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玻璃钢制品的发展及对玻璃纤维性能要求
来源:河北华强科技开发有限公司 admin  点击:565  发布时间:2012-11-1
1 我同玻璃钢管罐缠绕产品的生产发展概况
    工业化生产缠绕玻璃钢制品在88年开始后,有四家企业开始生产缠绕玻璃钢管道和储罐,设备都是花费数十万美元引进的意大利威德罗乐西纳的定长缠绕生产线。主要市场围绕化工油田电力,通过设计部门的推荐推广,与手糊管道和储罐竞争,树脂和纤维的消耗量有限。在这一期间的初期,玻璃纤维的生产主要以国内技术为主,缠绕管罐的生产厂家也面临选择合适的缠绕纱、喷射纱的问题,纤维生产厂家不断的在改进相关产品。在90年后,重庆玻纤、广东东莞、珠海引进了国外技术开始池窑玻璃纤维的生产。在经过产品测评后,玻璃钢厂家很快弃用了7000多元/吨国内技术玻纤,转向采购9000多元/吨的东莞和重庆破纤的缠绕纱,这一转变除了因为产品的质量得到提升,当时也能得到缠绕玻璃钢售价的支撑。直到95、96年缠绕纱的价格上升到1万多元/吨,缠绕厂家也一直在采用。
    93年左右,河北中意和江苏(泗阳〕中意又花费数百万美元引进了意大利威德罗乐西纳的定长缠绕夹砂管生产线,烈璃钢管道开始走向市政工程,从此同内玻璃钢管道的通用树脂和玻璃纤维用量开始逐步放量。在这一时期,国内的池窑法玻璃纤维也以山东泰安和浙江桐乡为代表进入了大规模的生产阶段。这一时期,美国OC公司在长春投产了一个连续缠绕制管工厂,并计划在国内布点投建7个管道厂。河南安阳和广东湛江也分别从意大利和以色列引进了连续缠绕制管生产线,浙江温州也引进了离心浇铸玻璃钢管道生产线。这三种形式管道生产线的投资,在当时的投资都相当于人民币2000-5000万元。以配合大规模国内的城市供水、新城区建设供水为目标,缠绕玻璃钢管道进入了一个大口径大刚度低成本的新的阶段。而连众也为了在储罐市场抗衡,花费数十万美元从美国引进了储罐立式缠绕设备,储罐直径可以做到25米。玻璃钢管罐企业如同产品一样,开始朝做大做强方向发展。
    在引进设备和技术的基础上,河北中意和连云港连众对缠绕设备进行了消化吸收,各自都完成了从引进生产线到能设计制造定长缠绕生产线的提升。河北的设备改造人员最早先行从原公司独立出来,并开始在市场上推广缠绕生产线,随后又有玻璃钢生产线的制造技术的扩散,使缠绕生产线的销售价格不断降低,满足了国内日益增长的设备需求。连众的进口设备改造人员后来也从公司独立出来,吸收中、法、意、美多种设备之长,使设备市场上有了更多的竞争者。
    设备销售的市场竞争对缠绕管罐的发展起了决定性的作用,因为设备的竞争使夹砂管的生产线主设备从300万美元降低到300多万人民币,又降低到100多万人民币,生产技术的扩散也使原来的技术引进费用变得多余,因而极大地降低了投资办厂的资金门槛。日益增长的市政管道的需求引发了对缠绕生产线的需求,由于只有定长缠绕法管道线做了设备消化吸收,设备相对简单却能满足多规格总长度不长的国内管道市场状况,并且还能生产储罐,因而,定长缠绕线受到市场的青睐。而连续制管以及离心浇铸管道由于设备投入大,技术复杂,消化吸收困难,直至目前,设备仍然没有中国制造。进入国内的OC公司,不仅没有投资成7个管道厂,连唯一在长春建成的管道厂也关闭了。湛江的连续制管厂,就没有正式生产过。
    由于玻璃钢管道的市场竞争,为了降低管道的运输成本,几个已得到发展的大型的管道厂如河北中意、连众、河北天联、新疆永昌等分别在其它地区自建或者和当地合建了一些管道厂,也有一部分原单位职工另起炉灶重新组建了新的玻璃钢厂。由于这些项目的带动,工程当地的一些有实力的企业或个人,看到玻璃钢管道的市场,也纷纷投资兴建玻璃钢管道厂。因为市场需求上升和原材料的下降,玻璃钢管道在98年后开始喷发。这一时期,玻璃纤维的价格随着新的池窑的不断增建,缠绕纱的价格急剧回落到每吨7000多元,最终跌落到6000元多元。树脂也因为原材料价格的下降以及市场的竞争,价格从每吨1万多元跌落到7000元左右。玻璃钢夹砂管道也从最初的近20元/公斤下降到10元/公斤左右。因而,这一时期是玻璃钢管道繁荣的时期,玻璃钢管道在市政工程的项目中得到认可和推广,大量采用了玻璃钢供水管、排水管、截污管。在某些工程上,非开挖施工中玻璃钢顶管也得到了应用。缠绕管道的生产技术和生产设备,管道的产品标准都得到了发展。在大型管道发展的同时,小口径的电缆管道也因设备投资的降低在浙江得到发展。玻璃纤维厂家虽然和管道厂有许多的不协调,但是大都从这一领域获得了建厂初期的市场支撑。
    目前,随着大规模基建项目的发展平稳,市政管道的用量增长趋缓。但是,在国内,传统的重腐蚀用玻璃钢市场如化工仍在继续,工业用大口径管道市场仍将发展,市政工程上的给排水管道也会有一些延续,国内每年的中碱和无碱缠绕纱的用量仍然能维持到15万吨左右的水平。对于有强大的销售队伍,有经验丰富的技术人员,有良好的市场形象的企业,他们仍将继续在缠绕管罐的市场发展。特别是由于大型现场缠绕储罐的发展,使得缠绕储罐变成了一个通用产品,缠绕储罐在化工食品酿造领域得到快速增长。面临困难的将是当初只做某个单个工程的当地管道生产厂,但是他们也会努力生存,大部分企业仍然或多或少会得到一些订单,也会有一些得到发展。目前,玻璃钢管的标准在完善升级,有的厂家也在对管道的长期性能参数进行测定,这些都会减少玻璃钢厂家随意切换玻纤和树脂材料,有助于玻璃钢管道市场的长期发展。
2 玻璃钢管罐缠绕对玻璃纤维性能的要求
    目前缠绕纱用户主要的生产制品有几个领域。使用高强纱的领域,主要是用于增强环氧树脂,或是某些对重量或厚度有要求的场合:油田线管油管套管、船用管、电绝缘产品、气瓶、高压纯化水筒。使用通用无碱纱的领域:工业化工管道(不夹砂)压力输水管道、储罐、现场缠绕储罐、水处理罐、出口缠绕管罐。使用中碱纱的领域:市政排水管、电缆护套管、风管缠绕纱对于玻璃钢管罐要满足力学性能和工艺性能两方面的要求,或者说是来自技术人员和操作工人的两方面要求。其一是关系到玻璃钢力学性能的,如强度、模量、水含量、浸润性等。其二是关系到产品的生产效率及外观,如成带性、起毛、抗静电、接头、硬度、脱圈等。对于强度和模量,现在从玻纤厂到管罐厂都是把各家各种规格产品当作是完全一样的来看待的,玻璃钢缠绕制品有4-10倍的设计安全系数,一般情况下足够弥补材料缠绕纱强度的波动。但是对于涉及安全系数低的产品或者是壁厚较厚的产品,缠绕纱的强度如果有5%的差异,就可能导致不同的壁厚计算,使设计的缠绕层数发生改变。但是缠绕纱和用于结构(强度)层邻苯树脂一样,玻璃钢厂随时准备切换供货商材料,属于进去容易出来也快的状况,我还没有看到有国内企业对其做详细的核算。在玻璃钢厂家的样本参数都大致相同的情况下,没有数据的支持,就没有哪个厂家敢减薄壁厚。而国外,管道生产厂家一般会对选定原材料制作的产品作长期的跟踪监测,以确定玻璃钢管的许用应力水平。水含量对于复合材料的强度也有影响,在使用无碱纱的场合,纱带来的水份和树脂及固化引发剂带入的水份是大致相当的,合计约占复合材料的 0.15-0.2%,水份大了,会影响树脂的聚合固化。缠绕纱变成复合材料的一部分是需要依靠玻纤和树脂的界面,水含量和玻纤的界面处理剂一样,对复合材料的剪切强度有着重要的作用,影响到复合材料的整体强度。好的缠绕纱,除了TEX数均匀,接头少,退圈完整外,在缠绕过程中,能否让工人轻松地缠绕完制品是一个很重要的要求。现在缠绕的时候还都要有个看纱工,主要任务就是在缠绕过程中是否有乱纱。这个在15年前就需要的工种,到目前一直保留着。现在的国产设备缠绕抽纱速度越来越快,很简单的核算,10公里管道50天生产完和40天生产完对于企业的效益肯定是不一样的,这不仅仅是增加几个工人的问题。纤维表面浸润剂的情况对缠绕效率的影响也是如此,如果浸润快,能大幅度提高缠绕速度,还够弥补一些日益增加的人工成本的负担。
    在缠绕制品生产中还要使用一个重要的纤维产品。使用通用缠绕纱的制品,一般需要采用表面毡,短切毡(或喷射纱、缝编毡)用于管内衬的制作。喷射纱在80年代末刚引进工业化生产缠绕设备时普遍用于管罐的内衬制作,短切毡用了制作手糊制品和小管道的内衬,目前在管道上应用得少了,基本上都改用缝编毡。采用缝编毡可以方便地卷绕在芯模上,采用刷胶或淋胶的方式可以比采用喷射纱减少苯乙烯的挥发。但在制罐和手糊法兰弯头等附件产品上,还会采用帖服性能好的喷射纱和短切毡。喷射纱需要附模好、浸透脱泡快、分散均匀,和树脂折光匹配,不能有白纱。脱泡和白纱也可以通过调整树脂的组分或加入添加剂来改进,但是在有时厂家的树脂选择是由管罐用户确定的,加入添加剂有成本问题,同时增加了生产步序。缝编毡是采用短切纱制作的,也有专门从玻璃纤维厂采购短切纱生产缝编毡的厂家,他们对制毡纱在工艺上有相关的要求,对于短切纱的浸润性能,制毡厂一般不做检测。但是,这并不代表没有评判。如果用缝编毡制作的管罐内衬出现发白等现象,玻璃钢生产企业在追究缝编毡的责任时,也会查清楚玻璃纤维的供货单位,影响到管罐厂家对于玻璃纤维厂家的评价。
    对于玻纤企业,市政管道的用量对于缠绕纱的销量有极大的影响。虽然目前国内的增长已趋于缓和,但是随着中国经济力量的增加,在国外的工程也日趋增加。中国的大口径玻璃钢管已经出口到巴基斯坦、越南、马来西亚等东南亚国家,以及沙特、苏丹等中东和非洲国家,还有伊朗、阿塞拜疆等西亚国家。出口到东南亚的管道,一般是化工电力上的工艺管道。出口中亚、中东、非洲国家,一般是输水管道。由于这些国家的地理条件类似我国的新疆,因而一般为长输管线。理论上讲,单一规格长距离输水管道更适合用连续制管的工艺,在中东,目前主要是采用这种管道一但是,在人力成本较低的地区,定长缠绕管道也有相当的竞争力。虽然运输费用高是个问题,但是机会仍然有。在90年代末,北京利用外资的引密进京工程采用了进口直径2米多的铸铁管,其价格可以购买双倍长度的玻璃钢管。现在,中国在外建设或援助资金的项目也很多,虽然运输距离远,但是在饮水、电力、农田灌溉等项目中也会给国内的玻璃钢企业带来很多机会。
    目前,大型玻璃钢现场缠绕储罐已经得到发展,立式现场缠绕机已经有三十多台。电缆管也从5年前的手糊产品,在近几年逐渐转向缠绕成型。我们有理由期待国外已经成熟使用但国内还未开始的双壁地下储油罐、缠绕玻璃钢电力杆等产品能在中国落地生根。同时,我也希望我国有实力的企业能在新的领域创新纤维缠绕产品。
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