼管材設備研制成功后，在國內和國外一些大型的復合材料展會(huì )上得到充分的展示和推廣，得到了國內外同行的認可和稱(chēng)贊。
閔氏塑料設備集團公司在完成連續纏繞玻璃鋼管材技術(shù)之后，又在此技術(shù)基礎上，潛心鉆研、技術(shù)升級，近期又成功地推出了新型（濕法）連續纏繞玻璃鋼管材新技術(shù)，該項新技術(shù)充分利用了濕法加砂技術(shù)元素，把連續濕法加砂技術(shù)與連續纏繞玻璃鋼管技術(shù)有機結合，在確保制品的性能指標不降低的基礎上，最大程度的降低生產(chǎn)成本，可降低成本30-40%。目前這項新技術(shù)已投入到生產(chǎn)運行中。
四、已交付的設備運轉情況
連續纏繞玻璃鋼管設備總體運行情況正常，山東淄博宇亞利管業(yè)公司、陜西九通管業(yè)公司的設備都已經(jīng)投入使用，先后在河北邯鄲和內蒙包頭等地接到并完成數十公里的管網(wǎng)工程。出口伊朗SEPE公司的兩條生產(chǎn)線(xiàn)正在調試中。另外還有新疆、北京、內蒙、廣西、印度、伊朗、沙特、俄羅斯等地的用戶(hù)正在商談中。我們下一步的研發(fā)目標是管徑范圍75—300mm的小口徑玻璃鋼管道的連續纏繞生產(chǎn)線(xiàn)設備。
總之，在玻璃鋼管道行業(yè)還是一個(gè)新的成員，有許多新的專(zhuān)業(yè)技術(shù)還需要向各位專(zhuān)家、同行請教。我們衷心希望與各位專(zhuān)家、各位同行成為朋友，讓我們攜起手來(lái)，共同努力，力爭把我國玻璃鋼管道生產(chǎn)技術(shù)的民族工業(yè)推向更高的境地！
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