上海沪工阀门厂（团体）无限公司
择要：先容了由材料机能实验获得的持续玻璃纤维加强复合材料的力学机能，包含沿各个差别标的目的的拉伸、紧缩、剪切、曲折等机能参数，并按照这些机能参数，研讨持续纤维加强玻璃钢球阀的设想要点，导出其具体设想公式。经由进程付材料构成及制备工艺停止改良，使得设想出的玻璃钢球阀较国际通俗的玻璃钢球阀力学机能加倍优异。
关头词：玻璃钢球阀；持续玻璃纤维；力学机能
1 概述
持久以来，在化工、煤油、医药和食物等产业局部中，节制、保送介质管路上的耐侵蚀阀门普通都接纳不锈钢、珐琅、硅铁、陶瓷和聚四氟乙烯等耐侵蚀材料，玻璃钢是近 50 多年来成长敏捷的一种复合材料。玻璃钢因此玻璃纤维作加强材料、分解树脂作粘结剂的加强塑料。跟着我国玻璃钢奇迹的成长，作为塑料基的加强材料，已由玻璃纤维扩展到碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维等。因为玻璃钢绝对其余材料具备加倍良好的耐化学介质侵蚀性，玻璃钢制管道和阀门已获得普遍利用。普通的不锈钢阀门在低温盐酸和酸碱瓜代前提下是不能利用的，在价钱上玻璃钢阀门只要不异尺寸不锈钢阀门的 1/3 摆布。
2 阐发
今朝国际玻璃钢球阀所用材料的基体树脂大多接纳改性酚醛树脂，加强纤维普通都接纳短切纤维。如许的玻璃钢球阀只能在 PN6 的工况下利用，大大限定了利用规模，使玻璃钢良好的耐侵蚀机能得不到允散阐扬。为了知足各行业日趋增加的阀门利用须要和各类严格刻薄利用情况的须要，必须对现有玻璃钢阀门的材料及建造工艺停止改良，使其合用于更高压力规模。本文起首对持续玻璃纤维加强玻璃钢的材料力学机能停止实验研讨，在已知玻璃钢材料机能参数的根本上导出玻璃钢球阀的设想要点。
3 球阀材料选用
今朝国际用于建造阀门的玻璃钢基体材料首要以环氧和酚醛两类树脂（包含其改性品种，如：聚乙烯醇缩丁醛改性酚醛、二甲苯甲醛树脂改性酚醛、环氧酚醛等）为主，聚醋玻璃钢阀和改性峡喃树脂玻璃钢阀也有少许出产。作为加强材料的玻璃纤维也情势各别，但限于模压成型工艺，首要接纳短切纤维加强情势。短玻纤加强的复合材料机能不高，各类玻璃钢阀的任务温度下限普通为 120~140℃，任务压力为 0.8~1.0MPa。这个任务压力规模仅相称于高压区的任务压力规模。
本文先容的球阀用玻璃钢是接纳持续玻璃纤维布作加强体，用乙烯基醋树脂（vinyl Ester Resins）作为基体材料的复合材料。持续玻璃纤维布加强的玻璃钢具备抗打击强度好，蠕变小，耐热性好，成型收减少等长处。与玻璃钢管道利用前提相近似，乙烯基树脂的耐温、耐侵蚀和加工机能好，常利用于化工装备的防腐掩护。而接纳持续玻璃纤维布代替传统的短切纤维作为加强材料能够大大进步玻璃钢中玻璃纤维的百分含量和加强成果。玻璃纤维是玻璃钢的首要承力局部，玻璃纤维含量的进步将象征着玻璃钢全体力学机能的晋升。
4 材料力学机能实验
4.1 实验材料
实验用材料即复合材料厚板材由持续玻璃纤维加强乙烯基树脂制成，纤维布局情势与成型工艺进程与新型玻璃钢球阀建造所接纳的持续加强纤维布局和成型工艺前提分歧，纤维含量也不异。为了便于实验肯定面外（层间）加载前提下复合材料的机能，建造的原材料板材厚度为 60mm。
4.2 实验进程
按照规范请求的实验用试样的尺寸，建造了 8 组（每组 5 个）试样。
将试样牢固在 CSS 电子全能实验机上，与负荷传感器、节制器、功率缩小器和计较机等毗连配合任务。沿着面内和面外两个标的目的，别离切割 5 根试样，共切割 10 根试样。实验在 25℃ 情况下停止，每组实验反复五次。
（l）拉伸实验
实验加载速率为 1mm/min，记实响应的位移一载荷曲线，毗连感到器，同时面内拉伸利用 YJY-13B 引申计记实对应的载荷一变形曲线。经由进程计较将记实的载荷一变形曲线转化为响应的应力一应变曲线，获得复合材料全体的拉伸弹性模量和拉伸强度。
（2）紧缩实验
实验加载速率为 0.5mm/min，同时记实响应的位移一载荷曲线。紧缩实验加力端是一直径为 80mm 的圆柱体，试样置于圆柱体的中间，经由进程实验机横梁的高低挪动完成对试样加力。将记实的载荷一变形曲线转化为响应的应力一应变曲线后，获得复合材料的紧缩弹性模量和紧缩强度。
（3）曲折实验
实验加载速率为 1mm/min，试样作为层合梁，停止横向三点曲折实验，同时记实响应的中间位移一载荷曲线。经由进程计较将记实的载荷一变形曲线转化为响应的应力一应变曲线，获得复合材料的曲折弹性模量和曲折强度。
（4）剪切实验
加载速率为 0.5mm/min，同时记实响应的位移一载荷曲线。经由进程计较将记实的载荷一变形曲线转化为响应的应力一应变曲线，获得复合材料的剪切强度。
4.3 实验成果
从实验测得的持续纤维加强复合材料的面内材料机能成果均匀值能够看出，接纳持续纤维加强的玻璃钢的力学机能较用短切纤维加强的玻璃钢有明显的晋升，面内拉伸强度与短切纤维加强玻璃钢拉伸强度比拟，进步两倍之多。这是因为作为玻璃钢加强材料的纤维是玻璃钢的首要承力局部，接纳持续纤维加强今后，纤维的百分含量可高达 70 %，而短切纤维加强玻璃钢的纤维含量唯一 40% 摆布。固然，玻璃钢的力学机能还和其余身分有关，比方树脂的品种等。
5 结语
经由进程改良玻璃钢的材料构成和建造工艺，晋升了玻璃钢的全体力学机能，降服了短切玻璃纤维加强玻璃钢脆性大的错误谬误。经壳体实验，按 PN6 设想的玻璃钢球阀最少能够在 PN25 的工况下宁静利用。拓宽了玻璃钢球阀的利用规模，使玻璃钢球阀的耐侵蚀机能得以充散阐扬。