复合材料课程设计--底面铺设管道

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1、 I 目目 录录 1 引言 2 2 造型设计 4 3 性能设计 5 3.1 原材料选择 5 3.2 管道各层性能设计. 7 4 结构设计8 4.1 玻璃钢管受力分析8 4.2 管壁厚计算及校核8 5 工艺设计10 5.1 纤维缠绕制管所用设备10 5.2 纤维缠绕制管工艺10 6 玻璃钢管道安装连接 .12 7 管道性能试验及检验 .13 7.1 玻璃钢管轴向拉伸试验.13 7.2 玻璃钢轴向压缩试验13 7.3 玻璃钢平行板外载试验13 7.4 玻璃钢管短时水压失效压力试验13 7.5 玻璃钢管外观质量检验13 8 小结15 参考文献 16 II 1 1 引引 言言 管道是现代工业中流体（气

2、体或液体）输送的重要材料，传统的管道有钢管、混凝 土管和铸铁管，但由于其易锈蚀、质量大，已不能满足现代工业的需要，又由于玻璃钢 的诸多优势，使得玻璃钢管道（简称GRP管）应运而生1 、2。 玻璃钢管道玻璃钢管道简称 FRP 管道。具有耐久性好、摩擦阻力小，输运能力高， 安装方便、耐化学腐蚀性强、使用寿命长等优点，可降低管道因维护、更换停产带来的 损失，主要应用在石油、电力、化工、造纸、制革、冶金、城市给排水、废水处理及农 业灌溉等。 与钢管相比，玻璃钢管道的优点有： (1)耐腐蚀性。FRP 管道能够抵抗酸、碱、盐、海水、未经处理的污水、腐蚀性土壤 或地下水及众多化学流体的腐蚀。 (2)耐热抗冻

3、性好。FRP 管的温度使用范围一般在-4080之间，若先用特殊树脂 其使用温度可达到更高。 (3)轻质高强，运输安装方便。FRP 管道的比重为 1.71.9，与同压力、同管径的其 他材质管道比较，FRP 管道单位长度、重量约等于钢管的 30，因此运输安装十分方 便，FRP 管道每根长度可达 12m，安装快速简便。另外可免除安装钢管所需的焊接和防 锈、防腐处理等工序。 (4)摩擦阻力小，输送能力高。FRP 管道内表面非常光滑，糙率系数小，水利系数可 长期保持在 145150 范围内，经测试得到其水流摩阻损失系数为 0.000915，能显著减 少沿程的流体压力损失 ，提高输送能力 20以上。 (5

4、)不生锈。由于玻璃钢管是由非金属材料树脂及玻璃纤维复合而成，所以，它们不 论在使用过程还是在闲置过程中，均不会生锈，因而也就无需进行防锈、除锈处理。 (6)可设计性强。 根据具体使用情况， 可对缠绕玻璃钢管的具体性能及形状进行设计： 可对缠绕时的缠绕角进行设计， 以便管具有不同的纵/环向强度分配； 可对管壁厚进 行设计，以便管可以承受不同的内外压；可对材料进行设计，以达到不同的耐腐蚀目 的、阻燃目的、介电目的等；可对授头方式进行设计，适用不同的安装条件，以提高 工程安装速度。 (7)可修复性强、维护方便。缠绕玻璃钢管罐不生锈、不结垢、耐腐蚀性能好，一般 情况下无需维护；即使需要维护，由于其重量轻，可维修性强，所以，维修起来也是十 分方便的。 III 根据使用压力可分为高压管 （530MPa） 、 中压管 （1.64 MPa） 和低压管 （0.14 MPa） 三种；按制造方法可分为手糊玻璃钢管、预浸布卷玻璃钢管、缠绕玻璃钢管、离心浇注 玻璃钢管等；根据管道的铺设方法，可分为架空铺设、埋地铺设、地面铺设三种。除此 以外，还有其他的分类方法。 地面铺设是将管道的地面铺设到底表面高度的管机上，这种铺设方法适用于森林、 高山或地下水高的地区。地面铺设管道常用于农业灌溉、工业给水等。 本设计书包括对玻璃钢管道的造型设计、性能设计、结构设计、工艺设计、管道的 安装连接及检验。 在造