1、 初步設計：是在工藝計算、設備選型和工藝流程確定的基礎上，繪制出生產車間平面圖，編制出工藝設備表格等。 擴大初步設計：是指在工藝計算的基礎上對非工藝設計的內容提出具體的技術要求，以便完成非工藝專業的設計任務，如土建、水電等工程設計。 施工圖設計：在初步設計和擴大初步設計的基礎上，完成各專業的施工圖設計，確定工藝設備在車間的相對位置，管路安裝部位等。 二、合成樹脂車間生產工藝設計 （一）設計要求 1.年產2000噸196#不飽聚酯樹脂 2.設計深度為擴大初步設計 3.196#技術指標要求（見表7-16） 第1頁/共101頁用醇、酸直接熔融縮聚，除加入反應物料外，不加其它物料，利用醇水的沸騰差，結

2、合惰性氣體的通入，使反應生成水分離出來。此法設備簡單，生產周期短；（2 2）生產工藝設計1 1）生產方法和工藝流程的確定 不飽和聚酯樹脂在復合材料工業中是一類重要而且廣泛使用的基體材料。不飽和聚酯樹脂的生產方法，根據縮聚反應實施方法不同，可分為熔融縮聚法、溶劑共沸脫水法、減壓法等多種。 在縮聚反應過程中加入溶劑（如甲苯，二甲苯），利用甲苯和水的共沸點較水的低，將反應生成水迅速帶出反應物，促使縮聚反應完成。優點是反應比較平穩，易掌握，制品顏色較淺，但需按一套分水回流裝置。反應過程因有甲苯，應適當注意防火；在縮聚反應進行到2/33/4時，抽真空減壓脫水，減壓速度為10分鐘真空度提高100mm汞柱，

3、直到真空度達600700mm汞柱為止。待反應物料酸值達到要求時停止反應。此法樹脂含水量較少，分子量較大。比較上述方法優缺點，采用減壓法合成196#不飽和聚酯樹脂。 比較上述方法優缺點，采用減壓法合成196#不飽和聚酯樹脂。第2頁/共101頁液體物料投料方式1. 通過高位槽計量直接投料。 2. 通過齒輪泵將液體打入計量槽后，通過計量槽投料。此法精確。本設計采用此法。固體物料投料方式1.直接投入反應釜。此法經濟實用，設備簡單。本設計采用此法。 2. 把固體料熔融為液態，再通過計量槽投料。 合成樹脂所用原材料有液體物料和固體物料兩種。第3頁/共101頁 196#樹脂的合成過程中，因投料的時機不 同，

4、又分為“一步法”和“二步法”。指生產過程中原料按配比在反應初期，一次投料合成樹脂。 指原料、單體分兩批投入反應釜。如首先將二元醇和苯酐投入反應釜，在酸值為90100時，再投入順酐到反應終點。 條件相同的情況下，“二步法”生產的樹脂熱變形溫度及其它物理性能優于“一步法”，故本設計采用“二步法” 。第4頁/共101頁2）生產設備的選擇 合成樹脂所用生產設備主要有反應釜、稀釋釜、攪拌器、電動機、真空泵、風機、冷凝器等設備。反應釜和稀釋釜 反應釜主要有搪玻璃反應釜和不銹鋼反應釜兩類。搪玻璃反應釜耐腐蝕、價格低，但不能耐高溫，一般其最高溫度不超過150，而合成樹脂的溫度要超過200，故此類反應釜不能使用

5、。不銹鋼反應釜，耐腐蝕、耐高溫，但造價高。目前合成不飽和聚酯多采用不銹鋼反應釜，而稀釋多采用搪玻璃反應釜，以降低設備投資。根據物料衡算，年產2000噸不飽和聚酯樹脂車間，反應釜可選用5000立升不銹鋼釜，稀釋釜用7500立升搪玻璃反應釜可滿足使用要求。 第5頁/共101頁 在化工合成中所用的攪拌器通常有漿式攪拌器、框式攪拌器、渦輪攪拌器多種類型。在合成樹脂生產中，多選用框式攪拌器（也稱錨式攪拌器），底部形狀和反應釜下封頭形狀相似，而框架幾何直徑一般取反應釜直徑的2/39/10，線速度約為0.51.5m/s，轉速為5070r/min。 攪拌器第6頁/共101頁 在合成樹脂的工業生產中，要用到分餾

6、冷凝器和臥式冷凝器。 最常用的分餾冷凝器有塔板式分餾柱和填料式分餾柱兩類。前者結構復雜、造價高；后者結構簡單，易制造。目前合成樹脂廠多采用填料式分餾冷凝器。 常用的臥式冷凝器有列管式換熱器、螺旋板式換熱器、板翹式換熱器等。而合成樹脂廠目前多采用列管式換熱器。列管式換熱器又分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、填函式換熱器、U型管式換熱器等。其中固定管式換熱器結構簡單，造價低。根據合成樹脂的工藝特點采用固定管式換熱器較好。 對于稀釋釜所用冷凝器，其主要作用是防止苯乙烯揮發，因此選用一個直立式冷凝器即可。 冷凝器第7頁/共101頁 反應釜和稀釋釜加熱方法通常有蒸汽加熱和電加熱。蒸汽加熱需要高壓鍋爐，

7、所需的蒸汽壓力較大，但熱效率較低。電加熱設備成本高，操作費用高，但由于采用熱油加熱法，熱效率較高，生產周期短。熱油加熱法又分為循環油加熱法和非循環油加熱法。一般容積較大的反應釜采用循環加熱法，有利于消除反應釜夾套內的溫度梯度，使物料受熱均勻，提高產品質量。對于小反應釜，采用非循環加熱法即可以滿足使用要求，并降低設備投資。 由于本設計采用5000立升反應釜，因此選用循環油加熱法來滿足使用要求。 加熱方式第8頁/共101頁其它設備 在合成樹脂過程中還需要其它一些輔助設備如真空泵、風機、管路等。3）196#不飽和聚酯樹脂配方設計及物料衡算（見第5章）。4）196#樹脂生產工藝方案確定。5）196#樹

8、脂合成工藝參數確定及質量檢測。6）車間安全技術和勞動保護措施。7）車間工藝布置。車間廠房的整體布置廠房的平面布置廠房柱網布置和跨度生產廠房的空間布置廠房建筑面積的確定廠房各層樓主要設備布置第9頁/共101頁三. 對非工藝專業設計要求 （1）土建設計 1）建筑物的防火等級按甲級考慮； 2）建筑物的等級，考慮到使用年限按二級考慮； 3）車間廠房建筑模數應符合國家制訂的建筑統一模數制； 4）建筑物結構采用多層建筑結構形式。 （2）供電 車間的用電分生產用電和照明用電，都由廠里供電系統負責供電，除控制線路外，其它動力線，照明線路均由廠電工房負責安裝。第10頁/共101頁 （3）生產設備采購和安裝 凡有

9、標準條列的各種機械，電氣等設備均由工廠供應科負責購買，并由工廠統一安排，設備科負責安裝，在安裝調試過程中有設計人員參加。 （4）給排水 車間用水包括生產用水和生活用水。生產用水主要是反應釜冷卻水、冷凝器用冷卻水和真空泵用冷卻水等。生活用水是指飲用水和浴室用水等。生產用水可循環使用，生活用水可直接排人下水道。第11頁/共101頁四. 車間生產協作問題 （1）車間設備保全、維修 車間設有設備保全室，負責車間設備維修和保養，保證生產正常運轉，如出現設備損壞或需要大修時，由廠機修車間負責維修。 （2）原材料購買和檢測 原材料購買由廠供銷科負責。檢驗由廠檢驗科負責。對不合格的原材料則令退貨處理。車間保存

10、有短期生產用原材料。 （3）產品銷售 車間生產的產品由銷售科統一安排銷售，車間也可協助作相關預算。第12頁/共101頁 8-2 卷管車間生產工藝設計 卷管是用膠布在卷管機上成型的一種玻璃鋼制造方法，國內外已有不少企業用此法大批量制造定長玻璃鋼管。卷管車間包括浸膠、卷管、后加工三個工段。 一、膠布生產工藝設計 玻璃布經熱處理或化學處理，浸漬樹脂、烘干等一系列工藝過程即制得玻璃膠布（簡稱膠布），這一工藝過程通常稱之為玻璃布浸漬。浸膠的好壞直接關系膠布質量，進而保證玻璃鋼管質量的重要關鍵。第13頁/共101頁 要獲得卷管要求的膠布，選擇合乎玻璃 鋼管要求的浸漬樹脂和適當的增強材料，掌握浸膠設備的性能

11、，操作條件，控制好浸膠工藝條件等等因素，都是十分重要的。當然完成該過程的關鍵設備是浸膠機，因而膠布生產工藝設計就圍繞浸膠機來考慮。 膠布生產的簡易流程是：玻璃布 脫蠟 浸漬 膠布烘干 樹脂 配膠第14頁/共101頁（一）玻璃布的脫蠟 1. 脫蠟方式 脫蠟處理是將玻璃纖維表面上的油蠟浸潤劑除去，以利于樹脂與玻璃纖維結合的工序。目前國內外脫蠟的方法主要有用溶劑或表面活性劑洗滌的清洗方法和用加熱灼燒的熱處理法兩種，國內大量的是用熱處理法。處理后玻璃布的含蠟量應在0.5%以下。 第15頁/共101頁 熱處理以灼燒溫度的高低、車速的快慢的高低、車速的快慢，分為高溫高速、中溫中速和低溫低速三種處理制度，其

12、主要技術參數及優點如下表8-1所示。第16頁/共101頁 卷管車間用布量大，效率是主要因素，故多采用高溫快速熱處理制度。 熱處理又以熱源種類的不同分為燃汽灼燒和電熱灼燒兩種。電熱灼燒處理法容易控制，產品容易穩定，但電能耗大，成本高。兩種方式目前國內均有采用，設計中應據當地情況而定。 2熱處理爐主要尺寸 以電加熱的為例，熱處理爐的長度一般為20003000毫米，處理質量通過調節爐和車速實現。寬度=布幅+耐火磚厚+保溫層厚。上下電熱元間距250毫米，總功率5055千瓦。 第17頁/共101頁第18頁/共101頁（二）玻璃布浸膠 1浸膠的要求 浸膠的目的是能穩定地獲得符合質量要求的玻璃膠布。膠布的質

13、量指標主要有三個：含膠量、不溶性樹脂含量和揮發分含量。 根據樹脂種類的不同，膠布的質量指標也有所不同，例如：對于616酚醛樹脂玻璃膠布指標大致如下：（1）含膠量323%； （2）不溶性樹脂含量4525%； （3）揮發分含量5%。第19頁/共101頁 對于環氧酚醛樹脂膠布其指標大致如下： （1）含膠量333%， （2）不溶性樹脂含量530%； （3）揮發分量3%。 卷管用膠布其含膠量要求高些而不溶性樹脂含量要求低些，具體指標是，含膠量38%左右；不溶性樹脂含量在1%以下。 2. 浸膠機選型 浸膠機主要由料架、膠槽、膠量調節裝置、導向輥、烘箱、張緊輥、收卷管裝置等組成。浸膠機根據烘箱是立式布置還是

14、臥式布置而分為立式浸膠機和臥式浸膠機。第20頁/共101頁 臥式浸膠機適用于牽拉強度較弱的材料，設備較長，占面積大。但要求廠房高度小，建造、檢修方便，膠布上膠量分布均勻，氣流速度容易控制。為了烘箱內熱風氣流分布均勻，須要有熱風布送裝置（如熱風箱、送風管等），同時還裝有循環風機和排氣管等，使布風速以3-4米/秒較為適合，并把干燥過程中所產生的廢氣（溶劑、水分與低分子揮發物）排出烘箱外面，加快干燥速度，改善操作環境。第21頁/共101頁 立 立式浸膠機一般用以浸漬牽拉強度較高的材料。立式浸膠機占地面積小，但需要高的廠房，一般的為7.5米高，有的高達1213米，因為塔身越高熱量的利用越好。塔身如同煙

15、筒一樣，能造成氣流的自然流動，不必設熱風布送系統。同時廢氣的排放也較方便。烘箱內溫度上高下低，為了充分利用熱量，須用鼓風機將上部熱氣循環送入烘箱底部，提高底部溫度。不過膠液在布面上縱向易流，產生膠量分布不均的問題，此問題隨膠液粘度降低和含膠量的提高而加劇。另外，立式浸膠機烘箱除鋼結構外加保溫材料，造價較高。而臥式浸膠機的烘箱多用磚砌成，造價低廉。第22頁/共101頁 3.烘箱溫度的合理分布 烘箱溫度的分布，臥式浸膠機與立式浸膠不同。 臥式浸膠機的烘箱，溫度分布大致分成三段。膠布進口處為第一段，溫度稍低，約為110左右；烘箱中部為第二段，溫度稍高，約為130150；膠布出口處為第三段，溫度比第一

16、段還要低些，應在100以下。 立式上膠機烘箱溫度同樣分為上、中、下三段。底部溫度最低，為3060；中部為6080；頂部溫度最高，為85130。第23頁/共101頁 烘箱溫度這樣分布，膠布進入烘箱后，溫度逐漸升高，膠布表面及內部的溶劑、揮發物等能充分除去，而且樹脂由A階段轉變為B階段的變化也比較均勻、緩和，出口溫度低些，目的是使聚合反應緩和下來，使膠布冷卻。烘箱溫度不宜太高，烘焙速度不宜太快。當溫度過高時，膠布表面會出現小泡，溫度過低，車速過慢，會影響產量。 第24頁/共101頁 4烘箱加熱方式 烘箱加熱發方式有蒸汽加熱和電動加熱兩種。其中蒸汽加熱又有蒸汽管直接加熱和循 環熱空氣的加熱兩種。循環

17、熱空氣加熱，是將高壓蒸汽經散熱的熱量用鼓風機送入烘箱，這種加熱形式溫度容易控制，并且較為安全。 散熱片的散熱面積，為蒸汽管的總表面積與金屬片面積之總和： 電加熱是用裝有鎳鉻電熱絲的電熱管進行加熱，電熱絲不與烘箱內易燃廢氣接觸。 也有以蒸汽加熱為主輔以電熱的混合加熱方式。 第25頁/共101頁 5設計烘箱供熱時應考慮的因素要使烘箱的溫度達到規定的要求，其所需總熱量，設計時應考慮以下因素： （1）單位時間內設放烘箱內玻璃膠布的數量，由室溫升至所需溫度時所需熱量； （2）水分、溶劑及低分子物升溫揮發等所需熱量； （3）廢氣所帶走的熱量 ； （4）膠布出烘箱帶走的熱量； （5）烘箱四壁向周圍散失的熱量

18、等。6配膠 配膠方式有人工配膠和機械配膠兩類，機械配膠適用于膠量大、膠液種類和粘度穩定的情況，除此以外多以人工配膠。機械配膠是在反應釜內進行的，配制好的膠液輸入儲膠槽，再由儲膠槽經管道輸往膠槽。為防止輸膠管路對生產操作的影響，應架空或經地下布置。第26頁/共101頁7.浸膠機臺數計算 浸膠機所需臺數按下式計算： n= s卷管車間24小時最大需膠布量(米24時)； s1一一浸膠機的車速(米分鐘)，例如環氧酚醛浸膠車速一般為1.72.5米分鐘 ;f1允許玻璃布的儲布能力，庫房有降溫設備時取1.2，無降溫時設備時取1.1 ;f2設備利用系數(包括檢修)，三班制取0.8，二班制取0.6； n浸膠機需用

19、臺數。211fs1440fs第27頁/共101頁 8.膠布的收卷與儲存 膠布出烘箱后應盡量快地冷卻方可收卷，不然收卷起的膠布將因溫度過高，熱量難以散出而粘邊和不溶性樹脂含量過高而失效，特別是在炎熱的夏天，上述問題尤為嚴重，故目前大多企業采用了強制冷卻的方法。目前最好的強制冷卻方法是將收卷裝置置于冷氣房中。九江5727廠浸膠車間的幾臺浸膠機的收卷裝置全部于冷氣長廊中，收到了極好效果 。 膠布的儲存庫房也應通冷氣，且應便于運輸。 第28頁/共101頁9.目前常用臥式浸膠機主要尺寸如圖7-1. 寬度玻璃布幅寬+300+粘磚箱壁厚+保溫層厚圖7-1 臥式浸膠機主要尺寸圖示第29頁/共101頁二、卷管工

20、藝設計 卷管工段分為卷制、固化、脫管三部分。 1卷管機選型 卷管是在原來絕緣材料行業卷制絕緣管的基礎上發展起來的，故除原來絕緣管卷管機仍在使用外，經改進又制做了新型卷管機。 (1)ZG3型卷管機 該種設備原來主要用來做絕緣管的卷制，是卷制2米以下短管及管狀玻璃鋼制品的典型設備。用該種卷管機卷管的工藝示意如圖7-2所示。第30頁/共101頁后支撐輥 冷卻小壓輥導向輥前支撐輥加熱管芯大壓輥張力輥膠布輥圖7-2 ZG3型卷管機卷管工藝示意圖 第31頁/共101頁ZG3型卷管機的主要技術指標如下：卷管最大直徑200毫米；卷管最小直徑20毫米；卷管最小長度1600毫米；卷管速度37米分；支承輥中心距18

21、2340毫米；工作溫度170；它的主要特點是：只能卷制短管；前支承輥是熱輥；膠布縱向使用。第32頁/共101頁冷支輥熱壓輥冷支輥管芯膠布7-3 大型卷管工作原理示意圖 (2)大型卷管機大型卷管機的工作原理示意圖如下：見圖7-3 第33頁/共101頁 該卷管機的主要技術指標如下： 卷管直徑(外徑)501000毫米 卷管長度6000毫米； 卷管速度25米/分。 該種改進后的卷管機的主要特點是：可卷制6米的長管；玻璃布的布幅一般為900毫米，最寬的只有一米多，故在該種大型卷管機上膠布是橫向使用、用張布之間搭接3050毫米；上加壓輥是熱輥，下面兩個支承輥是冷輥，通冷水冷卻。 輸送介質用的管道為減少接頭

22、安全多主張用長管。但這種定長管方式的固有特點決定，管子過長是難以生產的，目前以6米為主要長度規格，顧該種大型卷管機就成為主要選型對象了。第34頁/共101頁2輥筒的加熱 不管哪種型號的卷管機，都有一個輥筒是熱輥。熱輥的加熱方式有電加熱和油加熱兩種。油加熱的熱輥溫度均勻，但加熱系統復雜；電加熱的輥筒溫度沒有油加熱均勻，但結構簡單，調節容易。 熱輥溫度，生產中因樹脂種類，膠布質量不同而調節。卷環氧酚醛管時控制在80-100 ；卷酚醛管時控制在90120。因熱輥溫度應在70130范圍內可調。第35頁/共101頁3芯模預熱 為了使膠布容易粘貼到芯模上，提高卷制玻璃鋼管的性能，芯模必須預熱。(1)芯模預

23、熱溫度 芯模預熱溫度因膠的種類而不問，一般控制在5080。(2)芯模預熱爐 芯模預熱爐實為一扁平低溫爐，芯模托架高度盡量與卷管機支承輥上沿相平；爐腔高度為：最粗芯模的外徑+100毫米；爐腔長度為：芯模總長+500600毫米；預熱爐位置應與卷管機平行布置，在保證卷管操作的前提下盡量靠近卷管機。第36頁/共101頁(3)預熱爐內芯模數量的確定 建議按下式計算：n= T1芯模由室溫升至規定預熱溫度的時間(分鐘)，它與芯管直徑、芯模壁厚、室溫和規定預熱溫度的高低有關。例如100毫米，壁厚3毫米、室溫20、要求預熱溫度為90的芯模而言，T1可取1012分鐘。其他情況下參照此數據經驗選取。 T2卷管周期(

24、分鐘)。此參數與卷管速度、管徑、管的壁厚及上輥筒升降速度等有關。 例如100毫米、壁厚4毫米的玻璃鋼管，T2可取3.54。 K系數一般取10；n預熱的芯模數量(根)。 21TTK第37頁/共101頁計算舉例： 某廠需生產100毫米、壁厚4毫米、長6000毫米的玻璃鋼管，試確定預熱爐內，芯摸根數。據上述原則和經驗，T1取11，T2取4，K取10，故： n=1011/4=27.5 取28根。 (4) 予熱爐寬度確定 予熱爐寬度=芯模直徑予熱芯模根數+300毫米 (5)予熱爐加熱方式 予熱爐采用電加熱或蒸汽加熱。予熱爐外壁用保溫材料予以保溫 。第38頁/共101頁 4.固化爐的計算(1)固化爐的尺寸

25、(內徑) 固化爐長度按下式計算 :L=L芯+L1+2L2 L芯-芯?？傞L(毫米); L1-為使爐內溫度均勻而設立的均化裝置的間距,一般風葉式為250毫米 ; L2-前后應留的安全間隙,一般取200毫米; L-固化爐內徑長度. 固化爐寬度按下式計算 :B=B1+B2+B3 B1 -架子車的寬度,一般為16002000毫米; B2-加熱裝置所占寬度。電加熱取120毫米； 蒸汽加熱取150200毫米 ; B3-安全間隙，一般取150200毫米。第39頁/共101頁 固化爐的高度為安裝、檢修方便，一般控制在19002100毫米。爐頂即可為平頂，也可為拱頂，拱頂的弦高一般取200300毫米。 固化爐可用

26、粘土磚砌筑，外壁保溫磚，盡量減少熱量耗散。 上述固化爐尺寸的確定是對6000毫米那樣的長管而設計的，對于2000毫米以下的短管，以橫向放置進固化爐為好。 第40頁/共101頁（2）固化爐臺數確定 固化爐臺數除根據固化爐容積滿足生產要求外，在此基礎上還應根據勞動組織、方便質量管理的角度考慮。即固化爐臺數應是卷管臺數的整數倍。例如：若某卷管車間設有二臺卷管機，每臺機二班制，則該側記固化爐臺數應是4的倍數，或者是4臺，或者是8臺，每個臺班都有自己專用的一臺（或二臺）固化爐。(3)爐的功率計算 供給固化爐的能量應保證固化爐達到最高固化溫度（最高固化溫度一般取160170）。設計時應考慮以下因素：第41

27、頁/共101頁 a 投入固化爐內膠布的數量，它們由室溫升至最高固化溫度時所需熱量。（樹脂與玻璃布一起考慮，工程設計中是允許的）。 b 投入固化爐內模具和架車的總重量，它們由室溫升至最高固化溫度時所需熱量。 c 固化爐爐壁、爐門散失的熱量。 第42頁/共101頁(4) 固化爐加熱方式 固化爐可采用電加熱、電加熱和蒸汽加熱共用的混合加熱等方式。只在固化溫度較低時才單獨用蒸汽 加熱。 不管選用哪種加熱方式，應保證溫度調節的方便性和準確率。5脫管 脫管機有液壓傳動脫管機、機械傳動脫管機和氣動卡盤式脫管機(參閱“玻璃鋼機械與計備”) 脫管機臺數與卷管機臺數相同既可滿足生產要求。第43頁/共101頁 6芯

28、模數量確定 (1) 玻璃鋼管的固化周期是否小于16小時。固化用期小于16小時的，本臺班前一天生產的管子，自己脫管后，原則上仍用前一天用過的芯模卷制新管子。 目前應用的樹脂種類、管壁厚度等所決定的固化周期均小于16小時，上述情況是滿足的。(2) 需預熱的芯模根數。每臺預熱爐需預熱芯模數臺數。(3) 卷管工段班制數。卷管工段一般實行二班則，一班制和 三班制只在個別單位實行。 (4) 芯模檢修量一般10%計算。 綜上所述，芯模用量可按下式計算。 芯?？傆昧?根)(產量(根)班次臺數班制數十每臺笛子熱芯模報數臺數)1.1第44頁/共101頁第45頁/共101頁（7）膠布日用量計算第46頁/共101頁該

29、廠要滿足上述給定的生產要求。每天需用40619米浸膠玻璃布若浸膠工段實行三班制作業，每個班應提供合格膠布的數量是13540米。舉例：某廠卷管車間承接了生產管徑為5英寸、壁厚5mm、長為6m玻璃鋼管的任務，2臺卷管機二班制的日產量為400根，選用中堿幅寬900mm、厚度0.15mm的人字紋（或部分用平紋）玻璃布做增強材料，計算每日膠布的用量。第47頁/共101頁8卷管工段鋪助設備（1）吊運用電葫蘆 芯模和芯模卷上膠布后的搬運，是卷管工段生產中必須的搬運任務，生產3英寸以下6米長玻璃鋼管尚可勉強用人力搬運，生產4英寸以上6米長玻璃鋼管時勞動強度大，且不安全，顧必須設計搬運設備，用電葫蘆吊運是較好的

30、搬運方式。 每臺卷管機最好配備兩臺電葫蘆。臺用來將芯模由脫管機處吊運到預熱爐；另一臺用來將卷制完畢后芯模由卷管機上吊運到固化車上。(2)半成品玻璃鋼管運輸車 每臺卷管機配備四輛為好。兩輛做未固化管運輸車，一輛做已固化管運輸車，一輛做脫出管運輸車。第48頁/共101頁(三)玻璃鋼管后加工1玻璃鋼管后加工的內容和要求 固化后從芯模上脫下的玻璃鋼管，距應用要求還差得很遠，尚需經過以下的后加工工序： 切割車削打磨烘干粘管頭固化一一檢測表面涂裝一一包裝 一一入庫。第49頁/共101頁 (1)切割 卷制成的玻璃鋼管兩端部極不整齊，需將其切去形成兩整齊的端部，切割是在專用設備上用薄片砂輪鋸完成的。為防止切割

31、時磨擦熱的影響，并減少粉塵的飛散，切割時應噴灑自來水。(2)車削 為了將管接頭粘于玻璃鋼管端頭，必須事先將玻璃鋼管端車削成容易與管接頭配合的接體。(3)打磨 去表面的毛刺等物，提高玻璃鋼表面質量 。(4)粘管頭、固化 按事先加工好的管接頭膠接到玻璃鋼管上，并使膠粘劑固化完全。粘接劑為環氧+聚酰胺。(5)檢測 檢驗管頭的膠接質量，以工作壓力1.25倍的水壓檢測玻璃鋼管有無滲漏問題。(6)涂裝 在管子表面上噴涂導電漆及商標等，提高外觀質量，防止使用中因靜電集聚而發生事故。第50頁/共101頁2后加工工段的工作制 根據加工工段備設備的工作能力；該工段可采單班工作制。 3切割機前的毛管堆場 切割機前的

32、毛管堆場應堆放一個臺班卷制的管子，按臺班產量110根1056000毫米的管子計，堆場間距應為33.5米。寬度由管子長度或設備長度決定，不分別設計，所指長度實為面積，下面類同。4烘干機長度 切削打磨之后，粘接管接頭之前，管子需要進行烘干處理，除去切割面上的水分，以利粘牢。在80 30/12下2530分鐘基本達到烘干目的。切削的加工速度約為1.2分鐘根。故洪干爐長度為 管外徑以4英寸管計約為2.8米，取3米。2 . 130第51頁/共101頁5管接頭的處理 目前的玻璃鋼管大都先在管端粘上鋼制管頭，管頭相連來達到玻璃鋼管連接的目的。鋼制管頭需進行處理方可牢固粘接。 具體處理工藝是： 酸蝕水洗堿液中和

33、水洗丙酮洗烘干 酸蝕處理液配方是： 重鉻酸鉀 10份98硫酸 100份水 600份 處理濃溫度55土5，處理時間510分鐘。 第52頁/共101頁 6粘接劑及固化生產設計 為保證膠層足夠的粘接強度和具有一定韌性。生產上多采用環氧聚配膠粘接劑系統。 該粘接劑系統的固化制度是：2524小時8024小時自然冷卻至室溫 若以后加工工段單班制，日加工量440根計(105管的接頭外徑為113)則各固化溫度段的固化管放置架總長度各為：25段長度4400.11349.7(米)80段長度4400.11349.7(米) 為了減少占地面積和減少熱量散失，生產設計是多采用塔架放置。塔架可為七層，這樣一來25固化段和8

34、0固化段各地占地71米就可滿足了。第53頁/共101頁7檢測設計 (1)一次檢測操作應檢測玻璃鋼管根數 n=日 （60 8 K) t周 日日產量（根） K時間利用系數，一般取0.85； t周檢測周期，4英寸為5分鐘， 以日440計 n440 (60 8 0.85) 5 5.4根 (取6根) 第54頁/共101頁(2)檢測場地長度 為操作方健，檢測時管間空隙應為250350毫米，故檢測場地長度應為22.5米。(3)檢測設備 檢測設備有水壓機、注水器和壓力表等。 檢測壓力為工作壓力的1.25倍；表最好工作在量程的75%處，故壓力表的量程應為1.67倍工作壓力。第55頁/共101頁8涂裝(1)操作場

35、地長度(面積)在此完成配料，噴涂等操作。據現場操作體會，操作長度為3.5米即可輔助長度按操作長度的25%35%計，故：涂裝的場地長度3.51.35（米）(2)烘干箱 涂裝后需進行烘干處理。烘箱溫度以所用漆料而定，一般導電漆控制在60烘干4050分鐘即可。 烘箱長度= （需烘干的時間/涂一根所用的時間）最大半徑=（50/1.2）0.118=4.7（米） 烘干加熱方式為電加熱或蒸汽加熱，以蒸汽加熱最安全。設計電加熱時必須用電熱管間接加熱，以防溶劑被點燃。第56頁/共101頁9包裝 玻璃鋼管的包裝是：兩端罩上草包后稻草繩將草包與玻璃鋼管捆扎牢固。捆扎是用捆扎機完成的。(1)包裝場地長度 包裝場地總長

36、度=生產長度+輔助長度+堆場長度 生產長度=設備歷占長度+操作長度 一臺捆扎設備所占長度按1.5米計，一臺設備所需操作長度按3.54米計。 輔助長度可按生產長度的25-35%計。堆場長度=未包裝管子堆場+包好待運管堆場，因是邊生產邊包裝，未包裝管子按3米計即可。第57頁/共101頁包好待運管堆場長= 因另設有成品庫，故堆放天數以一天計。每米長堆存量可按70根計。通道按堆存長度的50%計。 10后加工工段寬度確定(1)加工6000毫米長管子的設備最大的為7米，故將設備所占寬度定為7米。(2)設備距墻間距 該距離是供設備檢修和當車工操作之間，間距為10001200毫米即可滿足上述要求。(3)通道寬

37、度 通道是供運送原材料，零部件及檢修設備之用，無規定運輸工具，為安全起見，控制在15001750毫米即可。5 . 1每米長堆存量堆存天數每天包裝量第58頁/共101頁三、卷管車間工藝布置(一) 脫蠟工段工藝布置設計應考慮的因素1采用電加熱時，應保證抽換電熱管的進行。處理幅寬900毫米玻璃布，電熱管長度為1400毫米。2操作間距般8001000毫米，從安全角度考慮取1000毫米； 3.未處理的玻璃布堆場=臺班處理量（米）/每平方米堆放量（米） 1.5臺班處理量=車速(米分)4800.85 每平方米面積堆放量取3000米4運輸通道寬度取1800毫米5非操作處的設備用圍應留700毫米間距供設備安裝和

38、清掃之用。6應有充分的排氣系統，煙氣應排于10米以上高空。7該工段應布置于下風方向。第59頁/共101頁(二)浸膠工段工藝布置設計應考慮的因素 (1)浸膠機的上料端應留運輸通道，通道寬度取1800毫米，收布端也應留運輸通道，該通道應適當寬些，以20002200毫米為好。 (2)浸膠工段布置多臺浸膠機時，布置方案應考慮以下因素綜合分析： a滿足抽換電熱管操作要求。電熱管長14001500毫米； b柱子不應妨礙膠布的運輸，柱子基礎也不能妨礙煙道布置； c煙道布置應盡量減少阻力，有一定規律和便于檢修等； d柱距應盡量滿足模數制。第60頁/共101頁(3)配料車間面積按每臺浸膠機3.5-4.0平方米計

39、算。(4)應考慮煙氣抽氣機，溶劑回收設備的安放位置。(5)輔助設施a. 化驗室8-12m2；b工段辦公室104m2；c勞保用品庫68m2；d男、女更衣室各12-16m2 (四)脫蠟、浸膠工段平面布置圖8-6。第61頁/共101頁第62頁/共101頁(五)卷管工段工藝布置設計應考慮的因素1卷管上布工操作間距16001800毫米2卷管工操作間距(即卷管機外緣與芯模預烘爐外緣間距高)一般控制在18002200毫米，過小了操作不開，過大了增加芯模搬運距離。3未固化管運輸車尺寸為64001200，兩輛并排放置于卷管機長度的延長位置，卷管機端部距離保持20002500毫米。4管子較長。為防止運輸，操作中芯

40、模，管于等在車間平面內轉動，各主要設備應按管子的長度方向平行布置。5脫管機端部與芯模預熱爐端部邊緣應保持25003000毫米距離。6各輛運輸車的運行不應產生干擾。卷制工段工藝布置見圖8-7。 第63頁/共101頁第64頁/共101頁8.3 拉擠車間生產工藝設計一. 纖維與樹脂物料計算舉例 玻璃鋼拉擠制品的設計自由度很大，除了可以設計產品的幾何形狀外，還可以對不同材料進行組合得到不同的性能，即外形相同的兩個拉擠產品，如果樹脂種類、組成不同或增強材料的含量和相對位置不同，它們的機械和物理性能就有很大差異。玻璃纖維紗用量計算：玻璃纖維紗用量計算： 當制品的幾何形狀、尺寸、玻璃纖維和填料的質量含量確定

41、后，玻璃纖維紗的用量可按下式計算：第65頁/共101頁第66頁/共101頁 纖維及織物與基材的配比：一般型材力學性能指標是由纖維和樹脂基體本身性能與兩者的配比組合來確定的，它要根據使用要求來設計，也與制品成型有關，比如實心棒材玻璃纖維質量含量為80%，加有連續氈的槽鋼角鋼等玻璃纖維質量含量為55%65%。第67頁/共101頁第68頁/共101頁二. 質量控制與缺陷分析 （1）原材料的控制 工藝人員對原材料的質量特性要進行評價，主要包括： 1）樹 脂 粘度、單體含量、酸值（分子質量）、反應性（凝膠時間、固化時間、放熱峰溫度）、外觀（色澤、膠凝微粒、污染情況）。 2）玻璃氈 面密度g/cm2、抗拉

42、強度、膠粘劑含量。 3）粗紗 支數、粘接劑含量、懸垂度、膠粘劑遷移、含水量。 4）填料 粒度大小分布、含濕量。 5）添加劑 引發劑、脫模劑、顏料等各種指定實驗指標。第69頁/共101頁（2）中間材料的管理 中間材料主要是指配置好的樹脂膠液和紗架引出的纖維增強材料，在成型工藝過程中材料狀態的監控是非常重要的，其中包括： 1）樹脂 粘度、反應性（凝膠時間、固化時間、放熱峰溫度）、填料的分散狀態、污染程度、樹脂環境溫度、恒溫浴溫度穩定性。 2）玻璃氈 纖維的分布、面密度、寬度公差、污染狀況、粘接劑的可溶性。 3）粗紗 纏結情況、導紗通道上玻璃毛聚積、懸垂狀況、浸漬狀態。 4）添加劑 分散狀態、在樹脂

43、中的懸浮狀態。第70頁/共101頁（3）工藝參數的監控 在成型過程中設定的主要工藝參數包括溫度、拉擠速度和牽引力。通過對溫度、速度、牽引力三個參數的設定和監測可以保證工藝的順利進行。（4）模具管理 模具是拉擠工藝中最重要的反應器與成型裝置，所以模具的質量管理與監控非常必要。它可以從成型過程和制品的一些狀況反映出來。模具的檢查包括模腔粗糙度、合模精度、模具夾緊狀態、模腔尺寸精度等，模具不用時要注意保養、正確存放。第71頁/共101頁 質量檢驗人員必須按一定的檢驗標準對制品進行質量檢驗，對于存在的缺陷產生的原因進行分析，以防止不合格的再次發生。同時，根據型材的要求進行性能檢測并同標準進行比較，必要

44、時進行原因分析、制定糾正措施，加強生產管理或進行更改設計等來保證制品性能，以滿足規定的要求。（5）制品檢驗第72頁/共101頁（6）拉擠成型過程中與制品設計中注意事項1）拉擠成型為連續性工藝，增強材料應選擇連續纖維束、布、氈或其他連續性織物；2）拉擠工藝條件，應依據所選用樹脂體系的工藝條件而確定； 3）增強材料的質量百分含量應控制在40%80%左右。根據應用要求，對力學性能要求高的制品，采用較高的增強材料含量，反之則使含量少些； 4）拉擠制品的壁厚應大于2mm，對特殊要求的制品，可另加設計； 5）拉擠制品在拉擠方向上強度高，而橫向上強度低，屬典型的各向異性制品，若要強化橫向強度，亦可采用環向纏

45、繞進一步加強。第73頁/共101頁（7）常用缺陷及改進方法 拉擠成型常見的缺陷及改進措施見表8-2。第74頁/共101頁三. 拉擠成型工藝中的影響因素與控制 在拉擠成型過程中，除了所選定拉擠成型設備，工藝方法和纖維取向是固定不變的，另外，還有其他許多因素，如樹脂基體的室溫固化特性，成型工藝條件，引發劑和拉擠成型模溫等，都會對其制品性能和質量好壞起重要作用。（1）樹脂基體固化特性的影響 不飽和聚酯樹脂通常采用過氧化物引發劑，一般有熱固化工藝，即加熱使樹脂固化；另外還有室溫固化工藝，即利用引發劑/促進劑之間的氧化/還原反應的方法固化樹脂。前者所得制品的固化程度較高，不經后固化處理就具有較高的物理化

46、學性能，而且生產效率高。后者有利于大型及異型制件在室溫接觸成型，一般需后固化處理，其生產效率不高。故應根據不同的成型工藝，選用相應的固化體系。第75頁/共101頁（2）成型工藝條件的影響 拉擠成型是一種高效、快速（牽引速度一般為0.251.22m/min）的連續模塑成型工藝，要求其型材在離開模具（一般模具長度為0.451.5m）時應具有一定的縱向拉伸/彎曲強度，以保持拉擠成型的正常進行。 其中，型材的力學性能除與其增強材料的類型/含量有關外；在很大程度上還與基體樹脂所達到的固化程度密切相關，故必須選用迅速達到高固化程度的熱固化引發劑體系。第76頁/共101頁（3）模具內加熱溫度的設置 為使型材

47、具有優質表面與所需的理化性能，以達到在一定牽引速度下進行連續性生產的基本要求，針對不飽和聚酯/復合型引發劑的固化工藝特性，一般將模具分為加熱溫度不同的三個區段。 1）預熱段 2）固化段 3）離型段第77頁/共101頁（4）不飽和聚酯類型及其用量的影響 拉擠成型中所用的不飽和聚酯應具有對增強材料浸潤性好的低粘度，為提高拉擠速度應具有能增加型材剛性的高玻璃化轉變溫度（Tg）及高反應活性。同時，型材的耐熱，耐腐蝕，電絕緣、阻燃及耐候性等亦都基于不飽和聚酯的性能。 綜上淺析，拉擠成型工藝的基本原則是如何控制該體系的固化工藝過程都能在模具的相應區段內完成。其中，選擇適宜的樹脂/增強材料組成與熱固化復合型

48、引發劑體系以及對模具內三段加熱溫度的合理設置，都是關系到拉擠成型取得較佳效果的關鍵。對于熱固化復合型引發劑體系的優選，則是其中的核心部分。第78頁/共101頁四. 后加工 （1）A級光潔表面技術 在原來的拉擠樹脂系統的基礎上，開發出了低收縮樹脂系統和纖維系統相匹配，生產出表面光滑無孔隙，達到A級光潔表面的制品。（2）表面外涂飾技術 一般拉擠制品在樹脂液中配有顏料，成型后直接成為最終制品，但是一些對表面有特殊要求的客戶往往提出外噴漆的要求，另外許多制品為了美觀，也需要采用二次涂飾。 拉擠型材常使用內脫模劑，并在成型過程中在制品表面形成油膜，如不除去 則界面粘結效果差，具體表面處理的方法：先將表面

49、用水砂紙打磨或用熱洗衣粉水、丙酮、苯乙烯、油漆稀料等擦拭，把表面油膜去掉，再用灰膩子刮涂打磨平整。如果脫模劑中不含蠟、硅酯、硬脂酸，則可以直接進行二次加工。第79頁/共101頁五. 拉擠車間設備布置舉例 某拉擠車間平面布置圖如圖8-8所示。 （1）車間主要設備有10條拉擠生產線，每條生產線之間留有一定的操作距離； （2）靠近拉擠區設有原料庫； （3）車間還布置有模具室、半成品堆放區、成品堆放區、檢測室等； （4）中間一條東西通道，方便物料和制品的運輸； （5）車間長72米，寬48米。第80頁/共101頁第81頁/共101頁8.4 SMC模壓生產工藝設計 模壓成型工藝是將一定量的模壓料放入金屬對

50、模中，在一定的溫度和壓力作用下，固化成型制品的一種方法。在模壓成型過程中需要加熱和加壓，使模壓料塑化、流動充滿模腔，并使樹脂發生固化反應。 SMC即片狀模塑料，是用不飽和聚酯樹脂、增稠劑、引發劑、交聯劑、低收縮添加劑、填料、內脫模劑和著色劑等混合成樹脂糊浸漬短切玻璃纖維短紗或玻璃纖維氈，并在兩面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起來形成的片狀模壓成型材料。使用時，只需將兩面的薄膜撕去，按制品的尺寸裁切、疊層、放入模具中加溫加壓，即得所需制品。第82頁/共101頁 SMC生產及SMC模壓生產工藝主要包括SMC片材成型、SMC片材稠化處理、SMC制品模壓和SMC制品后處理等幾個階段。 SMC模壓生產工藝操作

51、處理方便、重現性好、作業環境清潔；能使玻璃纖維同樹脂一起流動，可成型帶有肋條和凸部的制品；制品表面光潔度高；生產效率高，成型周期短，成本低，易實現機械化和自動化。第83頁/共101頁一. SMC片材生產工藝設計 SMC片材可用手工預混和機械預混方法制備。手工預混適用于小批量生產，機械預混適用于大批量生產。表8-3為高強低收縮型SMC片材生產配方。第84頁/共101頁 片狀模塑料的生產，從樹脂糊的配制、輸送和玻璃纖維的切割、成氈，直到氈片的浸漬、壓實、收卷及切斷，都可容易地實現連續進行。這一機組稱為片狀模塑料機組，如圖8-9所示。第85頁/共101頁 具體工藝流程：下薄膜放卷，經下樹脂刮刀后，薄

52、膜上被均勻地涂敷上薄膜的一層經充分混合的樹脂糊。當經過切割沉降區時，粗紗經切割后均勻地沉降于其上。承接了短切玻璃纖維的薄膜，在復合輥與以同樣方式上了樹脂糊的上薄膜復合形成夾層，夾層在浸漬區受一系列浸漬輥的滾壓作用，使樹脂糊浸透纖維。當纖維被樹脂充分浸漬后即由收卷裝置收集成卷。成卷的片狀模塑料經稠化處理后即得可供使用的片狀模塑料成品。第86頁/共101頁二. SMC模壓生產工藝設計 SMC模壓生產工藝流程如圖8-10所示。第87頁/共101頁（1）裝料量的估算 為提高生產效率及確保制品尺寸，需進行準確的裝料量計算，但要做到這一點往往很困難。一般是預先進行粗略的估算，然后經幾次試壓測出準確的轉料量

53、。裝料量等于模壓料制品的密度乘以制品的體積，再加上3%5%的揮發物、毛刺等損耗。（2）模壓工藝參數 在模壓過程中，物料宏觀上歷經粘流、凝膠和固化三個階段。微觀上分子鏈由線型變成了網狀體型結構。將模壓料壓制成合格制品所需要的適宜外部工藝條件就是模壓工藝參數，生產上稱為壓制制度，它包含溫度制度和壓力制度。主要包括成型壓力、加壓時機和放氣等。第88頁/共101頁SMC生產及SMC模壓生產線如圖8-11所示。第89頁/共101頁8.5 纏繞制品生產及車間 纏繞成型工藝是將浸過樹脂膠液的連續纖維或布帶，按照一定規律纏繞到芯模上，然后固化脫模成為復合材料制品的工藝過程，一般分為干法纏繞和濕法纏繞。現階段，

54、大多數玻璃鋼生產廠家以濕法纏繞為主，主要因為濕法纏繞流程簡單，設備投資少。濕法纏繞工藝流程如圖8-14所示。第90頁/共101頁一. 生產工藝過程 （1）纖維纏繞原理 在回轉曲面（芯模或內襯）進行纖維的螺旋纏繞，要滿足以下要求：一是滿足線型設計，即纖維連續、均勻有規律地布滿內襯表面；二是纖維位置穩定不滑線。為此纏繞機必須具有兩個基本運動，內襯（或芯模）繞其軸線的勻速旋轉運動與導絲頭（小車）平行內襯（或芯模）軸線方向的運動，只要控制這兩個運動的相對關系即可纏繞出需要的線型。這兩個運動的相對關系是由計算機控制的，將制品的數據輸入微機后啟動主軸電機，主軸電機旋轉，根據輸入的數據由微機控制，小車按一定

55、規律在工作臺上做往復運動。導絲頭上的紗線就按一定規律在工作件內襯上纏繞出設計要求的線型。第91頁/共101頁（2）纏繞工藝參數1) 纖維熱處理和烘干 無捻粗紗在6080烘干24小時。2) 浸膠與膠液含量 膠液含量的高低、變化及分布對制品的性能影響很大。一是直接影響對制品質量和厚度的控制；二是從強度角度看，含膠量過高過低都會使復合強度降低。纏繞玻璃鋼的最佳樹脂含量約為20%30%。 浸膠方式通常采用沉浸式浸膠，通過膠輥壓力來控制含膠量。浸膠槽應裝備恒溫水浴溫度控制在40左右。 膠液粘度通常控制在0.35Pas1.0Pas范圍。第92頁/共101頁 3）纏繞張力 張力過小，制品強度偏低；張力過大，

56、纖維磨損增大；各纖維所受張力的不均勻性越大，制品強度越低。 4）纏繞速度 纏繞過程的進行包括：芯模旋轉，其旋轉切線速度稱芯模速度；導絲頭往復直線運動稱小車速度；纖維紗線相對于導絲頭纏到芯模上的速度為紗線速度。通常，紗線速度不得超過0.9m/s；小車最大速度不得超過0.75m/s。第93頁/共101頁5) 固化制度 加熱固化比常溫固化的制品強度至少可提高20%25%，此外可以縮短生產周期，提高生產率。 在低沸點組分的沸點以下時升溫應慢些，過了沸點后，升溫適當快些。通常采用的升溫速度為0.5/min1/min。 恒溫階段。 降溫冷卻：由于纖維纏繞制品結構中，順纖維方向與垂直纖維方向的線膨脹系數相差

57、近4倍，所以制品從較高溫度要緩慢冷卻到常溫。6) 脫模 選用配套的專用脫模機脫模。在脫模過程中，避免制品受到損傷。第94頁/共101頁二. 生產方案舉例 （1）擬定纏繞生產玻璃鋼罐。制品尺寸如表8-4所示。（2）纏繞設備規格及其技術參數 1）纏繞機 根據纏繞制品的生產方案選擇纏繞機，纏繞機規格如表8-5所示。第95頁/共101頁第96頁/共101頁2）輔助設備 配膠設備：膠液配制只需要一個攪拌裝置，根據膠液的用量選擇型號。 固化爐：根據制品尺寸和數量以及固化制度確定固化爐的尺寸和加熱制度。 脫模機：中通復合材料機械設備制造廠制造 修整機：中通復合材料機械設備制造廠制造 吊車：跨度12m。 第9

58、7頁/共101頁三. 纏繞車間設備布置舉例 （1）車間主要設備有4條纏繞生產線，包括纏繞機、芯模、小車、小車軌道、紗架、控制臺；固化站、脫模裝置、修整機、吊車等； （2）靠近纏繞區設有原料庫，為方便工作每條生產線之間留有一定的距離； （3）車間還布置芯模堆放區、成品堆放區、原料庫和休息室； （4）中間一條東西通道，方便物料和制品的運輸； （5）車間長42米，寬24米，高12米； （6）玻璃鋼罐生產車間平面布置圖如圖8-15所示。 第98頁/共101頁第99頁/共101頁Q)duK!8oFV2izP(ctJ#6nDU1hyO*bsIZ5mCT+gwN%arHY4lBS-fvM$9pGW3kAR)

59、euL!8oFV2izP(dtK#7nEU1hyO*bsIZ5mDT0gxN&arHY4lB0hxO&brIY5lCS+gwN%aqHX4kBR-evL$9pGW3jAQ)duK!7oEV2izP(ctJ#6nDU0hxO&bsIZ5mCT+gwN%aqHX4lBS-fvM$9pGW3jAQ)euL!8oFV2izP(ctJ#6nEU1hyO*bsIZ5mCT+gxN&arHY4lBS-fvM$9qGX3kAR)euL!8oFV2izQ(dtK#7nEU1hyO*bsJZ6mDT0gxN&arHY4lBS+fwwN%aqHX4kBR-evL$8pFW3j

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