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    天然气管道投入生产设计选择及应用探讨

    2019-06-04   来源:   点击数:0次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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     中国钢管信息港发回的报道:成型工艺方案选择。碳/环氧复合材料薄壁细长矩形管件的成型工艺有多种形式,缠绕成型工艺可充分发挥纤维增强材料潜力,并选用经受空间飞行环境考验的环氧-三氟化硼单乙胺为树脂基体材料,其工艺状态稳定、生产效率较高,在设计要求的方向能提供较大的承载能力。根据本制件的结构特点和要求,对采用无端头螺旋缠绕工艺,层采用手工铺放预浸无纬布,为了确保制件质量,选择了真空袋-热压罐法固化成型工艺。
      
      成型工艺根据本制品的实际使用要求,经反复工艺试验后,选定如下成型工艺。其主要工艺步骤为:1)将成型工装模具复验合格后,清理干净并均匀涂敷工艺文件指定的脱模材料;2)调配树脂基体材料密度,然后倾入缠绕设备胶槽内;3)将芯棒装至缠绕设备指定位置后,按工艺文件要求进行45层无端头螺旋缠绕;4)按铺层设计要求铺敷层;5)于成型工装模具中进行组装,经检验合格后再进行封装、检漏;6)于热压罐内按工艺文件的要求对制件进行加温、加压固化成型;7)出罐后卸去工装模具,除去制品两端余胶后进行脱模;8)对制品进行鉴定试验,合格制品用金刚砂刀具切割加工所需要的外形尺寸。
      
      性能试验根据本产品设计需要提供碳/环氧薄壁细长矩形管件的拉伸、弯曲、扭转等测试性能,在当今没有此方面的现有测试标准情况下,经与北京航空航天大学协作进行了此方面的研究工作,参考相应的试验方法进行了各项性能试验。通过理论分析和理论估算,试验方法切实可行,为今后类似结构产品性能试验打下良好基础。
      
      中国钢管信息港发回的报道:薄壁细长矩形管件尺寸公差控制本制件成型工装和工艺均采用制品的内、外表面全部为硬模接触的方式,即在缠绕芯模和制品外设置金属模胎,采用热压罐法固化成型,较好的保证制品的尺寸公差。
      
      减少碳纤维在缠绕过程中的损伤通过缠绕丝嘴的改进、缠绕张力的控制、调整纤维屈曲等措施来减少缠绕过程中的碳纤维损伤现象。固化工艺的改进固化工艺参数包括固化温度、升温速率、加压时机和压力大小,对产品质量是至关重要的。树脂含量通过称量碳/环氧薄壁细长矩形管件的质量、测定其实际体积,可测出碳/环氧薄壁细长矩形管密度为1.502g/cm3(平均值),然后用M40碳纤维密度f、树脂基体密度m及上述碳/环氧薄壁细长矩形管件制品密度,可通过下式求出制品树脂含量A.A=m/-m/f1-m/f=0.503估算的树脂体积含量为50.3%,经研究分析,本产品45采用缠绕工艺,产品在固化成型后存在一定的孔隙,测定其孔隙率V0为3.5%,则管件实际树脂含量为:A=(1-V0)m/-m/f1-m/f=040852力学性能试验。
      
      主要设备:高速混合机,张家口市亿利设备有限公司;TE-75双螺杆挤出机,南京科亚化工装备有限公司;锥形混料仓,上海双龙混合设备机械厂;低温脆点仪,意大利CEAST;摆锤冲击仪,意大利CEAST;透射式改进型偏光显微镜,南京东历来光电有限公司。
      
      样品制备:先将PP粉料和无规PP粒料按20∶80配混,再把精确称量的增韧剂和成核剂,按一定比例加入到混合PP树脂中,在高速混合机中混合均匀,经双螺杆挤出机混炼造粒,粒料经过压片工序制备样品,然后进行性能测试。
      
      性能检测:低温冲击试验按ISO179标准进行,实验温度为-20℃。试样为带有V型缺口的(10×6×80)mm的长条,缺口端部半径为0.25mm,试样剩余厚度为8mm,低温脆化温度试验按GB5470-85标准进行。透射式改进型偏光显微镜试验,利用光的偏振特性,对有双折射的物质进行晶体的形态、球晶的大小、多色性进行表征。
      
      增韧剂的加入对管材料冲击强度的影响增韧剂的加入可有效地改善材料的冲击强度,减缓外力对材料破坏的影响。加入不同量增韧剂的材料的冲击强度。
      
      中国钢管信息港发回的报道:电子显微镜分析不同成核剂含量下的管材料结晶形态的,随成核剂加入量的增大,球晶尺寸呈下降趋势,并趋于稳定。管材料中含成核剂不同量时的电子显微镜分析。8%母料(含成核剂)9%母料(含成核剂)10%母料(含成核剂)12%母料(含成核剂)加入成核剂的管材料的电镜图像,不同尺寸的球晶对管材料的低温性能的影响随母料(含成核剂)加入量增大,球晶细化,从而有利于低温性能的提高,脆化温度最低;加入量超过9%后,随加入量增大,球晶尺寸趋于稳定。
      
      增韧剂的加入使PP-R管材料的低温冲击强度发生了很大的变化,随着增韧剂含量的增加,低温性能明显的提高。随着母料(含成核剂)含量的增加,球晶逐渐细化,韧性提高,PP-R管材料的耐低温脆化温度降低,在加入量9%时低温脆化温度出现极大值,在此时低温性能最好。
      
      加隔离清管器的目的是减少混气段,但是从忠武线置换的结果看,没有采用清管器隔离的混气段反而比采用"个隔离清管器的要短。理论上认为,加隔离清管器并不是减少混气段的决定因素,决定因素应是气体的流速,只有当气体的流态处于紊流状态,才能有效地减少混气段的长度。计算结果表明:混气段的长度为最短。由于气体可以压缩,同时又有管道高差、弯头、管内污物、管道组对间隙和内错边量以及内焊缝高低的影响,因此清管器的运行阻力是变化的,在实际操作过程中,清管器的运行速度难以控制。清管器运行过程中,其密封盘不可避免地与管道内壁发生摩擦,密封盘的过度磨损将造成清管器前后串气,运行速度不能准确计算,难以控制。
      
      中国钢管信息港发回的报道:清管器过盈量的存在,将使密封盘与管壁间产生较大的摩擦阻力,使清管器前后的压差加大,增加了清管器前后的串气量,进一步加长了混气段的长度。采用清管器,会增大工作量,增加投资。根据国内外施工的实际情况和理论分析,我们认为,不采用清管器进行隔离具有更多的优点,因此本工程在置换过程中不采用清管器。
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