本文所說的
玻璃鋼煙囪,是指由專用纏繞機(jī)械,通過一定的控制技術(shù)纏繞而成的、供300MW及其以上級(jí)別燃煤機(jī)組使用的大口徑(≥5.0m)玻璃鋼煙囪段,然后拼接、組合而成的玻璃鋼煙囪。
工欲善其事,必先利其器。
要制作出優(yōu)質(zhì)的玻璃鋼煙囪,沒有配套的優(yōu)質(zhì)機(jī)械,只能是望洋興嘆!
按照大家普遍公認(rèn)的定義,玻璃鋼煙囪的纏繞機(jī)必須具備以下功能模塊:纏繞控制機(jī)構(gòu)、 玻璃纖維上線機(jī)構(gòu)、浸膠及張力控制機(jī)構(gòu)、玻璃鋼煙囪纏繞 模具、脫模配合機(jī)構(gòu)等。
在這些機(jī)構(gòu)中,玻璃鋼煙囪纏繞模具是決定玻璃鋼煙囪段加工質(zhì)量的關(guān)鍵因素,模具設(shè)計(jì)和加工質(zhì)量的好壞,直接關(guān)系到玻璃鋼煙囪段的尺寸穩(wěn)定性、脫模操作的便利性以及玻璃鋼煙囪段的內(nèi)在質(zhì)量。
國(guó)內(nèi)玻璃鋼煙囪模具發(fā)展歷程簡(jiǎn)介
在2010年之前,國(guó)內(nèi)玻璃鋼煙囪的纏繞模具,還是由簡(jiǎn)單的、類似車輪輻條支撐外框架、表面覆蓋塑料板或者玻璃鋼板,所制成的簡(jiǎn)易模具,脫模工藝為:將模具通過地面軌道推出加工車間,然后將模具解體、玻璃鋼煙囪段脫模、重新組裝模具。纏繞方式也是有臥式、立式兩種。由于立式纏繞機(jī)的纏繞過程對(duì)操作人員的技術(shù)要求較高,稍不注意就會(huì)產(chǎn)生流膠現(xiàn)象,影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此,前一階段立式纏繞機(jī)的使用受到較多的限制。
下面主要介紹國(guó)產(chǎn)臥式纏繞機(jī)。
由這類簡(jiǎn)易纏繞模具的剛度很差,每次脫模后的拼接質(zhì)量也很難控制,導(dǎo)致加工出來的玻璃鋼煙囪段尺寸穩(wěn)定性很差、玻璃鋼煙囪段的端部呈現(xiàn)出波浪狀,加工出來的玻璃鋼煙囪段的外觀質(zhì)量很差:
大約在2010年之后,國(guó)內(nèi)玻璃鋼煙囪纏繞模具有了一些改進(jìn),主要是增強(qiáng)了模具的整體剛度,玻璃鋼煙囪段的加工質(zhì)量有了保證。
但是,這類改進(jìn)也導(dǎo)致了一個(gè)新問題的出現(xiàn):脫模困難!玻璃鋼煙囪加工公司只好采取卷?yè)P(yáng)機(jī)強(qiáng)力拉拔的方式來脫模。這種“強(qiáng)外力”脫模方式,很有可能導(dǎo)致玻璃鋼內(nèi)筒未固化完全部分,被拉傷!
美國(guó)玻璃鋼煙囪加工設(shè)備簡(jiǎn)介
在美國(guó),玻璃鋼煙囪的加工廠家并不多,主要設(shè)備有臥式、立式兩種,其中的臥式模具如下圖左所示,下圖右為立式纏繞機(jī)的脫模:
立式模具的拼裝過程參見下圖:
歐洲玻璃鋼煙囪纏繞設(shè)備簡(jiǎn)介
歐洲有代表性的玻璃鋼煙囪纏繞設(shè)備,為臥式纏繞、立式脫模的加工方式,其模具也是采用全金屬、高剛度設(shè)計(jì),加工尺寸非常穩(wěn)定、總體質(zhì)量很好。但是,其配套設(shè)備非常龐雜,全套裝備需要數(shù)個(gè)集裝箱裝運(yùn),脫模時(shí)需要大型塔吊進(jìn)行吊運(yùn):
據(jù)說,此套設(shè)備已引進(jìn)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)(具體是全盤引進(jìn)還是簡(jiǎn)化版,目前還不得而知。),即將與國(guó)產(chǎn)設(shè)備、國(guó)產(chǎn)玻璃鋼煙囪加工技術(shù)進(jìn)行面對(duì)面的競(jìng)爭(zhēng)。
這套玻璃鋼煙囪纏繞設(shè)備有一整套纏繞及脫模過程錄像,約800M,2009年夏天筆者與該廠家技術(shù)人員交流時(shí)所獲得,國(guó)內(nèi)目前可見到的該套資料,均是從此開始流傳。
日本的玻璃鋼煙囪纏繞設(shè)備簡(jiǎn)介
從目前掌握的資料來看,日本玻璃鋼煙囪主要采用臥式纏繞機(jī)進(jìn)行加工,并且其加工精度很高,玻璃鋼煙囪段的內(nèi)徑公差可以達(dá)到4~6mm等級(jí):
由于日本的玻璃鋼煙囪,有一部分是用于已有混凝土煙囪內(nèi)部加裝全自立式玻璃鋼內(nèi)筒,采用凹凸槽承插式接頭方式,如果誤差過大,如下圖所示的安裝就不能正常進(jìn)行:
在日本,也有立式纏繞機(jī)的應(yīng)用,其模具及加工示意圖如下圖所示,其特點(diǎn)與美國(guó)立式纏繞機(jī)類似,可以用較短的玻璃鋼煙囪纏繞模具,纏繞出較長(zhǎng)的玻璃鋼煙囪段(與美國(guó)立式玻璃鋼煙囪纏繞機(jī)類似):
玻璃鋼煙囪的筒壁應(yīng)由防腐蝕內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)層和外表面層組成,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定:
?。┓栏g內(nèi)襯層應(yīng)由富樹脂層和次內(nèi)襯層組成,富樹脂層厚度應(yīng)不小于0.25 mm,宜采用玻璃纖維表面氈,其樹脂含量應(yīng)不小于85%(wt),也可選用有機(jī)合成纖維材料;次內(nèi)襯層應(yīng)采用玻璃纖維短切原絲氈或噴射紗,其厚度應(yīng)不小于2 mm,樹脂含量應(yīng)不小于70%(wt)。 當(dāng)內(nèi)襯層需防靜電處理時(shí),可采用導(dǎo)電 碳纖維氈或?qū)щ娞继盍?,其?nèi)表面的連續(xù)表面電阻率不大于1.0×106Ω,靜電釋放裝置的對(duì)地電阻不大于25Ω。
?。┓栏g內(nèi)層及外表層樹脂含量較高,強(qiáng)度及模量較低,在計(jì)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載力時(shí),均不考慮。另玻璃鋼的彈性模量較低,因此需對(duì)撓度做出相應(yīng)規(guī)定;同時(shí)在力學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要求玻璃鋼煙囪的筒壁結(jié)構(gòu)層最小厚度應(yīng)不小于6mm。結(jié)構(gòu)層應(yīng)由玻璃纖維連續(xù)紗或玻璃纖維織物浸漬樹脂纏繞成型,其樹脂含量為35±5%(wt),厚度由邊學(xué)計(jì)算確定。在力學(xué)計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí),要綜合考慮各種因素,包括玻璃鋼煙囪的軸向強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算、煙氣正負(fù)壓和風(fēng)荷載下的強(qiáng)度計(jì)算、玻璃鋼筒外側(cè)壓力驗(yàn)算、加強(qiáng)肋的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算、開口補(bǔ)強(qiáng)和連接處的計(jì)算等。
外表面層中的最后一層樹脂應(yīng)采取無(wú)空氣阻聚的措施。當(dāng)玻璃鋼煙囪暴露在室外時(shí),外表面層應(yīng)添加紫外線吸收劑,外表面層厚度應(yīng)不小于0.5mm。
由于玻璃鋼材質(zhì)的耐磨性能不強(qiáng),在高的煙氣流速下,對(duì)拐角或突變部位的沖擊和磨損加大,導(dǎo)致腐蝕加強(qiáng)。可通過在樹脂中添加耐磨填料(如碳化硅等)來提高該部位玻璃鋼的耐磨性。
防腐蝕內(nèi)層和結(jié)構(gòu)層宜選用同類型的樹脂。當(dāng)選用不同類型的樹脂時(shí),層間不得脫層。
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