CN102211407B - 一种复合材料管道弯头的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种复合材料管道弯头的制造方法，首先制作一个比弯头模具的直径大6~10mm的整体弯头阳模，在整体弯头阳模上制作内、外单向纤维壳，内、外单向纤维壳横截面的弧心角为90~180°；在弯头模具上用一层表面毡、两层短切毡及环向缠绕的连续纤维缠绕纱，制作内衬层，内衬层的外径与整体弯头阳模的直径相等；将内、外单向纤维壳装在内衬层上，然后按一层连续纤维缠绕纱、一层方格布的顺序交替铺设，直到达到设计的厚度；固化后脱模完成制作。本发明充分利用了复合材料可设计性的优点，优化了铺层结构；提高了弯头承受弯矩产生的拉压应力的能力，降低了弯头的渗漏、破裂的风险，解决了玻璃钢管线中薄弱环节，提高了整条管线的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种管道弯头的制作技术，特别是一种小直径（D≤450mm）复合材料管道弯头的制造方法。
背景技术
对于小直径（D≤450mm）的复合材料管道弯头，现在采用的制造方法是在已经制造的弯头阳模上使用单向纤维和方格布条进行环向缠绕，待树脂固化后成型。对于这种工艺制造的复合材料弯头，纤维束之间的强度与沿纤维方向的强度要低很多。当管道受到较高的内压或水锤时，环向纤维束和方格布搭接之间容易产生裂纹，从而导致渗漏或者破裂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种防止弯头渗漏、破裂，提高产品的可靠性的复合材料管道弯头的制造方法。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种复合材料管道弯头的制造方法，其特点是：
⑴制作内、外单向纤维壳：制作一个比弯头模具的直径大6~10mm的整体弯头阳模，先在整体弯头阳模的表面铺设脱模布，然后在整体弯头阳模的内侧面及外侧面铺设树脂浸透的单向纤维纱，单向纤维纱铺设的方向是沿着整体弯头阳模的一个端面到另一个端面的方向铺设，单向纤维纱的铺层厚度为3mm-10mm，在单向纤维纱的铺层的外表面铺设外部脱模布，待固化后脱模，完成内、外单向纤维壳的制作；
⑵制作内衬层：在弯头模具上先铺一层树脂浸透的表面毡，再铺两层树脂浸透的短切毡，用纱布勒紧，然后环向缠绕树脂浸透的连续纤维缠绕纱，使内衬层的外径与上述整体弯头阳模的直径相等时，停止缠绕；
⑶制作外壳层：将制作好的内、外单向纤维壳装在内衬层上，然后环向缠绕一层树脂浸透的连续纤维缠绕纱，再铺设一层树脂浸透的方格布，以后按一层连续纤维缠绕纱、一层方格布的顺序交替铺设，直到达到设计的厚度；
⑷固化后脱模完成制作。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，内、外单向纤维壳横截面的弧心角为90~180°。
本发明与现有技术相比，为了提高弯头的内外侧的拉伸、压缩强度，在内衬层与外壳层之间设置单向纤维壳。单向纱的直线度非常好，拉伸强度高，拉压变形小。本发明充分利用了复合材料可设计性的优点，优化了铺层结构；提高了弯头承受弯矩产生的拉压应力的能力，从而降低复合材料弯头的渗漏、破裂的风险，降低废品率，提高产品的可靠性；解决了玻璃钢管线中薄弱环节，提高了整条管线的稳定性。
具体实施方式
一种复合材料管道弯头的制造方法，
⑴制作内、外单向纤维壳：制作一个比弯头模具的直径大6~10mm的整体弯头阳模；使用手糊工艺，先在整体弯头阳模的表面铺设脱模布，然后在整体弯头阳模的内侧面及外侧面铺设树脂浸透的单向纤维纱。单向纤维纱铺设的方向是沿着整体弯头阳模的一个端面到另一个端面的方向铺设，单向纤维纱的铺层厚度为3mm-10mm，在单向纤维纱的铺层的外表面铺设外部脱模布，待固化后脱模，完成内、外单向纤维壳的制作；
整体弯头阳模内侧面即朝向曲率中心的一侧，外侧面即背向曲率中心的一侧。内、外单向纤维壳横截面的弧心角为90~180°；
⑵制作内衬层：在弯头模具上先铺一层树脂浸透的表面毡，再铺两层树脂浸透的短切毡，用纱布勒紧，然后环向缠绕树脂浸透的连续纤维缠绕纱，使内衬层的外径与上述整体弯头阳模的直径相等时，停止缠绕；
⑶制作外壳层：将制作好的内、外单向纤维壳装在内衬层上，然后环向缠绕一层树脂浸透的连续纤维缠绕纱，再铺设一层树脂浸透的方格布，以后按一层连续纤维缠绕纱、一层方格布的顺序交替铺设，直到达到设计的厚度；
⑷固化后脱模完成制作。
本发明的复合材料管道弯头的制造方法尤其适用于直径D≤450mm的弯头的制作。
Claims (2)
1.一种复合材料管道弯头的制造方法，其特征在于：
⑴制作内、外单向纤维壳：制作一个比弯头模具的直径大6~10mm的整体弯头阳模，先在整体弯头阳模的表面铺设脱模布，然后在整体弯头阳模的内侧面及外侧面铺设树脂浸透的单向纤维纱，单向纤维纱铺设的方向是沿着整体弯头阳模的一个端面到另一个端面的方向铺设，单向纤维纱的铺层厚度为3mm-10mm，在单向纤维纱的铺层的外表面铺设外部脱模布，待固化后脱模，完成内、外单向纤维壳的制作；
⑵制作内衬层：在弯头模具上先铺一层树脂浸透的表面毡，再铺两层树脂浸透的短切毡，用纱布勒紧，然后环向缠绕树脂浸透的连续纤维缠绕纱，使内衬层的外径与上述整体弯头阳模的直径相等时，停止缠绕；
⑶制作外壳层：将制作好的内、外单向纤维壳装在内衬层上，然后环向缠绕一层树脂浸透的连续纤维缠绕纱，再铺设一层树脂浸透的方格布，以后按一层连续纤维缠绕纱、一层方格布的顺序交替铺设，直到达到设计的厚度；
⑷固化后脱模完成制作。
2.根据权利要求1所述的复合材料管道弯头的制造方法，其特征在于：内、外单向纤维壳横截面的弧心角为90~180°。
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