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连续缠绕玻璃钢管道生产工艺与技术 |
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作者：青岛朗通机器有限公司 赵炳泉 |
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连续缠绕玻璃钢管材技术在我国是一个新兴的玻璃钢管道生产工艺，这种技术设备在国际上也只有意大利、挪威、英国等几个发达国家能够制造。我国目前有两条从欧洲引进的连续缠绕设备,一条是河南安阳某公司在十年前引进的,另一条是上海某公司在2009年引进的,这两条设备的引进价格都在人民币四千万元以上。
所谓的连续缠绕玻璃钢管就是由钢带的连续前后循环运转，在向前移动的内芯模上连续完成纤维缠绕、复合、加砂、固化等工艺过程。由于生产的连续性，使设备具有工艺控制便利、劳动强度低、污染小、工作环境好、生产效率高，管材质量稳定等优势。青岛朗通机器有限公司的连续缠绕玻璃钢管材的国家专利技术，打破了我国以往只有定长断续法生产玻璃钢管的历史，开创了我国运用和赶超国际最先进的玻璃钢管生产技术的先河。我公司的连续缠绕玻璃钢管技术具备独有的技术工艺和独特的成型专利技术,生产线通过了专家鉴定。现在设备已经批量生产，在国内外都有销售，市场前景非常乐观。下面就从以下几个方面详细阐述一下我公司的连续缠绕玻璃钢管道的生产工艺、技术的最新进展：
一、连续缠绕玻璃钢管成型技术的研制过程
青岛朗通公司的前身是一家从事塑料制品的机械设备制造的专业厂家，公司拥有工艺研发、机械设计、自动化程控、高分子材料分析等多种学科的技术研发中心，有着多年的机械加工制造经验和丰富的管道生产、施工经验。公司曾经开发了多个在国内十分具有影响利的产品：有PVC塑料芯层发泡管技术、铝塑复合管技术、大口径中空壁缠绕管技术、PPR管技术、供水/燃气管技术等管道项目。值得一提的是大口径中空壁缠绕管技术，可生产直径200-3000mm的管道,其技术是采用方管连续缠绕成型的原理完成的，这种成型技术在国内首家成功推出后很快被国家建设部列为重点推广项目，在国内广泛地推广普及。大口径塑料管道的成功研制打破了我国在排水、输水管网一直延续使用的混凝土管的历史，加快了以塑代钢、以塑取代混凝土管的步伐。在大口径的环保管道推出的背景之下，玻璃钢管道技术在排水、输水管网的应用在国内迅猛崛起，发展势态很可观。因为玻璃钢管道具有钢管的刚性与塑料管的韧性、柔性于一身，因此强有力地冲击和抢占塑料管的市场氛围。根据这严峻的市场现实，我公司立即把玻璃钢管项目作为公司发展科研项目进行立项研究，经过市场调研和进一步的论证，证实了玻璃钢管道的市场应用潜力非常大，市场前景十分乐观。同时也发现国内绝大多数玻璃钢管生产企业的生产技术都是用比较传统的内芯单根断续成型法生产玻璃钢管的，这种生产工艺设备比较简单，生产工序较多，操作麻烦，劳动强度高，工作环境恶劣，由于自动化程度不高使制品的质量不稳定，制品的长度不易调整，生产效率也受到一定的限制等。通过深层次的对定长玻璃钢管生产技术的分析研究，我们发现玻璃钢管的缠绕成型原理与我公司的大口径中空壁塑料缠绕管的成型原理在某种程度上有着极其相似之处，都是复合缠绕成型。玻璃钢管是定长断续缠绕复合成型的，大口径中空壁管是连续复合缠绕成型的，当时我们就设想如果把大口径中空壁塑料缠绕管的连续复合成型技术应用到玻璃钢管的复合成型技术中，将是一个大的飞跃。为此我们成立了科研小组，制定方案——立项——研发——设计。这期间公司组织了专业技术人员到欧洲的复合材料、玻璃钢管生产技术发达的国家进行学术调研，借鉴和吸收国外先进技术和成功经验，经过近三年反反复复地设计、总结、试验，到2007年底全套的连续缠绕玻璃钢管的设计工作完成，同期进入了机械设备的制造阶段，2008年中期设备制造安装就绪，着手进行单机试运行和整改阶段，同年年底整条生产线进行了全线试运行，各项运行参数和技术指标都达到了设计要求，取得了非常满意的效果，这标志着我国连续缠绕玻璃钢管道新技术由此诞生，并同步完成市场销售。2009年3月15日这套连续缠绕玻璃钢管设备通过了国家科学技术成果鉴定，专家一致认为该项技术达到了国际先进水平。2009年11月25日国家专利局授权我公司：钢带螺旋成型玻璃钢夹砂管材的制造方法及设备的发明专利。
二、国际上连续缠绕玻璃钢管工艺技术回顾
国际上连续缠绕玻璃钢管生产设备主要是意大利的VEM公司、英国的TECHOBEN公司、挪威的FLOWITE等公司能制造。其技术核心是采用一个凸轮盘来推动钢带连续运转形成管材缠绕内芯模，钢带的前后循环运转，在移动的内芯模上连续地完成玻纤缠绕、复合、加砂、固化等工艺过程。由于是连续生产，所以设备具有工艺控制比较便利、工作环境好、制品质量稳定等优点。但是由于成型驱动是凸轮盘的转动来推动钢带的水平前移，有时会造成钢带的重叠。目前欧洲公司以上技术的加砂方式均为干法加砂，由于干法加砂的工艺要求，加砂量有一定的极限值，为此生产管材的成本难以降低。再有设备的价格非常昂贵，售价都在肆仟万元人民币以上。
与我国毗邻的日本的连续缠绕玻璃钢管设备工艺，是从欧洲引进的全套设备，并在此技术基础上进行了技术改造，成功地运用了湿法加砂新技术，生产成本得以很大程度的降低。
三、青岛朗通公司的连续缠绕玻璃钢管设备的现状
一）生产线基本设备构成如下：
1.0 缠绕主机
2.0 供料系统
3.0 固化系统
4.0 支撑系统
5.0 防扭系统
6.0 切割系统
7.0 卸管台
8.0 电气控制系统
9.0 套筒接头生产设备
11.0水压试验设备
10.0接头安装设备
12.0环刚度、拉伸检测设备
13.0试验室设备
二）设备生产工艺如下图所示
设备生产工艺
三）新型（湿法）连续缠绕玻璃钢管制品结构图
新型（湿法）连续缠绕玻璃钢管制品结构图
四）生产线主要技术指标：
管径范围：φ400-1200/2600/3000/4000mm;
管材压力等级：0.1-2.5MPa
生产速度：5-30M/h;
装机容量：146/180kw;
生产线负荷运转噪音：<80dB
青岛朗通公司的连续缠绕玻璃钢管设备，其技术核心是采用固定在前后圆盘上的若干个特殊结构缠绕辊来连续驱动钢带形成缠绕内芯模，缠绕辊的输出动力变频可调，输出的动力范围大，为钢带快速的前后循环运转提供了强大的动力保障。在钢带形成的缠绕内芯模上连续的完成玻纤缠绕、复合、加砂、固化等工艺过程，同时在线完成制品的倒角、打磨、切割等工序。制品再经过管道输送装置，在玻璃钢管水压试验机上进行管道逐根水压测试;在玻璃钢管接头安装设备上进行管道单向套筒接头的安装。朗通公司的连续缠绕玻璃钢管生产线还包含生产玻璃钢管的套筒接头设备及相关的测试设备。
朗通公司的连续缠绕玻璃钢管材设备研制成功后，在国内和国外一些大型的复合材料展会上得到充分的展示和推广，得到了国内外同行的认可和称赞。
朗通公司在完成连续缠绕玻璃钢管材技术之后，又在此技术基础上，潜心钻研、技术升级，近期又成功地推出了新型（湿法）连续缠绕玻璃钢管材新技术，该项新技术充分利用了湿法加砂技术元素，把连续湿法加砂技术与连续缠绕玻璃钢管技术有机结合，在确保制品的性能指标不降低的基础上，最大程度的降低生产成本，可降低成本30-40%。目前这项新技术已投入到生产运行中。
四、青岛朗通公司已交付的设备运转情况
青岛朗通公司已交付的连续缠绕玻璃钢管设备总体运行情况正常，山东淄博宇亚利管业公司、陕西九通管业公司的设备都已经投入使用，先后在河北邯郸和内蒙包头等地接到并完成数十公里的管网工程。出口伊朗SEPE公司的两条生产线正在调试中。另外还有新疆、北京、内蒙、广西、印度、伊朗、沙特、俄罗斯等地的用户正在商谈中。我们下一步的研发目标是管径范围75—300mm的小口径玻璃钢管道的连续缠绕生产线设备。
总之，青岛朗通公司在玻璃钢管道行业还是一个新的成员，有许多新的专业技术还需要向各位专家、同行请教。我们衷心希望与各位专家、各位同行成为朋友，让我们携起手来，共同努力，力争把我国玻璃钢管道生产技术的民族工业推向更高的境地！
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(7/21/2010) |
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