连续缠绕中空结构玻璃纤维增强塑料管

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连续缠绕中空结构玻璃纤维增强塑料管较大口径管材（如DN800以上）的实际应用中，由于刚度较弱、柔性不足而导致的问题隐患层出不穷，主要体现在隧道、巷道等场合的逃生通道在坍塌时的抗压能力不足，埋地管材施工和使用过程中受各类外界负载发生过度变形、破损、渗漏甚至坍塌等情况，成为马路塌陷、地下环境污染等问题的主要原因。

目录

1、技术背景和意义

较大口径管材（如DN800以上）的实际应用中，由于刚度较弱、柔性不足而导致的问题隐患层出不穷，主要体现在隧道、巷道等场合的逃生通道在坍塌时的抗压能力不足，埋地管材施工和使用过程中受各类外界负载发生过度变形、破损、渗漏甚至坍塌等情况，成为马路塌陷、地下环境污染等问题的主要原因。本管道结合纤维增强塑料的材料特性和合理的结构设计，大大提高了大口径管材刚度，并具备刚性管难以企及的变形能力。

2、技术原理/技术要点

技术原理

由于热固性纤维增强塑料强度、弹性模量等力学性能远高于通用的热塑性塑料，将传统的热固性纤维增强塑料管道结构壁设计成中空结构，大大提升了管壁惯性矩，因此本管材强度、刚度等力学性能远优于普通热固性实壁塑料管和热塑性中空结构壁管。

技术要点

（1）产品制作工艺中的技术要点之一是要用热固性树脂和连续纤维复合，通过连续的缠绕与铺放工艺成型出中空结构壁的管道。

（2）热固性连续缠绕中空结构壁管道制作工艺实施时的技术要点之二在于连续纤维的铺放，既要有环向的连续缠绕，又必须有轴向（0°）连续纤维的铺放，才能满足管道各环向、轴向力学性能。

实施关键点

该技术实施的关键在于成型装备，我们自主研发的矢量连续缠绕成型机具备以下主要功能：

（1）连续缠绕出管功能，环向转动与轴向平动相结合

（2）环向动力与轴向动力各自独立控制，从而使环向动力和转速及轴向推进动力与速度各自控制并连续可变。

（3）轴向连续纤维的连续铺放采用与环向同角速度的旋转铺放机构的“同步卫星”模式。

（4）由于采用环轴向的各自控制模式，使的缠绕螺距在线无级可调，满足不同中空尺寸的成型。

以上装备的关键技术都是目前全球唯一、工艺领先的技术措

施，在复合材料的成型技术领域具备首创与独创性，工艺水平远远领先于欧美等国的现用技术。

技术优势：

（1）生产工艺为连续缠绕，生产效率高，产品品质稳定，真正实现大规模量产。所采用的连续缠绕生产线为企业自主研发，具有完全自主知识产权，并经专家鉴定，达到国际先进水平。

（2）管材各向力学性能不低于国家标准，其中环刚度指标达到SN10~SN200kN/m2,明显优于其他同规格金属、玻璃钢、塑料管道。

3. 应用情况及效果

矿山隧道逃生通道

已研发DN800~DN1200口径，环刚度等级SN100~SN150 kN/m2等规格管道。并与目前市场上常用的热塑性逃生管进行了大量实验对比，其环刚度约为SN4 kN/m2，在受冲击时和耐静压能力上有巨大提升，本管材在承受极限冲击后，内壁仍完整，圆度几乎无变化，环刚度仍然达到SN10 kN/m2以上。本管材同时具备质轻、耐腐蚀、隔热、阻燃等优势，并已制定企业标准（Q_YSD 102.4-2021），相关的连接、拆装等技术均已成熟配套，完全具备大规模应用能力。

大口径排水

已研发DN800~DN3000口径，环刚度等级SN10~SN100kN/m2等规格管道，DN300~DN500口径设备及管材正在研发测试。已牵头制定团体标准（标准号：T/CSTM 00592—2021），除环刚度指标外，其他力学性能指标优于或不低于GB/T 21238-2016标准。更加适合大口径市政排水、水利水电、化工、核电、机场、港口等重要排水工程的应用，提高排水工程的可靠性和安全性。

综合管廊廊体

已研发DN3000口径支廊廊体，适用于城市综合管廊支廊廊体，具有施工成本低、耐腐蚀、密封性好等优势，阻燃性能能达到GB 50838-2016国家标准。