專利名稱：一種新型玻璃鋼罐道的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于礦山井下用井筒裝備領域，具體涉及一種鋼材與拉擠玻璃鋼型材復合 而成的玻璃鋼罐道。
背景技術：
現(xiàn)礦山井下用的罐道通常有木質、鋼質及鋼材與玻璃鋼復合結構。鋼質罐道在潮 濕、有腐蝕性介質的環(huán)境下使用壽命短，需定期檢修維護及更換；木質罐道強度低，耐腐蝕 性能差，使用壽命更短。鋼材與玻璃鋼復合結構的罐道，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到防腐效果，由于工藝的局限性，存在 玻璃鋼面層有氣孔、機械強度差等缺陷。在使用過程中會出現(xiàn)銹水現(xiàn)象，即水汽通過玻璃鋼 表面的氣孔滲透進入構件內部，腐蝕鋼質骨架，久而久之使構件的承受力變小，降低安全系 數(shù)，另還會出現(xiàn)玻璃鋼與鋼質骨架脫層等現(xiàn)象，縮短使用壽命。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服上述種種缺陷，提供一種質量均一、結構致密、耐磨、外觀美 觀、耐腐蝕、服務年限長、免維護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合而成，這種罐道能很好地滿足在潮濕、酸性介質的礦井環(huán)境下長 期使用。本發(fā)明的目的可以通過以下措施達到一種新型玻璃鋼罐道的制作方法，其包括如下步驟A、鋼材的預處理對鋼材進行除銹及校整處理；B、拉擠型材的制作拉擠玻璃鋼型材的各原料經過拉擠設備進行中溫固化一次拉 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合以預處理后的鋼材為內芯，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劑，使鋼材與拉擠型材密實粘合于一體?，F(xiàn)有罐道內襯鋼芯一般采用角鋼對角焊接型和槽鋼對角焊接型兩種。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芯，其主要為一次成型，質量穩(wěn)定性好，冷 彎方管在罐道中為主要受力構件，能更好的保證罐道整體強度和質量穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的鋼材表面除銹主要是通過機械除銹，本發(fā)明對鋼材表面選用新型除銹工 藝，主要通過堿洗-清洗-酸洗-清洗-打沙-鈍化-干燥等步驟來達到除銹效果，具體的 對鋼材除銹處理的步驟包括對鋼材先進行堿洗并清洗，再進行酸洗并清洗，然后進行打沙 處理，再進行鈍化處理，最后干燥。詳細步驟包括選擇相應規(guī)格的鋼材，先經堿洗，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 經酸洗(如稀硫酸或稀鹽酸等，5 20wt% )，去除鋼材表面的浮銹，經清水沖洗干凈后，打 沙，增加表面粗糙度，構件放入鈍化池，鈍化時間為半小時，再經干燥待用。
鋼材的平直度是通過鋼材校整機械設備來完成，確保鋼材的平直。拉擠型材制作過程中，其原料增強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脂或環(huán)氧乙烯基酯樹脂；所述阻燃劑為氫氧化鋁；所述引 發(fā)劑為過氧化物引發(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量含量優(yōu)選為增強材料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 原材料同時根據(jù)此配方比例經拉擠設備生產出的拉擠玻璃鋼型材具有良好的質量穩(wěn)定性 能和機械性能。玻璃鋼罐道所用拉擠玻璃鋼型材是經過拉擠設備經中溫固化一次成型。拉擠設備 工作溫度控制在100 250°C之間，在此溫度下生產出的拉擠玻璃鋼型材固化較充分。粘結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，再將粘結劑通 過注射設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粘合；最后檢測 粘結牢固程度以及密實程度，粘結不牢或不密實時需重新進行粘結處理。粘結牢固程度的 檢測可采用抗剝離力來測定，密實程度可通過探傷設備檢測。本發(fā)明用以粘結鋼材與拉擠玻璃鋼型材的粘結劑中包含環(huán)氧及改性環(huán)氧樹脂、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。 上述粘結劑中各組分的質量含量優(yōu)選為環(huán)氧或改性環(huán)氧樹脂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 %。選用此種粘結劑具有良好的 操作性能和粘結力，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，先在拉擠型材外套上開口，再將連接塊焊接于 鋼材內芯上，最后對開口處及連接塊進行防腐處理。對產品進行鉆孔時，可根據(jù)圖紙的對鉆孔的數(shù)量、大小及位置等要求直接進行鉆 孔。本發(fā)明的構件具有外觀美觀、結構致密、質量均一、耐磨、耐腐蝕、阻燃抗靜電、免 維護、安裝方便、使用壽命長等優(yōu)點，特別適用于潮濕、酸性等介質環(huán)境的井下工程使用。新 型玻璃鋼罐道在防腐性能、質量穩(wěn)定性以及強度方面遠高于現(xiàn)有罐道。
具體實施例方式實施例1選用冷彎方鋼，先經堿洗，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，再經酸洗，去除鋼材表面的浮銹，經清水沖洗干凈后，打沙，增加表面粗 糙度，構件放入鈍化池，鈍化時間為半小時，再經干燥待用。干燥后的冷彎方鋼通過鋼材校 整機械設備對其進行校整處理，確保鋼材的平直。將各原材料60%玻璃纖維紗、27%環(huán)氧乙烯基酯樹脂、10%氫氧化鋁、過氧化 物類引發(fā)劑、脫模劑、顏料糊通過拉擠設備，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 邊框與模具內邊框相貼合，接著把調制好的粘結劑(環(huán)氧樹脂75%，活性稀釋劑24%，胺類引發(fā)劑)通過注射設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。用抗剝離力來測定粘結牢固程度，通過探傷設備檢測密實程度。實施例2選用冷彎方鋼，先經堿洗，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，再經酸洗，去除鋼材表面的浮銹，經清水沖洗干凈后，打沙，增加表面粗 糙度，構件放入鈍化池，鈍化時間為半小時，再經干燥待用。干燥后的冷彎方鋼通過鋼材校 整機械設備對其進行校整處理，確保鋼材的平直。將各原材料59%氈、25%環(huán)氧乙烯基酯樹脂、12%氫氧化鋁、過氧化物類引發(fā) 劑、抗靜電劑、抗老化劑、顏料糊投入拉擠設備中，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 邊框與模具內邊框相貼合，接著把調制好的粘結劑(環(huán)氧樹脂70 %，惰性稀釋劑29 %，胺類 引發(fā)劑)通過注射設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。用抗剝離力來測定粘結牢固程度，通過探傷設備檢測密實程度。對比例1在角鋼或槽鋼表面涂刷防腐漆。對比例2在冷彎方鋼外通過手糊工藝覆上玻璃鋼。對比例3除將冷彎方鋼替換為角鋼或槽鋼外，其他同實施例1。性能測試將各實施例和對比例得到的罐道進行防腐、穩(wěn)定性、強度方面的測試。1、防腐方式及服務年限對比1. 1、防腐方式鋼材表面涂刷防腐漆(對比例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年左右就會生銹，若在礦山井下惡劣的環(huán)境中使用，服務年限為 5年左右。1. 2、防腐方式鋼材表面外覆玻璃鋼(對比例2)，此工藝為傳統(tǒng)手糊工藝，防腐效 果相對涂刷防腐漆防腐時間稍長，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合而成。其防腐效果良好，在礦山井下可用30年以上。2、質量穩(wěn)定性對比采用鋼質角鋼或槽鋼焊接而成的方鋼做罐道鋼芯(對比例3)，其為二次成型，與 整體成型的冷彎方鋼為罐道鋼芯性比，質量穩(wěn)定性差。3、強度對比3. 1、角鋼屈服強度195MPa，抗拉強度約是375_460MPa ；3. 2、槽鋼屈服強度235MPa，抗拉強度約是375_460MPa ；3. 3、冷彎方鋼的屈服強度在260_320MPa范圍內，抗拉強度在600_620MPa。4、罐道強度對比4. 1鋼質罐道
對比例1的罐道強度接近鋼質本身機械強度。4. 2玻璃鋼罐道對比例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度。其強度趨近于鋼質罐道。4. 3拉擠型罐道實施例1和2的罐道具有較高的機械性能，同時也起到防腐效 果。機械性能要遠優(yōu)于鋼質罐道及玻璃鋼罐道，在強度方面高于冷彎方鋼的強度20 40%。
權利要求
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、鋼材的預處理對鋼材進行除銹及校整處理；B、拉擠型材的制作拉擠玻璃鋼型材的各原料經過拉擠設備進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合以預處理后的鋼材為內芯，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劑，使鋼材與拉擠型材密實粘合于一體。
2.根據(jù)權利要求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，其特征在于對鋼材除銹處 理的步驟包括對鋼材先進行堿洗并清洗，再進行酸洗并清洗，然后進行打沙處理，再進行鈍 化處理，最后干燥。
4.根據(jù)權利要求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脂或環(huán)氧乙烯基酯 樹脂；所述阻燃劑為氫氧化鋁；所述引發(fā)劑為過氧化物引發(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 鋼型材各原料的質量含量為增強材料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備的工 作溫度為100 250°C。
7.根據(jù)權利要求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，再將粘結劑采用注射設備注于拉擠鋼 型材與鋼材之間的空隙中，使鋼材與拉擠型材密實粘合；最后檢測粘結牢固程度以及密實 程度，粘結不牢或不密實時需重新進行粘結處理。
8.根據(jù)權利要求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劑中 包含環(huán)氧或改性環(huán)氧樹脂、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，先在拉擠型材外套上開口，再將連接塊焊接于鋼材內芯上，最后對開口 處及連接塊進行防腐處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型玻璃鋼罐道的制作方法，其包括鋼材的預處理、拉擠型材的制作以及鋼材與拉擠型材的復合等步驟。該法制備的構件具有外觀美觀、結構致密、質量均一、耐磨、耐腐蝕、阻燃抗靜電、免維護、安裝方便、使用壽命長等優(yōu)點，特別適用于潮濕、酸性等介質環(huán)境的井下工程使用。
文檔編號B66B17/00GK101913523SQ20101023166
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權日2010年7月20日
發(fā)明者周峰, 周靜南, 邵文波 申請人:宜興市星洲復合材料有限公司