淺談玻璃鋼法蘭制作工藝
導語：目前，玻璃鋼法蘭的制作成型方法有很多種，它們的技術水平要求相差很大。小編來淺析玻璃鋼法蘭制作工藝，歡迎閱讀!
玻璃鋼管道已廣泛應用于長距離輸水、市政公用等項目中，作為與其它材質連接的主要方式，法蘭連接已成為必不可少的連接方式。本文簡述了玻璃鋼法蘭的制造工藝及制造特點。
【關鍵詞】玻璃鋼法蘭;手糊成型
法蘭是管道及容器中使用最廣的可拆卸連接部件，隨著玻璃鋼管道、容器使用日益廣泛，玻璃鋼法蘭的性能和制作也逐漸受到普遍重視。
常用玻璃鋼法蘭多用于壓力不大于3MPa的中低壓力管道、容器，主要結構形成有整體法蘭、粘接法蘭和活套法蘭。
整體法蘭一般為等壁厚平板法蘭。該結構的優點在于法蘭環與筒體為整體成型，增強玻璃纖維及織物是連續的，能充分發揮玻璃鋼強度高、易成型的特性，其缺點是等壁厚結構與法蘭內應力分布不匹配，難以實現等強度、等剛度設計要求;使用中，法蘭環與筒體交接處易在縱向應力作用下出現較大變形，甚至出現微裂紋和開裂破壞。
粘接法蘭是將法蘭環與筒體分別加工，然后再將二者粘接在一起而成。該結構應用很普遍，它充分發揮了玻璃鋼易成型的優點，模具簡單，便于制造，適于制造大直徑、小批量和異型玻璃鋼法蘭。但其最大的不足是法蘭環與筒體間的玻璃纖維不連續，因而連接處的強度下降較大，即使在轉角處采用玻璃布、短切氈進行補強，但法蘭所承受的彎矩、剪力、拉力等主要還是靠粘接面上的樹脂基體承擔，結果造成粘接處縱向應力最大而強度又最低的'局面，易出現破壞，安全性不足，且隨使用溫度增高，安全性還要降低。相對來說，活套法蘭既具有整體法蘭的特長，同時又充分利用活套金屬法蘭環剛度大的優勢，大大降低了玻璃鋼法蘭在緊固后的使用過程中因兩螺栓間法蘭環產生彎曲、撓度過大所導致的泄漏現象。但是，如前所述，等壁厚結構仍不符合法蘭內應力分布狀況。為此，仍續根據法蘭內應力分布情況，充分利用玻璃鋼性能的可設計性、易成型等特點，選擇更為合理的法蘭結構形式。
根據應力分布曲線可以看出，法蘭采用與筒體壁厚相同的等壁厚結構是不合理的，宜在法蘭環與筒體之間設置一個過渡錐頸，隨應力增加而壁厚增加，隨應力降低壁厚減薄。這樣既可大大降低法蘭由于結構不合理而出現的局部應力集中和變形過大。提高整體強度、剛度，又可減小法蘭環的撓度，使墊片受壓較均勻，變形基本一致，可提高密封性，也就是說，采用錐頸式結構可使玻璃鋼法蘭實現等強度、等剛度設計原則，是一種合理的法蘭結構形式。從成型工藝方面講，采用手糊、冷壓、壓注等工藝制造錐頸式玻璃鋼法蘭是完全可行的，但對于大型、異型、小批量手糊玻璃鋼法蘭，為了減少模具投資，縮短生產周期，也可將錐頸式結構演變為柱型結構。取柱直徑等于錐大端直徑，高度不變。該結構僅原材料消耗稍有增加，性能不下降，而制造更方便。
現如今玻璃鋼法蘭的成型工藝方法有很多種。其中有最簡單易學的手工糊制方法，也有比較容易建立的模壓工藝成型方法;更有一些綜合注射、真空、預成型增強材料或預設墊料的幾種模塑方法;以及為了達到制品高性能指標而設計制造的，由計算機進行程序控制的先進的自動化成型方法。
由此可見，玻璃鋼法蘭的制作成型方法有很多種，它們的技術水平要求相差很大，其對原材料、模具、設備投資等的要求，也各不相同，當然它們所生產產品的批量和質量，也不會相同。
1.手糊成型法原理
手糊成型工藝又稱接觸成型，是樹脂基復合材料生產中最早使用和應用最普遍的一種成型方法。手糊成型工藝是以加有固化劑的樹脂混合液為基體，以玻璃纖維及其織物為增強材料，在涂有脫模劑的模具上以手工鋪放結合，使二者粘接在一起，制造玻璃鋼制品的一種工藝方法。基體樹脂通常采用不飽和聚酯樹脂或環氧樹脂，增強材料通常采用無堿或中堿玻璃纖維及其織物。在手糊成型工藝中，機械設備使用較少，它適于非標件、小批量制品的生產，而且不受制品種類和形狀的限制。
2.成型工藝流程
根據生產工單所列產品的規格及數量，以及原材料消耗定額數據，從倉庫領用原材料，然后按生產需求進行玻纖布的裁剪、模具的準備及處理(清理、修整、打磨、上臘)。鋪層，所有準備工作就位后，按基地規定的鋪層方案進行制作，法蘭的內襯層采用不飽和樹脂制作，與模具接觸的鋪層必須是富樹脂層，樹脂含量大于90%，內襯層固化后取出模具進行結構加強，結構層亦采用不飽和樹脂制作。先在清理好或經過表面處理好的模具成型面上涂脫模劑，待脫模劑充分干燥好后，將加有固化劑(引發劑)、促進劑、顏料糊等助劑攪拌均勻的膠衣或樹脂混和料涂刷在模具成型面上，隨之在其上鋪放裁剪好的玻璃布(氈)等增強材料(如果涂刷的是膠衣，需等膠衣固化后方可鋪放增強材料)，并注意浸透樹脂、排除氣泡：如此重復上述鋪層操作直到達到設計厚度，然后進行固化脫模、后處理及檢驗等。每次鋪層必須用壓輥壓實，以防樹脂未完全浸透玻纖布等預浸物，導致分層等影響質量的隱患，錐頸鋪層重疊層應錯開鋪制以防受力不均勻，另根據制品的厚度可分幾次進行糊制，每次制作厚度不宜過厚以防固化時放熱溫度過高，導致制品燒毀，影響制品質量，下次制作時必須對制品的膠接面進行打磨，以防制品層間膠接不充分或分層等影響質量的隱患。
3.成型設備
手糊成型工藝所用的設備較少，制作模型的設備有木工車床、木工刨床、木工圓鋸;脫模一般會用到空氣壓縮機、吊裝設備等。
由于玻璃鋼彈性模量僅有金屬的1/20-1/10，因此玻璃鋼法蘭剛度遠低于鋼法蘭。當法蘭承壓后，法蘭環上相鄰兩螺栓之間易產生過大撓度而引起介質滲透，泄漏。如靠增加玻璃鋼法蘭環厚度提高剛度，則會導致成本上升，采用錐頸結構活套法蘭是解決這一問題的有效途徑，其特點為：1.取金屬彈性模具高之長，補玻璃鋼之短，與達到相同剛度的玻璃鋼法蘭相比成本不增加;2.減少玻璃鋼法蘭生產加工工序，提高效率;3.拆卸、安裝、維修比較方便。
目前容器法蘭、異型管道法蘭的制造一般采用筒體與法蘭環粘接和筒體翻邊為法蘭兩種方法。這些方法雖然簡便易行，但嚴格說來法蘭均為平板式，如前所述，其結構與應力分布不協調，易出現應力集中、應變集中、微裂紋、開裂等不良現象。采用在線型模具上進行加工，來制得結構合理的與法蘭整體成型的容器、異型管道。
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