玻璃钢管道与钢管及钢管件胶接技术研究

论文摘要

随着玻璃钢管道的广泛应用,玻璃钢管线施工及维修、抢修的工程会越来越多。针对玻璃钢管道与钢管及钢管件之间法兰连接方式在实际应用中的不足之处,考虑到胶接连接的独特优势,提出如用钢法兰代替玻璃钢法兰与玻璃钢管道胶接后,再与配套的钢管及钢管件进行连接,或玻璃钢管道直接与钢管（件）进行胶接连接,则可减少玻璃钢管道在应用过程中与钢管（件）连接后因沉降速度及冻胀系数均不同而产生的应力集中问题,减少管道的损坏次数及维护成本,有很大的实际应用价值。本文介绍了玻璃钢管道胶接连接和机械连接的种类、优缺点、设计原则及其连接的破坏特性,进行了玻璃钢管本体、玻璃钢管法兰、玻璃钢管与玻璃钢管法兰连接处的强度测试试验,并进行了试验结果分析,提出进行玻璃钢管与钢管及钢管件胶接技术研究的必要性。通过对各种胶接接头形式的分析,针对玻璃钢管与钢管及钢管件在实际应用中的具体情况,选择应用内、外增强型对接接头进行玻璃钢管与钢管（件）的胶接连接,并建立了一种玻璃钢管与钢管（件）胶接管接头在拉伸和扭转载荷作用下胶层内应力分析模型。该模型利用管接头结构中缠绕法成形的管和套管材料、几何形状和所承受载荷的轴对称性,采用一阶层合板理论分析管壁的应力和变形。通过管接头中管、套管和它们之间胶层的位移协调性确定胶层内的应变和应力,从而建立了管接头结构的平衡方程。本模型计算了缠绕角为54°和26°管接头胶层内剥离应力、轴向剪切应力和切向剪切应力,计算结果与实际现象相吻合。针对胶接接头的不同材质及不同表面处理方式对胶接强度的影响,我们通过分析选择了在胶接时应用喷砂除锈+环氧预涂的表面处理方式。在对不同胶粘剂的组分及性能进行分析、研究后,我们选择了不饱和聚脂类胶粘剂进行试验,取得了胶接时的胶粘剂配方。同时为了更好地指导现场施工操作,我们制定了生产工艺,并进行了现场工艺性试验,取得了较好的结果。本课题解决了玻璃钢管道与钢管及钢管件的胶接技术问题,可应用于现场维修、抢修及玻璃钢管道的生产预制,具有一定的现场应用价值及可操作性,有利于玻璃钢管道的推广应用,具有较好的发展前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 前言
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 玻璃钢管道、钢管及钢管件之间的连接方式现状、研究水平及发展趋势
• 1.3 课题研究的主要内容
• 第2章 玻璃钢（FRP）管的连接形式及破坏特性
• 2.1 玻璃钢（FRP）管的连接形式及其特点
• 2.2 玻璃钢管连接接头的破坏特性
• 第3章 玻璃钢管与钢管及钢管件胶接接头的形式选择
• 3.1 胶接接头的设计原则
• 3.2 胶接接头形式选择
• 3.3 玻璃钢管与钢管（件）胶接接头在拉扭作用下应力分析
• 第4章 钢管不同表面处理方式对胶接强度的影响测试
• 4.1 表面处理方式的选择
• 4.2 不同表面处理方法对钢的胶结强度影响
• 4.3 不同表面处理方法对钢胶接接头耐久性的强度影响
• 4.4 不同表面处理胶接后，玻璃钢管与钢管（件）拉伸强度测试
• 第5章 胶粘剂的选择与配方设计
• 5.1 胶粘剂的选择原则
• 5.2 常用胶粘剂剪切强度概况
• 5.3 胶粘剂配方设计
• 5.4 胶粘剂层厚度的影响
• 5.5 胶粘剂配方设计试验
• 第6章 胶接生产工艺
• 6.1 胶接生产工艺流程图
• 6.2 胶接生产工艺技术要求
• 6.3 现场应用试验及结果
• 结论
• 参考文献
• 致谢
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