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玻璃鋼就是纖維增強(qiáng)熱固性塑料，俗稱玻璃鋼。英文縮寫為FRP。那么玻璃鋼膜殼就是兩端裝有封頭的圓形壓力容器，在其內(nèi)部裝有不同規(guī)格型號的過濾用膜元件?，F(xiàn)在市場上銷售的玻璃鋼膜殼基本上是采用螺旋纏繞工藝技術(shù)生產(chǎn)的，而只有大連宇星凈水設(shè)備有限公司生產(chǎn)的玻璃鋼膜殼是采用先進(jìn)的拉繞工藝技術(shù)生產(chǎn)的。
下面就以上陳述的兩種玻璃鋼膜殼生產(chǎn)工藝技術(shù)簡單描述如下：首先我們介紹一下螺旋纏繞技術(shù)：螺旋纏繞技術(shù)即纖維束從一個(gè)水平移動(dòng)的繞絲嘴纏繞到一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的芯模上。纏繞角由二者速度的比率來決定。繞絲嘴沿芯模水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣砂線就在芯模上形成一個(gè)均一厚度且各處纏繞角均為一常數(shù) 的菱形花樣，相同方向鄰近砂片之間相接而不相交，不同方向的纖維則相交。這樣為纖維均勻纏滿芯模表面時(shí)，在圓筒段就構(gòu)成了兩層纖維層。但是需要指示的是，在芯模兩端會存在一定長度的纖維混亂區(qū)，在制作如玻璃鋼膜殼這樣的壓力容器時(shí)，應(yīng)將此段切除。而拉繞技術(shù)就是在拉擠技術(shù)的基礎(chǔ)上又加入了環(huán)向纏繞技術(shù)。具體講就是將纖維砂或其織物分不同層次鋪放或纏繞到芯模上，然后通過牽引裝置從成型模具中拉出制品。整個(gè)工藝過程是連續(xù)的，而且每層纖維砂只有相接沒有交叉；同時(shí)制品的密度、厚度非常均勻，尺寸精度等以Φ102×3mm管為例，其厚度與內(nèi)徑偏均小于0.1mm。
那么采用以上陳述的兩種工藝技術(shù)生產(chǎn)玻璃鋼膜殼有哪些相同點(diǎn)又有哪些差別呢？首先作為玻璃鋼膜殼，它是一種筒形壓力容器，因此其受力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)按照薄殼理論等相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。玻璃鋼膜殼總體上可分為三層結(jié)構(gòu)，即內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)層和外保護(hù)層。各層功能不同，內(nèi)襯層是致密的富樹脂層主要起防腐、防滲作用；結(jié)構(gòu)層是高纖維含量的承力層，其承受載荷引起的各種應(yīng)力；外保護(hù)層則是為結(jié)構(gòu)層玻璃鋼的老化提供保護(hù)，同時(shí)又有外觀裝飾作用，作為玻璃鋼膜殼，外觀顏色基本上有三種，即白色、藍(lán)色和黑色，以白色為主。
玻璃鋼膜殼殼體體結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)計(jì)算我們可以采用以下幾個(gè)計(jì)算公式：
1、由內(nèi)壓引起的環(huán)向應(yīng)力：
式中δoθ ——環(huán)向應(yīng)力；
Pω —— 工作壓力（或設(shè)計(jì)工作壓力）
D —— 殼體內(nèi)徑；
t —— 殼體壁厚。
2、由內(nèi)壓引起的軸向應(yīng)力：
式中δx ——軸向應(yīng)力；
Pω —— 工作壓力（或設(shè)計(jì)工作壓力）
D —— 殼體內(nèi)徑；
t —— 殼體壁厚。
根據(jù)以上兩個(gè)計(jì)算公式我們不難看到，玻璃鋼膜殼殼體的環(huán)向應(yīng)力為軸向應(yīng)力的二倍，也就是說當(dāng)采用螺旋纏繞工藝技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，只要保證環(huán)向纏繞層厚度為縱向鋪設(shè)層厚度的二倍即可。同時(shí)為了保證玻璃鋼膜殼的抗疲勞性和6倍安全系數(shù)，殼體的環(huán)向許用應(yīng)力應(yīng)為：〔δy〕=δy/K
式中K為玻璃鋼殼體的安全系數(shù)，通常取6~10。在進(jìn)行玻璃鋼膜殼設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，我們就可以選用纖維材料的機(jī)械強(qiáng)度值，先確定環(huán)向許用應(yīng)力，然后根據(jù)膜殼直徑與設(shè)計(jì)工作壓力來確定殼體的壁厚。
通過以上簡單的描述我們就很容易看到，采用拉繞工藝技術(shù)比采用螺旋纏繞工藝技術(shù)生產(chǎn)玻璃鋼膜殼具有以下幾方面的優(yōu)勢：
1、拉繞工藝是連續(xù)生產(chǎn)，可按需要加工各種長度的膜殼。
2、內(nèi)外表面都是光滑表面，無需象纏繞那樣需要對外表面進(jìn)行車削或磨削加工，這樣不僅可以減少材料消耗，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)又可以減少對環(huán)境的污染。
3、拉繞工藝很容易保證纖維排布的有序性，沒有纖維相交的纖維混亂區(qū)，從而可以最大限度發(fā)揮增強(qiáng)纖維的性能，從而保證玻璃鋼膜殼制品的性能的穩(wěn)定性。
4、拉繞工藝生產(chǎn)的玻璃鋼膜殼具有很好的壁厚均勻度，平均偏差不大于0.1mm，從而可以保證加工多孔玻璃鋼膜殼的尺寸精度。
5、由于拉繞工藝的可設(shè)計(jì)性與可操作性更強(qiáng)，使得生產(chǎn)不同壓力等級要求的玻璃鋼膜殼變得更加簡單。
總而言之，通過以上兩種玻璃鋼膜殼生產(chǎn)工藝技術(shù)的簡單介紹與對比，我們就不難看到，由于拉繞這種新工藝技術(shù)的先進(jìn)性，必然會對玻璃鋼膜殼的生產(chǎn)與發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。但是在這里我們?nèi)匀恍鑿?qiáng)調(diào)的是，不論哪種工藝生產(chǎn)的玻璃鋼膜殼，它都是層結(jié)構(gòu)。也就是說，選用好的纖維增強(qiáng)材料與好的基體樹脂材料，對保證產(chǎn)品質(zhì)量是至關(guān)重要的。因?yàn)檫@樣層結(jié)構(gòu)的特性，要想充分發(fā)揮每層增強(qiáng)纖維的性能，就是采用適合的基體樹脂，這樣才能充分浸潤纖維，層與層之間的粘接強(qiáng)度才能高，才能更好地把膜殼受力均勻地分散與傳遞到每一層面，真正起到橋梁作用。因此，這是我們在探討玻璃鋼膜殼生產(chǎn)工藝技術(shù)時(shí)所必須強(qiáng)調(diào)的前提條件。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，有關(guān)膜殼的生產(chǎn)一定還會有新的技術(shù)出現(xiàn)，玻璃鋼材料也會被性能更加優(yōu)異的其它高分子復(fù)合材料所取代，這是我們大家都希望看到的，也是時(shí)代發(fā)展的必然。
