在玻璃钢管或碳纤维复合材料管名前再冠以树脂基体的名字即成为这种塑料管的全名，如以环氧树脂为粘结剂，玻璃纤维为增强材料制得的玻璃钢管，则叫做环氧树脂玻璃钢管，或简称环氧玻璃钢管，著以环氧树脂为粘结剂，碳纤维为增强材料制得的增强塑料管，则叫做环氧碳纤维增强塑料管。制造这类增强材料管的方法大致分为手糊、卷绕、缠绕、拉拔等四种。手糊制品工艺落后，制品质量不高，应用不多，在此不作介绍，这里主要介绍卷绕、缠绕、拉挤等制管法所制的热固性增强塑料管。它们所要求的原村料、产品的性质及用途均有所不同。

　　1、卷绕法热固性增强塑料管

　　概述　这是一类以卷绕法制造的热固性增强塑料管的总称，卷绕管是将浸有各种热固性树脂的增强织物浸胶布利用卷管机卷绕在管芯模具上、然后固化、脱管芯后制得。

　　原料所用热固性树脂主要有氨催化的酚醛树脂，酚醛环氧树脂、有机硅树脂等。增强材料主要为玻璃布、用酚醛树脂制得的玻璃钢管耐热性较好，长期使用温度可达140℃，价格便宜。但耐湿热性、电绝缘性及机械力学性能不及酚醛环氧玻璃钢管。酚醛环氧玻璃钢管力学性能及电绝缘性较好，长期使用温度可达155℃，但价格较高。有机硅玻璃钢管电绝缘性及耐热性均优于前两种玻璃钢管，但机械性能较差。一般要对有机硅树脂进行改性，如环氧树脂改性有机硅树脂制得的玻璃钢管道可大大改善其力学性能。由于卷绕制得的管道一般是用于电气部门，所以一般均用0.2mm厚的平纹无碱玻璃布作增强材料。若制备耐酸管道时，则可用0 2mm厚的中碱玻璃布作为增强材料。当将选好的粘结剂配成一定粘度的溶液后。经过浸胶工艺使玻璃布浸胶后可制得卷管用的浸胶布。浸胶布的质量控制指标如表3-32所示。

　　生产工艺流程　卷绕法生产工艺流程见图3-46。

　　图3-46　卷绕法制热固性增强塑料管流程

　　生产工艺　将符合要求的浸胶布按图3－47所示进行卷制工作。

　　先将前支撑辊表面加热到规定温度卷制酚醛环氧管为60℃～100℃，卷制酚醛管为80℃～120℃，放上管芯，管芯外表均匀地涂上一层脱模剂，脱模剂推荐用凡士林：沥青：石蜡＝1.5：1：1重量比混熔后，加入一定量的松节油制成。将有脱模剂的管芯先用长度为管芯周长二倍的含胶量较高的浸胶布包在管芯上，并放入到两个支撑辊之间将管芯压紧，用手将通过张力辊的浸胶布端头贴在前支撑辊上，掀动倒向辊使浸胶布端头卷入与底布搭接在一起，然后启动卷管机使之慢速卷绕，待正常后即可逐步加快车速。浸胶布通过张力辊和导向辊进入已加热的前支撑辊受热变粘后卷绕在管芯上，张力辊给胶布的张力一般为98N/cm，张力略大一点有利千将管卷紧和消除气泡，并借助于摩擦力作用使管芯转动。当卷绕到规定厚度时割断浸胶布，将卷好的管坯与管芯一起取下送入固化炉中进行固化。对壁厚小于6m。的酚醛环氧玻璃钢管的固化条件是80℃～100℃入炉，用2h的时间均匀升温到170℃士4℃，在此温度下保温40min，自然冷却后在脱管机上取出管芯即得玻璃钢管，经修饰后得成品。

　　主要生产设备

　　1卷管机　如ZG3型卷管机，卷管直径范围为20～200mm，最大卷管长度为1600mm。

　　2固化炉　温度控制范围为50℃～250℃。

　　3管芯　用厚壁无缝钢管制成，其直径由所卷制管材的内径要求加以选定。

　　4脱管机　分链式和螺旋式两种，前者脱管速度大于后者。

　　产品主要性能指标　表3－33列出卷绕法酚醛及环氧酚醛玻璃钢管的主要性能指标。

　　2．缠绕法热固性增强塑料管

　　概述　用缠绕法制造的热固性增强塑料管称为缠绕法热固性增强塑料管。其原料及工艺与卷绕法有若干差异。

　　缠绕法制管通常用不饱和聚酯树脂，酚醛环氧树脂，环氧树脂为粘结剂，玻璃纤维丝或带为增强材料。所制管最大长度可达300～400cm，管径1～40crn。壁厚0.2～2cm，管的强度可以通过铺层设计达到所需的横向强度和纵向强度的要求，该法制备的管材多用于化工防腐，输油及一些受力的管形制品。

　　原料及典型配方　缠绕法制管的增强材料主要是玻璃纤维带或玻璃纤维合股纱，近年来碳纤维带或其合股纱的使用有所增加。由于此法所制的管道一般为受力构件，要求机械强度较高，所以它所用的粘结剂主要为酚醛环氧树脂，环氧树脂，根据使用不同，有时也用不饱和聚酯树脂。几种树脂胶液的典型配方如表3-34所示。

　　A配方低毒，高强度、低温固化，B配方工艺性能好。耐热使用期长，但有过敏性。C配方工艺性好，耐温，有毒。D配方工艺性好，价廉，但使用温度较低。

　　缠绕制管所用的玻璃纤维一般为20～40股的无捻粗纱或3cm宽，0.2cm厚的玻璃布带。有捻纤维工艺性好、在使用过程中不易起毛和断头，但由于加工工序较多，强度损失较大，无捻纤维工艺性稍差，但成本低，强度损失小，同一支数的玻璃纤维，股数多少对强度影晌不大，为了提高主产效率，减少使用中的麻烦，一般用10～40股的合股纱。用玻璃纤维合股纱制造的管道，经过铺层设计可加强纵向强度，所制玻璃钢管道，一般比用玻璃布带制得的管道强度高。

　　生产工艺流程　生产工艺流程见图3－48。

　　图3－48缠绕法制热固性增强塑料管流程

　　如图3－48所示，增强填料浸胶后未经烘干即进行缠绕，这一点与卷绕法不同，所以又称湿法，而经过烘干的方法称为干法。湿法所需设备简单，较经济；但干法可较严格控制浸胶量，制品质量较稳定。用玻璃纤维为原料时，干、湿法原则上均可用。而用碳纤维为原料时，因其性脆容易断头，所以一般采用湿法。

　　生产工艺　缠管工艺示意如图3-49所示。

　　将玻璃纤维按要求的合股数放在纱架上，将配好的股液倒入装在小车上的浸胶槽内，按照合股纱的宽度及缠绕规律调节小车的移动速度，将管芯固定在缠绕机的支架上，开动马达使管芯转动，用手将纱带拉出一段，将纱带的一头固定在管芯端头的孔中。开动马达使管芯转动和小车移动，纤维带就按一定的螺旋规律缠到管芯上。随即调节张力，使之符合规定要求。当纱带缠到另一端时，扭转反向开关，使小车向反向移动。这样反复缠绕，一直达到规定的厚度后剪断胶带。若制备不饱和聚酯树脂玻璃钢管，则继续使带有管芯的管子转动，当树脂基本固化时才从支架上取下，放置24h以后再用脱管机脱管。当缠绕酚醛环氧玻璃管时也应使之在转动下基本凝胶后才从支架上取下，再送入固化炉中固化，固化后取出，在室温下冷却40～60min后用脱管机脱管，最后经修饰则得成品。由于缠绕法制管所则张力稍大于卷绕制管工艺，所得产品结构较紧密，相对密度较大，产品一般用于受力物件。

　　主要生产设备　缠绕机、管芯、固化炉、脱管机。

　　产品主要性能指标　缠绕热固性增强塑料管的性能指标见表3－35。

　　3．拉拔法热固性增强塑料管

　　概述　拉拔法制管是在卷绕及缠绕两种制管法基础上新开发的方法。拉拔法理论上可以制造无限长的管材，还可根据拉拔模具构型的不同分别制造各种断面形状的异型管材。此外，此法的生产效率高、拉挤速度可高达4．5m／min，因而生产成本低。由于以上特点，此法生产的管道及其他异型制品，每年以17％左右的速度增长。管材主要用作化工管道及受力构件。

　　原料及典型配方　拉拔法制管所用的增强材料一般为玻璃纤维合股纱或碳纤维合股纱，其原料规格与缠绕用的合股纱相同，树脂基本用不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂等。但由于下饱和聚酯树脂和乙烯基酯树脂价格便宜，工艺性能好，固化速度快、粘度小等特点，所以在拉挤成型工艺中，不饱和聚酯树脂和乙烯基酯树脂占所有树脂用量的98％，环氧树脂只用于碳纤维复合材料及某些特殊用途制品的制造。拉挤成型工艺所用树脂典型配方如下；

　　配方A质量份

　　邻苯二甲酸型不饱和聚酯树脂           100份                   硬脂酸锌              1.5份

　　过氧化苯甲酰BPO                     1份

　　配方B质量份

　　间苯二甲酸型不饱和聚酯树脂           100份                   过氧化二异丙苯    1份

　　过氧化苯甲酰                                   1份                      0.4％钴盐促进剂   1份

　　配方C质量份

　　E－51环氧树脂                                100份                   叔胺促进剂4        份

　　甲基四氢苯二甲酸酐MNA         85份

　　A配方价格便宜，工艺性好，一般长期使用温度＜60℃。B配方价格稍贵于A配方，工艺性好，长期使用温度可达100℃。C配方工艺性不如A、B两配方，但制得产品的机械力学性能和耐温性均优于前两种配方。

　　生产工艺流程　生产工艺流程如图3－50所示。

　　图3－50拉拔法热固性增强塑料管生产流程

　　生产工艺　拉拔法制管工艺是将纤维经树脂胶液浸渍后立即进入拉拔机的预热区和成型固化区迅速凝胶固化，因此在浸胶时带入的气泡和多余的胶液应在进入预热区之前加以排除，故一般采用潜入式较长的浸胶槽，以保证浸透和排除气泡。树脂粘度应控制在0.2～1．2Pa·S之间，凝胶时间控制在65s／150℃内。使用寿命控制在6.5h／25℃左右。其制管工艺示意如图3－51所示。

　　浸好树脂的纤维按制品要求经过分配盘2进行分配后进入预成型模具3，预成型模具的作用是使浸胶后的纤维在此模具中先制成欲得制品的坯料，这种坯料再经过主成型模具4使坯料压实，定型、固化。因此预成型是非常重要的，它使浸过胶的纤维准确地按设计要求位置进入主成型模具。挤掉多余的树脂，提高浸渍效率。预成型模具的截面积一般比主成型模具大5％～10％。

　　从预成型模具出来的坯料进入主成型模具4，主成型模具的几何形状与制品的要求轮廓应完全相同，模具长度与树脂体系、制品尺寸、拉拔速度等有关。一般，模具是长度为100cm的镀铬钢模，该模使用寿命可连续拉制80000m以上的型材，在拉拔速度为0.3～0.6m／min的不饱和聚酯玻璃钢管时，其温度为四个区80℃、120℃、160℃、100℃，可采用高频加热或电感加热来实现。

当固化后，由特殊的第一夹头夹住管子后送交第二夹头，在此过程中就完成脱模冷却过程，当第二夹头夹住制品后，第一夹头向前运动，再去夹住从主成型模具出来的制品，第二夹头向后退，将制品继续冷却并送去切割成一定长度的成品。如此往复进行，如不切割，理论上则可制得无限长的制品。

　　主要生产设备　拉拔机、纱架、成型模具、切割机。

　　产品主要性能指标　拉拔法不饱和聚酯玻璃钢管的主要技术指标为；

　　相对密度                     1．50            弯曲强度，Mpa                  320～430

　　拉伸强度，Mpa           300～400       压缩强度，Mpa                  180～200

                    电气基本知识

一、电气控制理论

    1、控制线路由导线和相关元件所组成。相关元件根据它的动作性质，分为自动元件和非自动元件，自动元件包括继电器、接触器、电磁阀等按照控制线圈的使能来自动动作的电气元件；非自动电气元件包括隔离开关、空气开关、按钮、行程开关等需人为或机械力使其动作的元件。 

     继电器和接触器是控制线路中最常用的元件，它们都是由线圈和触点组成，区别在于：继电器的触点耐流值小，而且没主、辅触点之分，主要用于电路中间联锁等控制。而接触器主要用于电机电力供电控制，它的触点分为主触点和辅助触点，给电机供电控制的触点称为主触点，其它触点称为辅助触点。

     2、在工业控制中，常用到的两种量是数字量和模拟量。一些离散的数据称之为数字量。比如：32000、12900等等；模拟量就是随时间的改变而变化的电流或电压值，比如：0-20MA，0-10V等等。数字量主要用于CPU对控制算法的处理；而模拟量主要用于驱动现场的执行元件。它们之间的转换是由控制机内部的A/D 或D/A转换器来完成的。

4-20MA模拟量        0-32000数字量

              A/D转换示意图

   0-32000数字量       4-20MA模拟量

                  D/A转换示意图

     3、在工业控制中主要有两种控制方式，一种叫开环控制，另一种叫闭环控制。

     没有反馈值参与的控制叫做开环控制；开环控制主要用于我们不必要知道具体的执行结果的控制。如图上所示见图，通过频率设定后，我们并不去具体知道机械传动的转速是多少。

     有反馈值参与的控制叫做闭环控制，闭环控制主要用于我们必须知道具体的执行结果与我们的设定值是否相等的控制。如图上所示见图，通过频率设定，在现场必须有实际速度测试装置，并将所测实际值随时反馈给主控机，让其经过比较，改变输出值，以达到设定值与实际值时时保持基本相等的控制目的。

频率设定            4-20MA          改变频率

                开环控制示意图             

频率设定            4-20MA          改变频率            测速装置

             将实际速度反馈给PLC参与控制                     

                闭环控制示意图

　　　4、最常用到的一种闭环控制方式叫PID控制。按偏差的比例P，积分I和微分D进行控制，叫做PID控制。PID实质上是一种线性调节控制器。它主要依据设定值SP和实际反馈值PV之间的偏差来控制输出值CV。其中P值是比例系数，I是积分时间，D值是微分时间。以叶烤机干燥一区的温度控制为例介绍PID的基本原理：

                     气              汽

温度设定SP

                      4-20M输出          驱动           汽

实际温度PV           CV值              3-15PSI

            PT1热电偶将所测量的实际温度作为PV值反馈给PID     

   当SP>PV时,  CV值增大；当SP<PV时,  CV值减小；当SP=PV 时，CV值保持不变。这就是PID控制的基本原理。我厂的烘丝机、润叶加料机、控制型电子秤等都是用PID控制。

    5、关于开关量和模拟量。开关量，就是用“1”表示接通，用“0”表示不接通的量。它永远只有两种状态，就是“1”或者0，有的又称“有”或“无”；模拟量，就是随时间的改变而变化的电流或电压值。比如4-20MA，0-10VDC等。开关元件所产生的都是开关量，比如：电机的启动按钮、停止按钮等。检测变化量的元件、仪器所产生的量都是模拟量，比如：温度测量的热电偶、水分仪测量的水分信号，压力传感器测量的压力信号等。

     6、常用到的电气控制方法有以下几种：

   继电逻辑控制，采用各种继电器和接触器为主体组成的顺序控制系统。这是一种全统的装置，它投资小、电路图直观、易懂，但系统庞大，控制修改困难，相比可靠性不高，并且只能进行开关量的控制。至今仍然广泛应用。比如我厂的切丝机仍然是继电逻辑控制。继电逻辑控制的最基本图如下

三相电源                                     控制电源

                                      CB   停止   起动

                     空开CB                  KM    

                                                KM    

                          接地PE

 KM                                       控制电源零线

      KM       

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