連續纏繞中空結構玻璃纖維增強塑料管

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連續纏繞中空結構玻璃纖維增強塑料管較大口徑管材（如DN800以上）的實際應用中，由於剛度較弱、柔性不足而導致的問題隱患層出不窮，主要體現在隧道、巷道等場合的逃生通道在坍塌時的抗壓能力不足，埋地管材施工和使用過程中受各類外界負載發生過度變形、破損、滲漏甚至坍塌等情況，成為馬路塌陷、地下環境污染等問題的主要原因。

目錄

1、技術背景和意義

較大口徑管材（如DN800以上）的實際應用中，由於剛度較弱、柔性不足而導致的問題隱患層出不窮，主要體現在隧道、巷道等場合的逃生通道在坍塌時的抗壓能力不足，埋地管材施工和使用過程中受各類外界負載發生過度變形、破損、滲漏甚至坍塌等情況，成為馬路塌陷、地下環境污染等問題的主要原因。本管道結合纖維增強塑料的材料特性和合理的結構設計，大大提高了大口徑管材剛度，並具備剛性管難以企及的變形能力。

2、技術原理/技術要點

技術原理

由於熱固性纖維增強塑料強度、彈性模量等力學性能遠高於通用的熱塑性塑料，將傳統的熱固性纖維增強塑料管道結構壁設計成中空結構，大大提升了管壁慣性矩，因此本管材強度、剛度等力學性能遠優於普通熱固性實壁塑料管和熱塑性中空結構壁管。

技術要點

（1）產品製作工藝中的技術要點之一是要用熱固性樹脂和連續纖維複合，通過連續的纏繞與鋪放工藝成型出中空結構壁的管道。

（2）熱固性連續纏繞中空結構壁管道製作工藝實施時的技術要點之二在於連續纖維的鋪放，既要有環向的連續纏繞，又必須有軸向（0°）連續纖維的鋪放，才能滿足管道各環向、軸向力學性能。

實施關鍵點

該技術實施的關鍵在於成型裝備，我們自主研發的矢量連續纏繞成型機具備以下主要功能：

（1）連續纏繞出管功能，環向轉動與軸向平動相結合

（2）環向動力與軸向動力各自獨立控制，從而使環向動力和轉速及軸向推進動力與速度各自控制並連續可變。

（3）軸向連續纖維的連續鋪放採用與環向同角速度的旋轉鋪放機構的「同步衛星」模式。

（4）由於採用環軸向的各自控制模式，使的纏繞螺距在線無級可調，滿足不同中空尺寸的成型。

以上裝備的關鍵技術都是目前全球唯一、工藝領先的技術措

施，在複合材料的成型技術領域具備首創與獨創性，工藝水平遠遠領先於歐美等國的現用技術。

技術優勢：

（1）生產工藝為連續纏繞，生產效率高，產品品質穩定，真正實現大規模量產。所採用的連續纏繞生產線為企業自主研發，具有完全自主知識產權，並經專家鑑定，達到國際先進水平。

（2）管材各向力學性能不低於國家標準，其中環剛度指標達到SN10~SN200kN/m2,明顯優於其他同規格金屬、玻璃鋼、塑料管道。

3. 應用情況及效果

礦山隧道逃生通道

已研發DN800~DN1200口徑，環剛度等級SN100~SN150 kN/m2等規格管道。並與目前市場上常用的熱塑性逃生管進行了大量實驗對比，其環剛度約為SN4 kN/m2，在受衝擊時和耐靜壓能力上有巨大提升，本管材在承受極限衝擊後，內壁仍完整，圓度幾乎無變化，環剛度仍然達到SN10 kN/m2以上。本管材同時具備質輕、耐腐蝕、隔熱、阻燃等優勢，並已制定企業標準（Q_YSD 102.4-2021），相關的連接、拆裝等技術均已成熟配套，完全具備大規模應用能力。

大口徑排水

已研發DN800~DN3000口徑，環剛度等級SN10~SN100kN/m2等規格管道，DN300~DN500口徑設備及管材正在研發測試。已牽頭制定團體標準（標準號：T/CSTM 00592—2021），除環剛度指標外，其他力學性能指標優於或不低於GB/T 21238-2016標準。更加適合大口徑市政排水、水利水電、化工、核電、機場、港口等重要排水工程的應用，提高排水工程的可靠性和安全性。

綜合管廊廊體

已研發DN3000口徑支廊廊體，適用於城市綜合管廊支廊廊體，具有施工成本低、耐腐蝕、密封性好等優勢，阻燃性能能達到GB 50838-2016國家標準。