淺談玻璃鋼管道手糊成型工藝連接方法

趙忠獻

摘 要：玻璃鋼管由于其良好的耐腐蝕、防火、防凍、抗老化、對水質無影響以及價格優勢使其在國際市場上大量推廣，玻璃鋼管道連接手糊成型工藝是以加有固化劑的樹脂混合液為基體，以玻璃纖維及其織物為增強材料，通過手工涂刷和粘貼玻璃纖維及其織物，使二者粘接在一起，作為玻璃鋼管道及管件連接的一種工藝。

關鍵詞：玻璃鋼管道 樹脂 固化劑 玻璃纖維

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（b）-0070-02

1 工藝原理

玻璃鋼管道連接采用手糊成型工藝，又稱接觸成型，是樹脂基復合材料生產中最早使用和應用最普遍的一種成型方法。手糊成型工藝是以加有固化劑的樹脂混合液為基體，以玻璃纖維及其織物為增強材料，通過手工涂刷和粘貼玻璃纖維及其織物，使二者粘接在一起，作為玻璃鋼管道及管件連接的一種工藝。基體樹脂通常采用不飽和聚酯樹脂或環氧樹脂，增強材料通常采用無堿或中堿玻璃纖維及其織物。

2 玻璃鋼管道手糊成型連接工藝流程

施工準備→配膠→對接定位→防滲層糊制→結構增強層糊制→外保護層糊制→固化→糊制表面修整。

2.1 施工準備

（1）施工所需的圖紙、施工方案、交底等技術文件準備齊全。

（2）材料已到貨并檢驗合格。

主材包括玻璃鋼管、管件、閥門墊片等，輔助材料包括：不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂、環氧樹脂（樹脂種類與管道設計要求一致，這里我們選用的是9609SP不飽和聚酯樹脂型號）、玻璃纖維表面氈、玻璃纖維短切氈、纏繞無捻粗紗、玻璃纖維方格布、促進劑、固化劑等。將玻璃纖維表面氈、玻璃纖維短切氈、玻璃纖維方格布提前裁剪為要求寬度作為備用材料，有鎖邊的布將鎖邊剪掉。短切氈邊口用手撕毛。（如圖1）

（3）施工作業所需人員配置已到位并經安全技術培訓合格滿足施工需要。

（4）施工所需的工機具已按要求配備齊全，機械、機具有關的負荷實驗、計量鑒定證書、使用證、能力鑒定等法定機構頒發的現行有效合格證應齊全。

（5）管道連接坡口打磨。

接口打磨時用角磨機將連接端面打磨成45°坡口，要求坡口底部只留下內襯層。為保證糊制表面的粘接強度，將管道表面打磨粗糙，要求表面平整同時保持一定的粗糙度，嚴禁出現亮面。打磨尺寸比手糊尺寸稍大，防止邊緣局部粘接不牢、分層或翹曲。

2.2 配膠

將樹脂倒入臨時存放膠桶，倒入樹脂量應以滿足每次糊制需要量為準。根據操作區域的溫度、濕度，加入一定量的促進劑（鈷鹽），要求不超過3%；攪拌均勻，攪拌均勻后備用。用樹脂膠盆取一定量的樹脂，要求每次最多不超過3 kg，加入固化劑，攪拌均勻備用。具體參數見表1。

2.3 對接定位

（1）對接前，用毛刷或風機吹掃接口兩邊表面留下的粉塵，檢查接口表面是否符合糊制要求，不合格應重新打磨吹掃，直至合格為止。然后將兩邊的管道對正找平，使中間的離縫盡可能地小，并用水平儀檢查管線是否水平，軸心線是否在同一直線上，方向是否正確。

（2）將少量短切氈在配置好的膠液中充分浸潤，將浸潤好的短切氈在打磨接口部位糊制1～2個固定點，防止接口在糊制過程中發生位移。糊制固定點時一定要將接口對齊。待固化完全，有一定強度后進行下一步操作。（如圖2～圖3）

2.4 防滲層糊制

（1）涂刷富樹脂：用毛刷將富樹脂均勻涂刷在打磨表面，富樹脂用量控制在200～250 g/m，防止流掛等現象發生。

（2）填補接口：用浸潤好樹脂的纏繞無捻粗紗或撕碎的玻璃纖維端切氈填補“V”型坡口，保證接口表面保持密實、平整，樹脂含量大于75%以上。

（3）涂刷富樹脂：用毛刷將富樹脂均勻涂刷在打磨表面及V型坡口填充后區域，富樹脂用量控制在200～250 g/m，防止流掛等現象發生。

（4）過渡粘貼層糊制：將在樹脂中浸潤后的玻璃纖維短切氈糊制上去（450 g/m2玻璃纖維短切氈，需糊制2層），樹脂含量控制在72%以上，操作過程中應盡可能將氣泡脫除干凈，不能有褶皺、翹曲、白絲、干氈等現象。

（5）再次涂刷富樹脂，富樹脂用量控制在200～250 g/m2，防止流掛等現象發生。

（6）將在樹脂中浸潤后的玻璃纖維方格布糊制上去（400 g/m2或600 g/m2的玻璃纖維方格布，需糊制2層），樹脂含量控制在45%以上，由于防滲材料力學性能較差，樹脂含量較高，糊制過程中防止管道接口底部在重力作用下發生下墜現象，導致防滲層不起作用，因此最外層玻璃纖維方格布糊制兩層，保持一定的張力，防止接口底部防滲層下墜。（如圖4）

2.5 結構增強層糊制

（1）防滲層固化完全后（固化時間約30 min），用角磨機打磨防滲層表面，然后均勻涂刷一層富樹脂。

（2）將在樹脂中浸潤后的玻璃纖維方格布糊制上去（400 g/m2或600 g/m2的玻璃纖維方格布需糊制4～6層），樹脂含量控制在45%以下。

（3）將在樹脂中浸潤后的玻璃纖維短切氈糊制上去（450 g/m2玻璃纖維短切氈，需糊制1層），樹脂含量控制在75%以下。

注：糊制過程中嚴禁出現褶皺、樹脂堆積、流膠、白絲、干布、干氈等現象。糊制過程中要求玻璃纖維方格布保持一定的張力，防止重力作用發生下墜現象。玻璃纖維方格布浸漬樹脂時應預浸，擰干后再往接口上糊制，嚴禁直接用干布包纏接口，然后在干布上涂抹樹脂的方式糊制。

2.6 外保護層糊制

（1）過渡接層：將在樹脂中浸潤后的玻璃纖維短切氈糊制上去（450 g/m2玻璃纖維短切氈，需糊制2層），樹脂含量控制在75%以上。

（2）將在樹脂中浸潤后的玻璃纖維表面氈糊制上去（30 g/m2玻璃纖維短切氈，需糊制1層），樹脂含量控制在92%以上，玻璃纖維表面氈工藝操作性差，氣泡脫除困難，需進行輥壓或毛刷驅趕。endprint

（3）涂刷富樹脂，富樹脂用量控制在200～250 g/m2，防止流掛等現象發生。

2.7 固化

通常情況在常溫固化時間約為24 h，達到最佳強度為48 h，當氣溫過低或濕度較大時，應采用加熱固化，加快樹脂固化速度，提高樹脂固化度。

2.8 糊制表面修整

固化完全后，用鏟刀或打磨機去除表面毛刺，保證糊制表面光滑平整，最后用角磨機整體打磨糊制接口表面進行修整，至此管道手糊連接工作結束。（如圖5）

3 手糊接口質量控制要點

手糊接口質量取決于原材料質量、操作人員的技術水平、環境條件和工藝過程控制，要控制好接口質量要做好以下幾方面的工作。

3.1 原材料質量控制

（1）采購原材料應嚴格按照質量管理體系要求，選擇合格分供方產品。

（2）所有手糊原材料必須經公司質檢部門檢驗合格。

（3）所有手糊原材料應做好各種防護措施，防止雨淋、暴曬。同時注意防火、防爆。

（4）由于手糊接口操作環境比較惡劣，為防止原材料力學性能下降，所有原材料應存放在陰涼干燥的環境中。

（5）手糊原材料管理應采用少領多次的原則，領用原材料嚴禁退庫，防止原材料污染。

3.2 環境條件的控制

（1）玻璃鋼較適宜的成型溫度為15 ℃～25 ℃，當溫度低于5 ℃時應調整固化劑種類、促進劑種類，同時采取加熱措施，保證玻璃鋼制品質量。

（2）玻璃鋼較適宜的成型濕度應控制在相對濕度60%以下；當相對濕度超過80%時，應停止作業，由于水對樹脂固化起阻聚作用，防止樹脂不固化等現象發生。

（3）玻璃鋼較適宜的成型風速為小于1 m/s；當風速超過3 m/s時，應停止作業，防止表面苯乙烯過度揮發，形成表面發粘或泛白，導致樹脂固化不完全或內部樹脂不固化等現象。

3.3 手糊工藝過程控制

（1）嚴格控制樹脂凝膠時間。由于樹脂固化是放熱反應，凝膠時間過短，放熱集中，容易形成裂紋、燒白、炸裂等現象；凝膠時間過長，樹脂在重力作用下，容易形成流膠現象，導致接口上表面樹脂流空，底部樹脂堆積，形成接口滲漏。為保證凝膠時間合理，每次膠液配制之前應做小樣試驗，以確定樹脂配比。

（2）驅趕氣泡。每糊制一層應用壓輥仔細將氣泡脫除，氣泡過多影響玻璃鋼力學性能和防滲漏性能。糊制過程中應使增強材料浸透樹脂，嚴禁在增強材料沒有浸潤的情況下，進行下道工序。

（3）增強材料裁剪控制。增強材料裁剪應根據接口尺寸要求進行裁剪。保證糊制過程中層與層之間清晰，防止漏糊、多糊等現象發生，導致糊制接口表面不平整。

參考文獻

[1] 纖維纏繞增強熱固性樹脂壓力管[S].JC-T 552-2011中華人民共和國建材行業標準.

[2] 《手糊接口操作規程及驗收規范》CX7[Z].5-1-3-1南京新核復合材料有限公司.endprint

（3）涂刷富樹脂，富樹脂用量控制在200～250 g/m2，防止流掛等現象發生。

2.7 固化

通常情況在常溫固化時間約為24 h，達到最佳強度為48 h，當氣溫過低或濕度較大時，應采用加熱固化，加快樹脂固化速度，提高樹脂固化度。

2.8 糊制表面修整

固化完全后，用鏟刀或打磨機去除表面毛刺，保證糊制表面光滑平整，最后用角磨機整體打磨糊制接口表面進行修整，至此管道手糊連接工作結束。（如圖5）

3 手糊接口質量控制要點

手糊接口質量取決于原材料質量、操作人員的技術水平、環境條件和工藝過程控制，要控制好接口質量要做好以下幾方面的工作。

3.1 原材料質量控制

（1）采購原材料應嚴格按照質量管理體系要求，選擇合格分供方產品。

（2）所有手糊原材料必須經公司質檢部門檢驗合格。

（3）所有手糊原材料應做好各種防護措施，防止雨淋、暴曬。同時注意防火、防爆。

（4）由于手糊接口操作環境比較惡劣，為防止原材料力學性能下降，所有原材料應存放在陰涼干燥的環境中。

（5）手糊原材料管理應采用少領多次的原則，領用原材料嚴禁退庫，防止原材料污染。

3.2 環境條件的控制

（1）玻璃鋼較適宜的成型溫度為15 ℃～25 ℃，當溫度低于5 ℃時應調整固化劑種類、促進劑種類，同時采取加熱措施，保證玻璃鋼制品質量。

（2）玻璃鋼較適宜的成型濕度應控制在相對濕度60%以下；當相對濕度超過80%時，應停止作業，由于水對樹脂固化起阻聚作用，防止樹脂不固化等現象發生。

（3）玻璃鋼較適宜的成型風速為小于1 m/s；當風速超過3 m/s時，應停止作業，防止表面苯乙烯過度揮發，形成表面發粘或泛白，導致樹脂固化不完全或內部樹脂不固化等現象。

3.3 手糊工藝過程控制

（1）嚴格控制樹脂凝膠時間。由于樹脂固化是放熱反應，凝膠時間過短，放熱集中，容易形成裂紋、燒白、炸裂等現象；凝膠時間過長，樹脂在重力作用下，容易形成流膠現象，導致接口上表面樹脂流空，底部樹脂堆積，形成接口滲漏。為保證凝膠時間合理，每次膠液配制之前應做小樣試驗，以確定樹脂配比。

（2）驅趕氣泡。每糊制一層應用壓輥仔細將氣泡脫除，氣泡過多影響玻璃鋼力學性能和防滲漏性能。糊制過程中應使增強材料浸透樹脂，嚴禁在增強材料沒有浸潤的情況下，進行下道工序。

（3）增強材料裁剪控制。增強材料裁剪應根據接口尺寸要求進行裁剪。保證糊制過程中層與層之間清晰，防止漏糊、多糊等現象發生，導致糊制接口表面不平整。

參考文獻

[1] 纖維纏繞增強熱固性樹脂壓力管[S].JC-T 552-2011中華人民共和國建材行業標準.

[2] 《手糊接口操作規程及驗收規范》CX7[Z].5-1-3-1南京新核復合材料有限公司.endprint

（3）涂刷富樹脂，富樹脂用量控制在200～250 g/m2，防止流掛等現象發生。

2.7 固化

通常情況在常溫固化時間約為24 h，達到最佳強度為48 h，當氣溫過低或濕度較大時，應采用加熱固化，加快樹脂固化速度，提高樹脂固化度。

2.8 糊制表面修整

固化完全后，用鏟刀或打磨機去除表面毛刺，保證糊制表面光滑平整，最后用角磨機整體打磨糊制接口表面進行修整，至此管道手糊連接工作結束。（如圖5）

3 手糊接口質量控制要點

手糊接口質量取決于原材料質量、操作人員的技術水平、環境條件和工藝過程控制，要控制好接口質量要做好以下幾方面的工作。

3.1 原材料質量控制

（1）采購原材料應嚴格按照質量管理體系要求，選擇合格分供方產品。

（2）所有手糊原材料必須經公司質檢部門檢驗合格。

（3）所有手糊原材料應做好各種防護措施，防止雨淋、暴曬。同時注意防火、防爆。

（4）由于手糊接口操作環境比較惡劣，為防止原材料力學性能下降，所有原材料應存放在陰涼干燥的環境中。

（5）手糊原材料管理應采用少領多次的原則，領用原材料嚴禁退庫，防止原材料污染。

3.2 環境條件的控制

（1）玻璃鋼較適宜的成型溫度為15 ℃～25 ℃，當溫度低于5 ℃時應調整固化劑種類、促進劑種類，同時采取加熱措施，保證玻璃鋼制品質量。

（2）玻璃鋼較適宜的成型濕度應控制在相對濕度60%以下；當相對濕度超過80%時，應停止作業，由于水對樹脂固化起阻聚作用，防止樹脂不固化等現象發生。

（3）玻璃鋼較適宜的成型風速為小于1 m/s；當風速超過3 m/s時，應停止作業，防止表面苯乙烯過度揮發，形成表面發粘或泛白，導致樹脂固化不完全或內部樹脂不固化等現象。

3.3 手糊工藝過程控制

（1）嚴格控制樹脂凝膠時間。由于樹脂固化是放熱反應，凝膠時間過短，放熱集中，容易形成裂紋、燒白、炸裂等現象；凝膠時間過長，樹脂在重力作用下，容易形成流膠現象，導致接口上表面樹脂流空，底部樹脂堆積，形成接口滲漏。為保證凝膠時間合理，每次膠液配制之前應做小樣試驗，以確定樹脂配比。

（2）驅趕氣泡。每糊制一層應用壓輥仔細將氣泡脫除，氣泡過多影響玻璃鋼力學性能和防滲漏性能。糊制過程中應使增強材料浸透樹脂，嚴禁在增強材料沒有浸潤的情況下，進行下道工序。

（3）增強材料裁剪控制。增強材料裁剪應根據接口尺寸要求進行裁剪。保證糊制過程中層與層之間清晰，防止漏糊、多糊等現象發生，導致糊制接口表面不平整。

參考文獻

[1] 纖維纏繞增強熱固性樹脂壓力管[S].JC-T 552-2011中華人民共和國建材行業標準.

[2] 《手糊接口操作規程及驗收規范》CX7[Z].5-1-3-1南京新核復合材料有限公司.endprint