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玻璃钢阳极管的制作工艺流程需结合其结构特点(多为管状)和材料特性(玻璃纤维增强树脂),核心是通过纤维增强与树脂固化形成兼具强度和耐腐蚀性的管状制品。目前主流工艺为机械缠绕成型法(效率高、性能稳定),辅以切割、修整等后处理工序,具体流程如下:
原材料选型与预处理
树脂基体:根据使用场景选择树脂(如乙烯基酯树脂用于强腐蚀环境,不饱和聚酯树脂用于低成本场景),并按比例加入固化剂、促进剂(控制固化速度),混合搅拌均匀(避免气泡)。
增强材料:选用无碱玻璃纤维纱(强度高、耐腐蚀性好),部分场景添加玻璃纤维布(增强管壁抗冲击性),确保纤维无油污、无杂质。
模具准备:采用不锈钢或铝合金管状模具(表面光滑,精度高),模具外径与阳极管内径一致,提前涂刷脱模剂(便于后期脱模)。
工艺参数设定
根据阳极管设计厚度(通常 3-8mm)、长度(3-6m),设定缠绕机的缠绕角度(多为 ±55°,平衡轴向与环向强度)、缠绕速度(避免树脂流淌)、纤维张力(确保纤维紧密贴合)。
二、核心成型阶段(机械缠绕工艺)
打底缠绕
启动缠绕机,模具匀速旋转,将玻璃纤维纱浸透树脂后,按设定角度缠绕在模具表面,形成第一层(打底层),确保树脂均匀覆盖,无裸露纤维。此层决定阳极管内壁光滑度,需严格控制纤维排布密度。
结构层缠绕
重复缠绕过程,逐层叠加纤维纱,直至达到设计壁厚。缠绕过程中需实时检查树脂含量(通常树脂占比 60%-70%,纤维占比 30%-40%,确保强度与耐腐蚀性平衡),避免出现褶皱、气泡或缺胶。
若设计有加强结构(如端部法兰),在对应位置增加纤维布或局部加厚缠绕,增强连接部位强度。
固化成型
常温固化:缠绕完成后,将带模具的半成品置于常温(20-30℃)环境中静置 4-8 小时,树脂发生交联反应,初步固化定型。
加热固化(可选):对于要求快速成型的场景,可将模具放入烘箱,在 60-80℃下加热 2-4 小时,加速固化(需控制升温速度,避免内应力过大导致开裂)。
三、后处理阶段
脱模
待树脂完全固化(硬度达标,通常巴氏硬度≥40)后,通过脱模机将阳极管从模具上取下。脱模时需缓慢施力,避免损伤管体(尤其是端部和内壁)。
切割与修整
用专用切割设备(如金刚石锯片)将管体两端切割至设计长度,确保端面平整、垂直。
打磨端部毛刺,修整内壁(若有凸起或杂质,需用砂纸抛光,保证内壁光滑,满足水膜流动要求)。
法兰加工(可选)
部分阳极管需在端部安装法兰(便于设备组装),可采用手糊工艺在端部缠绕纤维与树脂,固化后加工法兰面,确保与管体垂直且密封面平整。
质量检测
外观检查:无裂纹、气泡、分层,内壁光滑,端面平整。
尺寸检测:管径、长度、壁厚偏差控制在 ±2mm 内,圆度误差≤3mm/m。
性能抽检:随机抽取样品进行水压试验(0.3MPa 压力下无渗漏)、巴氏硬度测试、耐腐蚀性测试(浸泡在对应介质中 24 小时无明显损伤)。
四、存储与出厂
合格产品需在通风干燥处存放,避免阳光直射(可覆盖遮阳布),堆叠高度不超过 3 层(防止受压变形)。
出厂前标注规格参数(管径、长度、树脂类型),包装时用软质材料包裹端部,防止运输过程中碰撞损坏。
工艺特点总结
机械缠绕工艺通过自动化控制,实现了玻璃钢阳极管的连续化生产,且纤维排布均匀、强度高、尺寸精度好,适合批量制造。相比手糊工艺,其生产效率提升 3-5 倍,产品性能稳定性更优,因此成为主流制作方式。此外,部分特殊规格(如大口径或异形阳极管)可能采用模压或拉挤工艺,但缠绕工艺仍是平衡成本与性能的最优选择。