重庆玻璃钢球阀的试验

 

长期以来，在化工、石油、医药和食品等工业部门中，控制、输送介质管路上的耐腐蚀阀门一般都采用不锈钢、搪瓷、硅铁、陶瓷和聚四氟乙烯等耐腐蚀材料，玻璃钢是近 50 多年来发展迅速的一种复合材料。玻璃钢是以玻璃纤维作增强材料、合成树脂作粘结剂的增强塑料。随着我国玻璃钢事业的发展，作为塑料基的增强材料，已由玻璃纤维扩大到碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维等。由于玻璃钢相对其他材料具有更加优良的耐化学介质腐蚀性，玻璃钢制管道和阀门已得到广泛应用。一般的不锈钢阀门在高温盐酸和酸碱交替条件下是不能使用的，在价格上玻璃钢阀门只有相同尺寸不锈钢阀门的 1/3 左右。

 

 

球阀材料选用

 

目前国内用于制造阀门的玻璃钢基体材料主要以环氧和酚醛两类树脂（包括其改性品种，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量生产。作为增强材料的玻璃纤维也形式各异，但限于模压成型工艺，主要采用短切纤维增强形式。短玻纤增强的复合材料性能不高，各种玻璃钢阀的工作温度上限一般为 120~140℃，工作压力为 0.8~1.0MPa。这个工作压力范围仅相当于低压区的工作压力范围。

 

 

4 材料力学性能试验

 

4.1 试验材料

 

试验用材料即复合材料厚板材由连续玻璃纤维增强乙烯基树脂制成，纤维结构形式与成型工艺过程与新型玻璃钢球阀制作所采用的连续增强纤维结构和成型工艺条件一致，纤维含量也相同。为了便于试验确定面外（层间）加载条件下复合材料的性能，制作的原材料板材厚度为 60mm。

 

4.2 试验过程

 

根据标准要求的试验用试样的尺寸，制作了 8 组（每组 5 个）试样。

 

将试样固定在 CSS 电子万能试验机上，与负荷传感器、控制器、功率放大器和计算机等连接共同工作。沿着面内和面外两个方向，分别切割 5 根试样，共切割 10 根试样。试验在 25℃ 环境下进行，每组试验重复五次。

 

（l）拉伸试验

 

试验加载速度为 1mm/min，记录相应的位移一载荷曲线，连接感应器，同时面内拉伸使用 YJY-13B 引伸计记录对应的载荷一变形曲线。通过计算将记录的载荷一变形曲线转化为相应的应力一应变曲线，得到复合材料总体的拉伸弹性模量和拉伸强度。

 

（2）压缩试验

 

试验加载速度为 0.5mm/min，同时记录相应的位移一载荷曲线。压缩试验加力端是一直径为 80mm 的圆柱体，试样置于圆柱体的中心，通过试验机横梁的上下移动实现对试样加力。将记录的载荷一变形曲线转化为相应的应力一应变曲线后，得到复合材料的压缩弹性模量和压缩强度。

 

（3）弯曲试验

 

试验加载速度为 1mm/min，试样作为层合梁，进行横向三点弯曲试验，同时记录相应的中心位移一载荷曲线。通过计算将记录的载荷一变形曲线转化为相应的应力一应变曲线，得到复合材料的弯曲弹性模量和弯曲强度。

 

（4）剪切试验

 

加载速度为 0.5mm/min，同时记录相应的位移一载荷曲线。通过计算将记录的载荷一变形曲线转化为相应的应力一应变曲线，得到复合材料的剪切强度。

 

 

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