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    冷卻塔生產工藝及制作

    點擊次數:   更新時間:21/12/09 11:27:12     來源:www.lpgcc.com關閉分    享:
      冷卻塔生產工藝及制作是一個比較復雜的過程,生產及制作時要把握好每一個細節,只有這樣才能保證冷卻塔產品的質量,接下來我們給大家詳細敘述一下:
      一、工藝概述
      1.工藝流程
      玻璃鋼冷卻塔手工成型的工藝流程如圖所示。雖然工藝形式有多種,但生產過程基本相同,大致都可歸結為定型、浸漬、固化三個方面。
      (1)定型
      定型的關鍵是按設計制作的模具,將增強材料均勻地配置。把增強材料預先定型的過程稱為預定型。預定型應做到與之后定型形狀一致。
      (2)浸漬
      浸漬是把增強材料周圍的空氣用樹脂基體置換的過程,浸漬過程分脫泡和浸透兩個步驟。基體黏度、基體和增強材料的組成比例、增強材料的形態是支配浸漬好與差、易與難的主要因素。
      (3)固化
      固化是化學反應的過程,是分子結構由一維變為三維的過程。通常基體穩定在不妨礙際應用的狀態,為使固化表現出來而采用反應引發劑進行化學激發,用促進劑或加熱來促進反應。
      成型過程中三個方面之間存在著相互影響、相互制約的關系,可用如下圖表示。
      2.準備工作
      (1)模具處理
      冷卻塔質量的好與否,表面是否光潔美觀,主要決定于模具,因此不僅僅是用清潔劑和清水沖洗(忌用有溶解作用的丙酮),而應對模具進行表面處理,去除模面上的一切塵埃、微粒、油跡等,使模面和冷卻塔表面達到鏡面效果。
      (2)制作工具
      在制作之前,應把有關施工制作工具準備妥當。工具應設專人管理和清理,用后工具上的樹脂、物件應及時清理干凈,避免操作時工具上的灰塵、生產中的碎雜物粘在濕樹脂上,影響冷卻塔質量。
      1)為配料工和糊制工提供清潔的工具,并做好工作使用情況及損壞情況記錄。
      2)工具上的殘存樹脂清除后,工具放在封閉的容器內,聚丙酮浸泡(玻璃鋼制的工具除外)備用。
      3)交付使用的任何工具,都應是清潔及干燥。
      4)打蠟用的毛巾、羊毛墊子(氈),要用熱的肥皂水或清潔劑清洗,再經清水過凈,干燥后才能使用。清潔劑也有用熱的純堿水溶液代用,要改變價格較貴又危險的丙酮作為清潔劑。
      5)盛膠衣的專用容器,每次用完都應清洗,不允許有結皮及顆粒存在,也不允許為了方便清洗而在器具內壁涂蠟。
      3.鋪層計算
      玻璃鋼冷卻塔的大小不同。風筒上部設置風機、電機、支架、傳動裝置等的荷載不同,故塔體鋪設的玻璃纖維布層數和厚度也不同,應通過計算確定。大致有以下幾種計算方法。
      (1)手糊玻璃鋼塔體厚度與層數計算
      ① 厚度測算
      手糊玻璃鋼塔體厚度計算式為:t =m ×k。
      式中t ———塔體厚度(mm)。
      m———材料單位面積重量(kg/m2)。
      k———厚度常數(mm/(kg·m-2))即每1kg/m2材料的厚度。
      ② 鋪層層數計算
      手糊玻璃鋼冷卻塔鋪層層數計算式為:
      (2)玻璃鋼塔體的重量計算法
      1)按塔的形狀尺寸和纖維含量計算法
      玻璃鋼塔體是由幾種不同材料組合而成,其配合比不同,重量也不同。較大的不同往往是由玻璃纖維含量的差異引起。膠衣樹脂與鋪層樹脂雖然有差別,但差別并不大,所以可按照鋪層樹脂的密度來處理。
      設玻璃纖維和樹脂的混合密度為ρ,則: ρ=ρg ·α+ρr(1 -α)。
      式中 ρg ———玻璃纖維密度,一般為2.5~2.7g/cm3。
      α———玻璃纖維含量(%)。
      ρr ———樹脂密度,一般為1.1~1.2g/cm3 。
      重量為:
      式中 A ———成品表面積(cm2)。
      ρ———玻璃纖維密度(g/cm3)。
      t ———成品(塔體)厚度(mm)。
      t r ———膠衣層厚度(mm)。
      ρr ———同式。
      2)按塔鋪層結構計算
      在上述計算中,沒有考慮實際操作中鋪層重疊,計算結果有一定誤差。實際中常采用玻璃纖維含量與使用樹脂品種來計算重量。
      根據工藝及結構設計確定玻璃纖維含量,充分考慮增強材料的重疊部分,然后根據圖上查出對應樹脂與玻璃纖維的比值(倍率)B。
      式中B ———樹脂與玻璃纖維的重量比。
      α———玻璃纖維含量(%)。
      W r ———樹脂重量(kg )。
      W f ———玻璃纖維重量(kg )。
      4. 基本要求
      (1)成型工藝環境條件
      成型時要求室溫≥15℃,相對溫度≤80℃。
      (2)外觀質量
      冷卻塔塔體外表面膠衣層應均勻,平均厚度不大于0.5mm,表面光滑無裂紋,色調均勻。玻璃鋼塔體外表面的氣泡和缺損允許修補,但應保持色調一致。修補后塔體外表面上直徑3~5mm氣泡在1m2內不允許超過3個。塔體內表面為富樹脂層。塔體邊緣整齊,厚度均勻,無分層,加工斷面應加封樹脂。
      (3)樹脂含量
      塔體的樹脂量(不計膠衣層和富樹脂層)控制在45%~55%,富樹脂層的樹脂含量在70%以上;噴射成型部分在65%以上;陰模對壓成型玻璃鋼風機葉片的樹脂含量控制在43%~50%。
      (4)固化度
      不飽和聚酯樹脂玻璃鋼的固化度要求不小于80%,環氧樹脂玻璃鋼的固化度要求不小于90%。
      (5)玻璃鋼彎曲強度
      不飽和聚酯樹脂玻璃鋼的彎曲強度不低于147MPa(1500kgf/cm2),環氧樹脂玻璃鋼的彎曲強度不低于196MPa(2000kgf/cm2)。
      二、制作工藝
      1. 配方
      這里講的是樹脂配方,在FRP 冷卻塔中常用的為不飽和聚酯樹脂和環氧樹脂,故這里只敘述這兩種樹脂的配方。
      (1)環氧樹脂
      1)常用配方
      2)參考配方(重量分數)
      ● 環氧樹脂100,間苯二胺15,二丁酯15,短切玻璃纖維10,冷固化,用于修補。
      ● 環氧樹脂100,多乙烯多胺8~10,苯乙烯10~25,通用,冷固化。
      ● 環氧樹脂100,HHPA102,吡啶6,23 ℃/168h。
      ● 環氧樹脂100,PMDA24,熱固化,耐熱(200 ℃)玻璃鋼。
      ● 環氧樹脂100,NA40,Al2O320,玻璃鋼成型及膠接耐熱,150 ℃/30h。
      ● 環氧樹脂100,118#30,180 ℃/40h。
      ● 環氧樹脂618#100,β2羥乙基乙二胺20,501 稀釋劑10,室溫固化,玻璃用沃藍處理,含膠量50 %。
      ● 環氧樹脂618#100,200#聚酰胺45,三乙烯四胺5,501 稀釋劑10,玻璃布用沃藍處理,含膠量50 %。
      (2)聚酯樹脂
      1)聚酯樹脂配方I(重量分數)
      ●189#聚酯樹脂100 ,過氧化環己酮二丁酯糊(50%)1~4 ,萘酸酤苯乙烯溶液(10%)1~4 ,鄰苯二甲酸二丁酯5~10。
      ●191#聚酯樹脂100,過氧化苯甲酰糊(50%)2~3 ,二甲基苯胺苯乙烯溶液(10%)0.1~0.3 。
      ●聚酯樹脂100,過氧化甲乙酮2,環烷酸鈷(或辛酸鈷)2。
      ●聚酯樹脂100,過氧化二苯甲酰2。
      熱固化:室溫+60 ℃/1h +80 ℃/4h +100 ℃/4h +120 ℃/4h。
      2)聚酯樹脂配方Ⅱ(重量分數)
      191#聚酯樹脂100,過氧化苯甲酰糊(50%)2~3,二甲基苯胺乙烯溶液(10%)0.1~0.3。 上述各配方中固化劑等用量可在一定范圍內變動,可根據糊制時的溫度、濕度、塔體大小等加以調整。
      2. 配料
      (1)大配料。在大的容器中每次放入幾十公斤樹脂,加入需要的顏料糊、填料、稀釋劑等。采用機械攪拌,攪拌器葉片為雙層,攪拌時應使物料上下翻動,攪拌時間由攪拌效果決定,一般在2h 以上,攪拌速度為450~750r/min 。若工藝上需要,可在大配料中預先加入促進劑,但不宜加入固化劑,否則不宜多配,因加固化劑后用不完不宜貯存。
      配制黏度大的環氧樹脂,一般先將樹脂用水加熱到40℃左右,加入稀釋劑,攪拌均勻后再加固化劑,立即使用。
      (2)配小料。小料是指現場制作時每次所用的料。應是用多少配多少,每次以5kg左右為宜。在夏季,若需要可將配好的小料,連桶浸在水中,同時攪拌,以散熱延緩凝膠時間到來。
      (3)小樣試驗。因材料變更或氣候變化,應進行小樣實驗——小塊玻璃鋼試驗。以此來確定大致配方,并做記錄。對于聚酯樹脂的常規配方,其他因素不變的情況下,適合操作的凝膠時間為40~60min,環境溫度與促進劑E的用量關系。
      促進劑用量在0.5%~2%之間對凝膠時間影響很大。2%以上凝膠時間減少不多,說明引發所需要的促進劑E的用量,并非越多越好。
      (4)配料工與糊制工要合作配合。未經工藝員批準不得更改配方。配料工要及時向糊制工提供配好的樹脂,督促糊制工按工藝要求使用材料和掌握糊制進度。
      (5)聚酯樹脂配料原則:
      1)加料順序一般先鈷化物后酮化物,先酮化物后鈷化物也可以,但不能同時加入,應攪拌均勻后再加另一種。
      2)攪拌時速度要慢,特別是小配料或配膠衣時,否則空氣混入會給產品造成氣泡。
      3)有關工具、容器要嚴格分開,不應共用。
      4)不論聚酯樹脂還是環氧樹脂,凡是冷固化配方加入固化劑和促進劑后,要在規定時間內用完。
      (6)所用顏料,為了分散均勻,建議使用顏料糊,而且要充分攪拌。可用少量苯乙烯等稀釋劑將顏料糊稀釋,浸泡一定時間再投入大料中攪拌。
      (7)配置帶色膠衣時,為使同批冷卻塔有同樣深淺的顏色,應大配料。配好的膠衣應靜置2h 后再加入固化劑、促進劑,稍加攪拌再使用,以免空氣混入。
      (8)要加入足夠量的固化劑以固化,并利用固化反應熱來加速樹脂固化。故當氣溫低時可適當多用促進劑,還可采取適當保暖措施。
      (9)配料時對固化劑、促進劑等各種添加劑準確稱量,嚴禁不稱量憑經驗的做法。
      3. 膠衣制備
      膠衣是冷卻塔表面的既起保護作用,使塔面光潔明亮,又有裝飾作用的樹脂層。上膠衣時的有關問題如下。
      (1)待脫模劑完全干燥后才上膠衣。
      (2)涂刷或噴涂要均勻,不宜過厚或過薄,用量宜300~500g/m2 ,厚度為0.25~0.4mm。一般涂兩層,待開始一層初凝后再涂第2層,每次間隔時間約40~60min。
      (3)膠衣層可用表面氈為增強;膠衣黏度可用3%~5%的丙酮調節;環境濕度過大時,可用風機送熱風或用紅外線燈加熱降濕。
      (4)在緊靠膠衣的1~2層布或氈中用與膠衣相同顏色的樹脂,使膠衣用量減少,又可避免下面的纖維或其他顏色顯露。
      (5)膠衣中不應混入機械雜質,可用舊的薄尼龍襪過濾;膠衣涂后如要加快固化,可用陽光直照,也可用紅外線燈照射,但要保持濕度平衡。
      (6)冬季低溫時,為降低膠衣或樹脂的黏度,應在使用前2~3h將膠衣或樹脂轉入到暖室內。
      4. 糊制
      糊制是手工(糊)工藝中主要環節,需多次訓練,以求熟練。
      (1)待膠衣初凝,手感軟而不黏時,立即鋪層糊制。
      (2)冷卻塔表面層的主要功能是美觀、保護內層,對強度并無過高要求。因樹脂固化收縮,易使布紋凸起,造成表面不平滑,故表層除用膠衣外還可用0.06~0.1mm 厚的薄布、表面氈等。
      (3)緊貼膠衣的增強材料,用1~2 層斷切纖維氈,或用0.2 方格布,要注意排除氣泡。樹脂也要飽和,以利浸透和排除氣泡。
      (4)大塔厚度超過7mm ,可分兩次成型,待放熱緩慢時再繼續。如果使用有蠟樹脂糊制厚壁塔體時,為防止固化時發熱量過大,卻需途中停下來時,只有將前次已固化的含蠟表面磨去才能繼續。
      (5)玻璃布之間的接縫應互相錯開,搭縫寬度不小于50mm ,有的是采用搭接布的1/2 ,糊完一層后再于第2層補上1/2 。轉彎受力處等可增加布層。棱角處盡量不搭接。
      (6)如玻璃布正交鋪覆,則玻璃鋼兩個方向上的力學性能相同,要想玻璃鋼各向同性,則需用氈作增強材料,多角度縫合氈為理想,或將布做0°、45°、90°、135°、0°依次鋪覆即可。
      (7)用方格布時,含膠量控制在50%~55%;用氈時,控制在70%~75%。逐層計量,樹脂定量使用。
      (8)為提高冷卻塔收縮段的強度和剛度,在設計的間距中需埋入一定厚度的彎曲鋼板(彎曲角度與收縮一致)。應在鋪層達到60%以上后再埋入,這樣不影響表層質量。
      (9)糊制時用力沿布的經向和緯向,朝一個方向趕氣泡,或從中間向兩頭趕氣泡。使布層貼緊,含膠量均勻。
      (10)糊制時應打開窗戶自然通風,用電風扇或吊扇通風,特別是要及時排除苯乙烯氣體,否則會影響人體健康,也會影響樹脂固化。糊制完畢后待固化,之后脫模。
      5. 噴射
      噴射也是手工成型工藝的主要內容。噴射速度高于糊制,在拐角、彎邊等處制作更顯優勢,使用噴射機(噴槍)應注意以下幾方面。
      (1)調整切割,使玻璃纖維切割長度在25mm以上。
      (2)通過泵或壓縮機的壓力和調整噴頭,使之能生成適當的霧狀。
      (3)樹脂噴射器和玻璃纖維切割量要適當;樹脂和玻璃纖維噴射方向相一致。
      (4)一次的噴射量由厚度、脫泡作業性決定。
      (5)對成型面的噴射角度只能是直角,角度大噴出的樹脂和玻璃纖維飛散,損耗多。
      (6)在作業現場要有充分的照明度,使用防爆照明器材。
      采用全部噴射的玻璃鋼壁厚不易控制,強度偏低,作為手工工藝的一個組成需要與布、氈的糊制相配合使用。
      6. 固化
      在模具中糊制的玻璃纖維增強塑料需要一定時間進行固化成型,這是不可缺少的階段。塔體的巴氏硬度隨固化時間的延長而增加,吸水量隨固化時間的延長而減少。硬度象征著固化度,固化8h硬度為8;固化24h后硬度可增加到40。冷卻塔手糊不飽和聚酯樹脂玻璃鋼塔體脫模時間不應小于24h ,否則會因脫模而造成變形。為縮短脫模時間,條件許可時,可在60~80 ℃下處理2~3h。
      塔體脫模后仍需一定時間繼續自然固化。不同樹脂的玻璃鋼自然固化時間也不同,一般環氧樹脂,聚酯樹脂需要15d左右,酚醛樹脂需要20d,環氧呋喃樹脂需要30d。
      塔體不應放在室外(除短時間加工之外),否則因太陽的不均勻照射,會使有些顏色(特別是果綠色)褪色,而且易變形;塔體較大玻璃鋼單塊,存放時要有合理支撐點,否則極易變形、翹曲。
      因聚酯樹脂固化度需要7d時間才趨于穩定,而加熱固化既可縮短室溫固化時間又能提高玻璃鋼固化度,所以玻璃鋼成型塔體在室溫固化24h,硬度迅速上升的趨勢已結束,應進行加熱固化,或稱熱處理。
      7. 脫模
      脫模是指成型的玻璃鋼單塊塔體與模具分離的過程。脫模對手工工藝至關重要,如不慎,有可能單塊玻璃鋼塔體被損壞而報廢。
      脫模的方法及原則為以下方面。
      (1 )脫模前先將超過模具邊緣的玻璃鋼毛邊、紗頭剪出或鑿掉,便于順利脫模。
      (2 )脫模時不能硬打硬敲,根據模具形狀結構,因勢利導以智脫模。若確需槌打,應用木槌或橡皮槌。
      (3 )脫模工具一般用木制,以防止表面劃傷。脫模過程為:
      1 )用硬銅或硬塑料制成的鍥子輕輕鍥入成型體與模具之間恰當部位。
      2 )在上述基礎上,從模具上沒有氣孔處吹入壓縮空氣或注入高水,使之逐漸分離。
      3 )在模具的適當位置,裝上用尼龍等材料制成的頂塊從模具下方用鏍桿頂出,輔助脫模。頂時用力要恰當,保護好膠衣,盡量在頂塊處不留下痕跡。
      (4 )脫模后如有分層,可用注射器從針孔中注入樹脂。
      脫模好與差,關系到塔體質量和模具保護,應設計者與操作人員共同研究和配合。
      之后是塔體拼裝,把脫模的單塊塔體,按前述的連接方法拼裝成完整的塔體。
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