秦 晉，周賀達(dá)

（吉林省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130021）

1 制襯工序問(wèn)題分析

內(nèi)襯層中起到防滲漏作用的是被樹(shù)脂浸透的表面氈。在內(nèi)襯層的生產(chǎn)過(guò)程中一般有兩種方法：一是先上樹(shù)脂后纏表面氈，二是先纏表面氈后上樹(shù)脂，但兩種方法取得的防滲漏效果卻不大一樣。通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)采用先纏表面氈后上膠的方法，內(nèi)表面常出現(xiàn)針織、皺折及浸漬不良等現(xiàn)象，而采用先上膠后纏表面氈的方法則能夠得到一個(gè)光滑、質(zhì)密的內(nèi)表面。比較而言先上樹(shù)脂后纏表面氈的方法更可取。同時(shí)，對(duì)防滲漏要求嚴(yán)格的部位采用多層表面氈防滲，效果會(huì)更好。

內(nèi)襯制作過(guò)程中常出現(xiàn)的問(wèn)題有2個(gè)：

1）由于樹(shù)脂具有一定的粘度，所以流動(dòng)性并不是很好，在內(nèi)襯層制作過(guò)程中并不能自動(dòng)把表面氈和針織氈里的空氣排除，此時(shí)若不加以處理，將導(dǎo)致管道內(nèi)襯層產(chǎn)生大量氣泡，在外部壓力作用下，氣泡破裂，管道就可能滲漏，從而使內(nèi)襯層失去防滲漏作用。為了杜絕這種情況發(fā)生，就需要采取一定的趕壓氣泡的措施，目前常用的方法是當(dāng)內(nèi)襯層纏繞完成后，人工使用壓輥驅(qū)趕氣泡。由于是人為操作，具體操作的壓輥壓力比較難以控制，若壓力過(guò)大則可能將內(nèi)襯層的樹(shù)脂擠出來(lái)，使內(nèi)襯層的樹(shù)脂含量不足；若壓力過(guò)小，則可能趕不盡氣泡，達(dá)不到驅(qū)趕氣泡的目的。為此，部分生產(chǎn)廠家提出利用機(jī)械張力通過(guò)控制最后纏繞網(wǎng)格布張力的方法，來(lái)達(dá)到趕氣泡的目的。該方法張力均勻，可以有效驅(qū)趕內(nèi)襯層內(nèi)氣泡，值得研究推廣。

2）從事玻璃鋼夾砂管道生產(chǎn)和安裝的同志可能都看到過(guò)管道內(nèi)襯層出現(xiàn)或大或小的白斑，這種現(xiàn)象在南方的一些生產(chǎn)廠家更為普遍。產(chǎn)生白斑的主要原因是原材料的存放工作沒(méi)有做好，內(nèi)襯層原材料（表面氈和針織氈）受潮所致。為了能和樹(shù)脂產(chǎn)生良好的浸潤(rùn)效果，纖維制品（表面氈、針織氈和纏繞纖維）在出廠之前都經(jīng)過(guò)高溫處理，以便降低纖維制品的含水率。主要原因是水和樹(shù)脂是互不相溶的，水分含量過(guò)高的地方樹(shù)脂不能很好地浸潤(rùn)纖維制品。而有些生產(chǎn)廠家并未注意到這一點(diǎn)，尤其在南方地區(qū)多雨潮濕，空氣濕度很大，若不對(duì)纖維制品進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的儲(chǔ)存，更容易使纖維制品受潮，含水量提高，從而在生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生白斑。管道上白斑面積較小的地方，基本不會(huì)影響管道的使用性能。白斑面積較大就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果，甚至導(dǎo)致內(nèi)襯層分層現(xiàn)象，從而使內(nèi)襯不能很好地起到防滲防漏的作用。預(yù)防產(chǎn)生白斑的方法很簡(jiǎn)單，只要存放纖維制品過(guò)程中做好防潮工作，對(duì)不使用的纖維制品放置在干燥的地方存放即可。

內(nèi)襯制作完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行纏繞，避免內(nèi)襯放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，表面被灰塵覆蓋，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層樹(shù)脂不能與內(nèi)襯層很好結(jié)合，使結(jié)構(gòu)層和內(nèi)襯層分層。

2 纏繞工序問(wèn)題分析

纏繞工序是管道生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是制約管道生產(chǎn)時(shí)間的關(guān)鍵工序。纏繞時(shí)芯模轉(zhuǎn)速加快能夠提高管道的生產(chǎn)效率，事實(shí)上，纏繞時(shí)芯模轉(zhuǎn)速是不宜過(guò)快的。若芯模轉(zhuǎn)速過(guò)快，在離心力的作用下，樹(shù)脂會(huì)被甩出，從而浪費(fèi)了材料，降低了管道結(jié)構(gòu)層的樹(shù)脂含量，同時(shí)還污染了環(huán)境。另外，若纏繞速度過(guò)快，玻璃纖維通過(guò)膠槽時(shí)時(shí)間過(guò)短，導(dǎo)致玻璃纖維不能被良好浸透。根據(jù)已有資料顯示纏繞纖維的線速度以不超過(guò)0.9 m/s為宜。

纏繞工序的的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是夾砂，就是在結(jié)構(gòu)層中夾入一層或數(shù)層石英砂。操作過(guò)程對(duì)工人的操作水平和設(shè)備的要求都比較高，稍有不慎，便會(huì)出現(xiàn)漏砂斷砂等現(xiàn)象，使得夾砂層不能連續(xù)均勻。那么出現(xiàn)這種問(wèn)題后是否可以處理補(bǔ)救呢？就目前而言，一般常用的就是在漏砂斷砂處使用玻璃纖維纏繞填平。因?yàn)閺墓艿赖耐庥^來(lái)看，玻璃纖維代替石英砂的部位是透明的，給人直接的感官印象是比較單薄的。一些人機(jī)械的認(rèn)為石英砂比較硬，所以?shī)A砂是為了提高管道的剛度。如果斷砂漏砂了，管道的剛度就降低了。其實(shí)這種想法是不完全正確的，夾砂層的直接作用確實(shí)是為了提高管道的環(huán)向剛度。管道環(huán)向剛度的計(jì)算方法：

式中：Sn——管道環(huán)向剛度，Pa；E——環(huán)向彎曲彈性模量，Pa；I——單位長(zhǎng)度管的環(huán)彎曲慣性矩，對(duì)于均勻壁厚管道I=t3/12（t為管道的壁厚），m4/m；D——平均管徑（管道直徑+管道壁厚），m。

從上面公式可以看出影響管道環(huán)向剛度的因素有3個(gè)：環(huán)向彎曲彈性模量E；環(huán)彎曲慣性距I（與管道壁厚t有關(guān)）；平均管徑D。由于玻璃鋼夾砂管道環(huán)向彎曲彈性模量主要由玻璃纖維纏繞層決定，漏砂并沒(méi)有影響到纖維纏繞層（暫不考慮補(bǔ)救時(shí)漏砂處純環(huán)向玻璃鋼纏繞的增加對(duì)環(huán)向彎曲彈性模量E的增強(qiáng)），故可認(rèn)為漏沙處的環(huán)向彎曲彈性模量E沒(méi)有改變；由于補(bǔ)救時(shí)用玻璃纖維纏繞填平了漏砂的空隙，故漏砂處的壁厚沒(méi)有改變，所以環(huán)彎曲慣性距和平均管徑都沒(méi)有變化?？梢酝茢喙艿赖膭偠纫矝](méi)有發(fā)生改變。所以可以說(shuō)針對(duì)漏砂情況所采用的這種補(bǔ)救方法是有效的，補(bǔ)救后的玻璃鋼管道的力學(xué)性能（主要指剛度）沒(méi)有受到影響。因此，目前管道生產(chǎn)所采用的夾砂工藝根本目的是為了降低管道的生產(chǎn)成本。事實(shí)上有資料表明：隨著夾砂層中砂層的不斷加厚，管道環(huán)向彎曲彈性模量E隨著夾砂層中夾砂厚度增大而下降，管道的剛度反而成下降趨勢(shì)。

3 固化工序問(wèn)題分析

纏繞完成后，進(jìn)入固化階段，目前常用的固化方法有兩種，一種是常溫固化，這種方法，不需要任何輔助設(shè)施，但需要添加過(guò)量的固化劑，一段時(shí)間之后，由于固化劑的作用，使得樹(shù)脂固化成型。另一種方法是纏繞完成后利用電加熱片，進(jìn)行加熱固化。這種方法則不需要添加過(guò)量的固化劑。兩種方法相比較，常溫固化方法需要添加的固化劑多，固化劑的含量往往偏高，會(huì)導(dǎo)致部分固化劑在管體內(nèi)殘留，引起管道性能的下降。同時(shí)，生產(chǎn)時(shí)固化劑的含量偏高，可能導(dǎo)致膠液固化時(shí)間加快，使得部分樹(shù)脂提前固化，既不滿(mǎn)足生產(chǎn)需要又浪費(fèi)了材料、增加了成本。加熱固化是在管道生產(chǎn)完成后通過(guò)對(duì)管體的加熱，使得管體的溫度升高，從而加快管道的固化速度，減少了固化所需的時(shí)間。該種方法只需加入適量的固化劑，就可以大大提高生產(chǎn)效率，且最終管道性能也得到了提高。因此，加熱固化則更適用于生產(chǎn)。但由于加熱固化增加了額外的加熱費(fèi)用，部分生產(chǎn)廠家還是選擇了常溫固化的方法。

4 修整工序問(wèn)題分析

管道生產(chǎn)完成后，要進(jìn)行最終的修整，特別是承插連接的管道，承插口的修整狀況更加關(guān)系到管道最終安裝的密封性能。修整過(guò)程中需要注意的是，在使用修整刀進(jìn)行修整承、插口時(shí)，必須一邊修整一邊往刀頭處噴水。

修整工序不適合修整過(guò)短的承插連接的管道（低于3 m）。這是因?yàn)檫^(guò)短的管道在修整時(shí)不能方便裝夾。一般的修整機(jī)裝夾時(shí)管道下面有托盤(pán)托住管身，以保證管身前后水平，所以裝夾的管道的長(zhǎng)度受到托盤(pán)底座的限制，從目前國(guó)內(nèi)部分廠家的托盤(pán)底座來(lái)看，長(zhǎng)度低于3 m的管道是無(wú)法支托的。若不使用托盤(pán)，則很難保證管身前后水平，修整出來(lái)的管道插口平臺(tái)，就會(huì)產(chǎn)生錐形，在安裝時(shí)將會(huì)影響管道的密封性能。不宜制做承插口短管（低于3 m）的另一原因是，由于一般的模具都具有一定的錐度，導(dǎo)致管道的前后管徑產(chǎn)生偏差，而這種偏差在較短的管道上產(chǎn)生的問(wèn)題越明顯。