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    天然氣管道投入生產設計選擇及應用探討

    2019-06-04   來源:   點擊數:0次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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     中國鋼管信息港發回的報道:成型工藝方案選擇。碳/環氧復合材料薄壁細長矩形管件的成型工藝有多種形式,纏繞成型工藝可充分發揮纖維增強材料潛力,并選用經受空間飛行環境考驗的環氧-三氟化硼單乙胺為樹脂基體材料,其工藝狀態穩定、生產效率較高,在設計要求的方向能提供較大的承載能力。根據本制件的結構特點和要求,對采用無端頭螺旋纏繞工藝,層采用手工鋪放預浸無緯布,為了確保制件質量,選擇了真空袋-熱壓罐法固化成型工藝。
      
      成型工藝根據本制品的實際使用要求,經反復工藝試驗后,選定如下成型工藝。其主要工藝步驟為:1)將成型工裝模具復驗合格后,清理干凈并均勻涂敷工藝文件指定的脫模材料;2)調配樹脂基體材料密度,然后傾入纏繞設備膠槽內;3)將芯棒裝至纏繞設備指定位置后,按工藝文件要求進行45層無端頭螺旋纏繞;4)按鋪層設計要求鋪敷層;5)于成型工裝模具中進行組裝,經檢驗合格后再進行封裝、檢漏;6)于熱壓罐內按工藝文件的要求對制件進行加溫、加壓固化成型;7)出罐后卸去工裝模具,除去制品兩端余膠后進行脫模;8)對制品進行鑒定試驗,合格制品用金剛砂刀具切割加工所需要的外形尺寸。
      
      性能試驗根據本產品設計需要提供碳/環氧薄壁細長矩形管件的拉伸、彎曲、扭轉等測試性能,在當今沒有此方面的現有測試標準情況下,經與北京航空航天大學協作進行了此方面的研究工作,參考相應的試驗方法進行了各項性能試驗。通過理論分析和理論估算,試驗方法切實可行,為今后類似結構產品性能試驗打下良好基礎。
      
      中國鋼管信息港發回的報道:薄壁細長矩形管件尺寸公差控制本制件成型工裝和工藝均采用制品的內、外表面全部為硬模接觸的方式,即在纏繞芯模和制品外設置金屬模胎,采用熱壓罐法固化成型,較好的保證制品的尺寸公差。
      
      減少碳纖維在纏繞過程中的損傷通過纏繞絲嘴的改進、纏繞張力的控制、調整纖維屈曲等措施來減少纏繞過程中的碳纖維損傷現象。固化工藝的改進固化工藝參數包括固化溫度、升溫速率、加壓時機和壓力大小,對產品質量是至關重要的。樹脂含量通過稱量碳/環氧薄壁細長矩形管件的質量、測定其實際體積,可測出碳/環氧薄壁細長矩形管密度為1.502g/cm3(平均值),然后用M40碳纖維密度f、樹脂基體密度m及上述碳/環氧薄壁細長矩形管件制品密度,可通過下式求出制品樹脂含量A.A=m/-m/f1-m/f=0.503估算的樹脂體積含量為50.3%,經研究分析,本產品45采用纏繞工藝,產品在固化成型后存在一定的孔隙,測定其孔隙率V0為3.5%,則管件實際樹脂含量為:A=(1-V0)m/-m/f1-m/f=040852力學性能試驗。
      
      主要設備:高速混合機,張家口市億利設備有限公司;TE-75雙螺桿擠出機,南京科亞化工裝備有限公司;錐形混料倉,上海雙龍混合設備機械廠;低溫脆點儀,意大利CEAST;擺錘沖擊儀,意大利CEAST;透射式改進型偏光顯微鏡,南京東歷來光電有限公司。
      
      樣品制備:先將PP粉料和無規PP粒料按20∶80配混,再把精確稱量的增韌劑和成核劑,按一定比例加入到混合PP樹脂中,在高速混合機中混合均勻,經雙螺桿擠出機混煉造粒,粒料經過壓片工序制備樣品,然后進行性能測試。
      
      性能檢測:低溫沖擊試驗按ISO179標準進行,實驗溫度為-20℃。試樣為帶有V型缺口的(10×6×80)mm的長條,缺口端部半徑為0.25mm,試樣剩余厚度為8mm,低溫脆化溫度試驗按GB5470-85標準進行。透射式改進型偏光顯微鏡試驗,利用光的偏振特性,對有雙折射的物質進行晶體的形態、球晶的大小、多色性進行表征。
      
      增韌劑的加入對管材料沖擊強度的影響增韌劑的加入可有效地改善材料的沖擊強度,減緩外力對材料破壞的影響。加入不同量增韌劑的材料的沖擊強度。
      
      中國鋼管信息港發回的報道:電子顯微鏡分析不同成核劑含量下的管材料結晶形態的,隨成核劑加入量的增大,球晶尺寸呈下降趨勢,并趨于穩定。管材料中含成核劑不同量時的電子顯微鏡分析。8%母料(含成核劑)9%母料(含成核劑)10%母料(含成核劑)12%母料(含成核劑)加入成核劑的管材料的電鏡圖像,不同尺寸的球晶對管材料的低溫性能的影響隨母料(含成核劑)加入量增大,球晶細化,從而有利于低溫性能的提高,脆化溫度最低;加入量超過9%后,隨加入量增大,球晶尺寸趨于穩定。
      
      增韌劑的加入使PP-R管材料的低溫沖擊強度發生了很大的變化,隨著增韌劑含量的增加,低溫性能明顯的提高。隨著母料(含成核劑)含量的增加,球晶逐漸細化,韌性提高,PP-R管材料的耐低溫脆化溫度降低,在加入量9%時低溫脆化溫度出現極大值,在此時低溫性能最好。
      
      加隔離清管器的目的是減少混氣段,但是從忠武線置換的結果看,沒有采用清管器隔離的混氣段反而比采用"個隔離清管器的要短。理論上認為,加隔離清管器并不是減少混氣段的決定因素,決定因素應是氣體的流速,只有當氣體的流態處于紊流狀態,才能有效地減少混氣段的長度。計算結果表明:混氣段的長度為最短。由于氣體可以壓縮,同時又有管道高差、彎頭、管內污物、管道組對間隙和內錯邊量以及內焊縫高低的影響,因此清管器的運行阻力是變化的,在實際操作過程中,清管器的運行速度難以控制。清管器運行過程中,其密封盤不可避免地與管道內壁發生摩擦,密封盤的過度磨損將造成清管器前后串氣,運行速度不能準確計算,難以控制。
      
      中國鋼管信息港發回的報道:清管器過盈量的存在,將使密封盤與管壁間產生較大的摩擦阻力,使清管器前后的壓差加大,增加了清管器前后的串氣量,進一步加長了混氣段的長度。采用清管器,會增大工作量,增加投資。根據國內外施工的實際情況和理論分析,我們認為,不采用清管器進行隔離具有更多的優點,因此本工程在置換過程中不采用清管器。
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