專利名稱：一種新型玻璃鋼罐道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦山井下用井筒裝備領(lǐng)域，具體涉及一種鋼材與拉擠玻璃鋼型材復(fù)合 而成的玻璃鋼罐道。
背景技術(shù)：
現(xiàn)礦山井下用的罐道通常有木質(zhì)、鋼質(zhì)及鋼材與玻璃鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)。鋼質(zhì)罐道在潮 濕、有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境下使用壽命短，需定期檢修維護(hù)及更換；木質(zhì)罐道強(qiáng)度低，耐腐蝕 性能差，使用壽命更短。鋼材與玻璃鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)的罐道，目前主要采用傳統(tǒng)手糊工藝制作， 即在鋼材表面手糊一定厚度的玻璃鋼防腐層使其達(dá)到防腐效果，由于工藝的局限性，存在 玻璃鋼面層有氣孔、機(jī)械強(qiáng)度差等缺陷。在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)銹水現(xiàn)象，即水汽通過(guò)玻璃鋼 表面的氣孔滲透進(jìn)入構(gòu)件內(nèi)部，腐蝕鋼質(zhì)骨架，久而久之使構(gòu)件的承受力變小，降低安全系 數(shù)，另還會(huì)出現(xiàn)玻璃鋼與鋼質(zhì)骨架脫層等現(xiàn)象，縮短使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述種種缺陷，提供一種質(zhì)量均一、結(jié)構(gòu)致密、耐磨、外觀美 觀、耐腐蝕、服務(wù)年限長(zhǎng)、免維護(hù)的拉擠型玻璃鋼罐道的一種制作方法。該玻璃鋼罐道由鋼 材與拉擠玻璃鋼型材復(fù)合而成，這種罐道能很好地滿足在潮濕、酸性介質(zhì)的礦井環(huán)境下長(zhǎng) 期使用。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)到一種新型玻璃鋼罐道的制作方法，其包括如下步驟A、鋼材的預(yù)處理對(duì)鋼材進(jìn)行除銹及校整處理；B、拉擠型材的制作拉擠玻璃鋼型材的各原料經(jīng)過(guò)拉擠設(shè)備進(jìn)行中溫固化一次拉 擠制成拉擠玻璃鋼型材；其中所述拉擠玻璃鋼型材的原料包括增強(qiáng)材料、膠粘劑、阻燃劑、 引發(fā)劑及助劑；C、鋼材與拉擠型材的復(fù)合以預(yù)處理后的鋼材為內(nèi)芯，外套拉擠型材，在所述鋼材 與拉擠型材之間的空隙中填充粘結(jié)劑，使鋼材與拉擠型材密實(shí)粘合于一體?，F(xiàn)有罐道內(nèi)襯鋼芯一般采用角鋼對(duì)角焊接型和槽鋼對(duì)角焊接型兩種。本發(fā)明突破 傳統(tǒng)選用整體性能優(yōu)越的冷彎方鋼作為罐道的內(nèi)芯，其主要為一次成型，質(zhì)量穩(wěn)定性好，冷 彎方管在罐道中為主要受力構(gòu)件，能更好的保證罐道整體強(qiáng)度和質(zhì)量穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的鋼材表面除銹主要是通過(guò)機(jī)械除銹，本發(fā)明對(duì)鋼材表面選用新型除銹工 藝，主要通過(guò)堿洗-清洗-酸洗-清洗-打沙-鈍化-干燥等步驟來(lái)達(dá)到除銹效果，具體的 對(duì)鋼材除銹處理的步驟包括對(duì)鋼材先進(jìn)行堿洗并清洗，再進(jìn)行酸洗并清洗，然后進(jìn)行打沙 處理，再進(jìn)行鈍化處理，最后干燥。詳細(xì)步驟包括選擇相應(yīng)規(guī)格的鋼材，先經(jīng)堿洗，堿溶液 為氫氧化鈉溶液(2 20wt%，優(yōu)選10wt% )，除去鋼材表面的油脂，后用清水沖洗干凈，再 經(jīng)酸洗(如稀硫酸或稀鹽酸等，5 20wt% )，去除鋼材表面的浮銹，經(jīng)清水沖洗干凈后，打 沙，增加表面粗糙度，構(gòu)件放入鈍化池，鈍化時(shí)間為半小時(shí)，再經(jīng)干燥待用。
鋼材的平直度是通過(guò)鋼材校整機(jī)械設(shè)備來(lái)完成，確保鋼材的平直。拉擠型材制作過(guò)程中，其原料增強(qiáng)材料為選自玻璃纖維紗、氈或布中的一種或幾 種；所述膠粘劑為不飽和聚酯樹(shù)脂或環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂；所述阻燃劑為氫氧化鋁；所述引 發(fā)劑為過(guò)氧化物引發(fā)劑；所述助劑選自脫模劑、顏料糊、抗老化劑、抗靜電劑中的一種或幾 種。拉擠玻璃鋼型材各原料的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為增強(qiáng)材料50 % 70 %，膠粘劑35 % 20 %， 阻燃劑13% 10%，引發(fā)劑1.5% 1%，助劑2% 1%，各原料之和為100%。采用以上 原材料同時(shí)根據(jù)此配方比例經(jīng)拉擠設(shè)備生產(chǎn)出的拉擠玻璃鋼型材具有良好的質(zhì)量穩(wěn)定性 能和機(jī)械性能。玻璃鋼罐道所用拉擠玻璃鋼型材是經(jīng)過(guò)拉擠設(shè)備經(jīng)中溫固化一次成型。拉擠設(shè)備 工作溫度控制在100 250°C之間，在此溫度下生產(chǎn)出的拉擠玻璃鋼型材固化較充分。粘結(jié)劑的填充采用注射工藝，先將拉擠鋼型材與鋼材放入模具中，再將粘結(jié)劑通 過(guò)注射設(shè)備注于拉擠鋼型材與鋼材之間的空隙中，使鋼材與拉擠型材密實(shí)粘合；最后檢測(cè) 粘結(jié)牢固程度以及密實(shí)程度，粘結(jié)不牢或不密實(shí)時(shí)需重新進(jìn)行粘結(jié)處理。粘結(jié)牢固程度的 檢測(cè)可采用抗剝離力來(lái)測(cè)定，密實(shí)程度可通過(guò)探傷設(shè)備檢測(cè)。本發(fā)明用以粘結(jié)鋼材與拉擠玻璃鋼型材的粘結(jié)劑中包含環(huán)氧及改性環(huán)氧樹(shù)脂、稀 釋劑和引發(fā)劑。其中稀釋劑選用活性稀釋劑或惰性稀釋劑，如甲基丙烯酸縮水甘油酯、三羥 甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化基三羥甲基丙烷三丙烯酸酯等；引發(fā)劑選用胺類或改性胺類。 上述粘結(jié)劑中各組分的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為環(huán)氧或改性環(huán)氧樹(shù)脂60 % 80 %，活性稀釋劑或 惰性稀釋劑20 % 30 %，胺類或改性胺類引發(fā)劑1 % 10 %。選用此種粘結(jié)劑具有良好的 操作性能和粘結(jié)力，非常適合于本發(fā)明中鋼材與拉擠型材的粘合。新型玻璃鋼罐道上增加連接塊時(shí)，先在拉擠型材外套上開(kāi)口，再將連接塊焊接于 鋼材內(nèi)芯上，最后對(duì)開(kāi)口處及連接塊進(jìn)行防腐處理。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行鉆孔時(shí)，可根據(jù)圖紙的對(duì)鉆孔的數(shù)量、大小及位置等要求直接進(jìn)行鉆 孔。本發(fā)明的構(gòu)件具有外觀美觀、結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)量均一、耐磨、耐腐蝕、阻燃抗靜電、免 維護(hù)、安裝方便、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于潮濕、酸性等介質(zhì)環(huán)境的井下工程使用。新 型玻璃鋼罐道在防腐性能、質(zhì)量穩(wěn)定性以及強(qiáng)度方面遠(yuǎn)高于現(xiàn)有罐道。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1選用冷彎方鋼，先經(jīng)堿洗，堿溶液為10%的氫氧化鈉溶液，除去鋼材表面的油脂， 后用清水沖洗干凈，再經(jīng)酸洗，去除鋼材表面的浮銹，經(jīng)清水沖洗干凈后，打沙，增加表面粗 糙度，構(gòu)件放入鈍化池，鈍化時(shí)間為半小時(shí)，再經(jīng)干燥待用。干燥后的冷彎方鋼通過(guò)鋼材校 整機(jī)械設(shè)備對(duì)其進(jìn)行校整處理，確保鋼材的平直。將各原材料60%玻璃纖維紗、27%環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂、10%氫氧化鋁、過(guò)氧化 物類引發(fā)劑、脫模劑、顏料糊通過(guò)拉擠設(shè)備，于150 200°C下中溫固化一次成型，制 作出拉擠玻璃鋼型材。處理后的鋼材放入模具中，再把拉擠玻璃鋼型材放入模具中，拉擠玻璃鋼型材外 邊框與模具內(nèi)邊框相貼合，接著把調(diào)制好的粘結(jié)劑(環(huán)氧樹(shù)脂75%，活性稀釋劑24%，胺類引發(fā)劑)通過(guò)注射設(shè)備注于拉擠玻璃鋼型材與鋼材之間的空隙中，使拉擠玻璃鋼型材 與鋼材相粘合于一體。用抗剝離力來(lái)測(cè)定粘結(jié)牢固程度，通過(guò)探傷設(shè)備檢測(cè)密實(shí)程度。實(shí)施例2選用冷彎方鋼，先經(jīng)堿洗，堿溶液為10%的氫氧化鈉溶液，除去鋼材表面的油脂， 后用清水沖洗干凈，再經(jīng)酸洗，去除鋼材表面的浮銹，經(jīng)清水沖洗干凈后，打沙，增加表面粗 糙度，構(gòu)件放入鈍化池，鈍化時(shí)間為半小時(shí)，再經(jīng)干燥待用。干燥后的冷彎方鋼通過(guò)鋼材校 整機(jī)械設(shè)備對(duì)其進(jìn)行校整處理，確保鋼材的平直。將各原材料59%氈、25%環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂、12%氫氧化鋁、過(guò)氧化物類引發(fā) 劑、抗靜電劑、抗老化劑、顏料糊投入拉擠設(shè)備中，于150 200°C下中溫固化一 次成型，制作出拉擠玻璃鋼型材。處理后的鋼材放入模具中，再把拉擠玻璃鋼型材放入模具中，拉擠玻璃鋼型材外 邊框與模具內(nèi)邊框相貼合，接著把調(diào)制好的粘結(jié)劑(環(huán)氧樹(shù)脂70 %，惰性稀釋劑29 %，胺類 引發(fā)劑)通過(guò)注射設(shè)備注于拉擠玻璃鋼型材與鋼材之間的空隙中，使拉擠玻璃鋼型材 與鋼材相粘合于一體。用抗剝離力來(lái)測(cè)定粘結(jié)牢固程度，通過(guò)探傷設(shè)備檢測(cè)密實(shí)程度。對(duì)比例1在角鋼或槽鋼表面涂刷防腐漆。對(duì)比例2在冷彎方鋼外通過(guò)手糊工藝覆上玻璃鋼。對(duì)比例3除將冷彎方鋼替換為角鋼或槽鋼外，其他同實(shí)施例1。性能測(cè)試將各實(shí)施例和對(duì)比例得到的罐道進(jìn)行防腐、穩(wěn)定性、強(qiáng)度方面的測(cè)試。1、防腐方式及服務(wù)年限對(duì)比1. 1、防腐方式鋼材表面涂刷防腐漆(對(duì)比例1)，此工藝為傳統(tǒng)防腐工藝，防腐效 果差，在通常情況下使用2年左右就會(huì)生銹，若在礦山井下惡劣的環(huán)境中使用，服務(wù)年限為 5年左右。1. 2、防腐方式鋼材表面外覆玻璃鋼(對(duì)比例2)，此工藝為傳統(tǒng)手糊工藝，防腐效 果相對(duì)涂刷防腐漆防腐時(shí)間稍長(zhǎng)，在礦山井下可用10年左右。1. 3、防腐方式鋼材表面外套拉擠玻璃鋼型材(實(shí)施例1和2)，此工藝為拉擠工 藝，采用鋼材與拉擠玻璃鋼型材復(fù)合而成。其防腐效果良好，在礦山井下可用30年以上。2、質(zhì)量穩(wěn)定性對(duì)比采用鋼質(zhì)角鋼或槽鋼焊接而成的方鋼做罐道鋼芯(對(duì)比例3)，其為二次成型，與 整體成型的冷彎方鋼為罐道鋼芯性比，質(zhì)量穩(wěn)定性差。3、強(qiáng)度對(duì)比3. 1、角鋼屈服強(qiáng)度195MPa，抗拉強(qiáng)度約是375_460MPa ；3. 2、槽鋼屈服強(qiáng)度235MPa，抗拉強(qiáng)度約是375_460MPa ；3. 3、冷彎方鋼的屈服強(qiáng)度在260_320MPa范圍內(nèi)，抗拉強(qiáng)度在600_620MPa。4、罐道強(qiáng)度對(duì)比4. 1鋼質(zhì)罐道
對(duì)比例1的罐道強(qiáng)度接近鋼質(zhì)本身機(jī)械強(qiáng)度。4. 2玻璃鋼罐道對(duì)比例2的罐道，其表面所覆玻璃鋼在玻璃鋼罐道中只起到防腐 作用，為能增加罐道的整體強(qiáng)度。其強(qiáng)度趨近于鋼質(zhì)罐道。4. 3拉擠型罐道實(shí)施例1和2的罐道具有較高的機(jī)械性能，同時(shí)也起到防腐效 果。機(jī)械性能要遠(yuǎn)優(yōu)于鋼質(zhì)罐道及玻璃鋼罐道，在強(qiáng)度方面高于冷彎方鋼的強(qiáng)度20 40%。
權(quán)利要求
一種新型玻璃鋼罐道的制作方法，其特征在于包括如下步驟A、鋼材的預(yù)處理對(duì)鋼材進(jìn)行除銹及校整處理；B、拉擠型材的制作拉擠玻璃鋼型材的各原料經(jīng)過(guò)拉擠設(shè)備進(jìn)行中溫固化一次拉擠制成拉擠玻璃鋼型材；其中所述拉擠玻璃鋼型材的原料包括增強(qiáng)材料、膠粘劑、阻燃劑、引發(fā)劑及助劑；C、鋼材與拉擠型材的復(fù)合以預(yù)處理后的鋼材為內(nèi)芯，外套拉擠型材，在所述鋼材與拉擠型材之間的空隙中填充粘結(jié)劑，使鋼材與拉擠型材密實(shí)粘合于一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型玻璃鋼罐道的制作方法，其特征在于所述鋼材為冷彎方鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型玻璃鋼罐道的制作方法，其特征在于對(duì)鋼材除銹處 理的步驟包括對(duì)鋼材先進(jìn)行堿洗并清洗，再進(jìn)行酸洗并清洗，然后進(jìn)行打沙處理，再進(jìn)行鈍 化處理，最后干燥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型玻璃鋼罐道的制作方法，其特征在于所述增強(qiáng)材料為 選自玻璃纖維紗、氈或布中的一種或幾種；所述膠粘劑為不飽和聚酯樹(shù)脂或環(huán)氧乙烯基酯 樹(shù)脂；所述阻燃劑為氫氧化鋁；所述引發(fā)劑為過(guò)氧化物引發(fā)劑；所述助劑選自脫模劑、顏料 糊、抗老化劑、抗靜電劑中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的新型玻璃鋼罐道的制作方法，其特征在于所述拉擠玻璃 鋼型材各原料的質(zhì)量含量為增強(qiáng)材料50 % 70 %，膠粘劑35 % 20 %，阻燃劑13 % 10%，引發(fā)劑1.5% 1%，助劑2% 1%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型玻璃鋼罐道的制作方法，其特征在于所述拉擠設(shè)備的工 作溫度為100 250°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型玻璃鋼罐道的制作方法，其特征在于所述粘結(jié)劑的填充 采用注射工藝，先將拉擠鋼型材與鋼材放入模具中，再將粘結(jié)劑采用注射設(shè)備注于拉擠鋼 型材與鋼材之間的空隙中，使鋼材與拉擠型材密實(shí)粘合；最后檢測(cè)粘結(jié)牢固程度以及密實(shí) 程度，粘結(jié)不牢或不密實(shí)時(shí)需重新進(jìn)行粘結(jié)處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的新型玻璃鋼罐道的制作方法，其特征在于所述粘結(jié)劑中 包含環(huán)氧或改性環(huán)氧樹(shù)脂、活性稀釋劑或惰性稀釋劑、以及胺類或改性胺類引發(fā)劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型玻璃鋼罐道的制作方法，其特征在于所述新型玻璃鋼罐 道上增加連接塊時(shí)，先在拉擠型材外套上開(kāi)口，再將連接塊焊接于鋼材內(nèi)芯上，最后對(duì)開(kāi)口 處及連接塊進(jìn)行防腐處理。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種新型玻璃鋼罐道的制作方法，其包括鋼材的預(yù)處理、拉擠型材的制作以及鋼材與拉擠型材的復(fù)合等步驟。該法制備的構(gòu)件具有外觀美觀、結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)量均一、耐磨、耐腐蝕、阻燃抗靜電、免維護(hù)、安裝方便、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于潮濕、酸性等介質(zhì)環(huán)境的井下工程使用。
文檔編號(hào)B66B17/00GK101913523SQ20101023166
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者周峰, 周靜南, 邵文波 申請(qǐng)人:宜興市星洲復(fù)合材料有限公司