蔡金剛---我國(guó)纏繞技術(shù)歷程與現(xiàn)狀定(編輯修改稿)
2025-02-04 11:02 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 程中投入使用； 1989 年，國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的玻璃鋼管道生產(chǎn)線用于纖維纏繞生產(chǎn)； 1992 年，第一個(gè)國(guó)產(chǎn)纖維纏繞玻璃鋼錐環(huán)用于 300 兆瓦、 600 兆瓦汽輪發(fā)電機(jī)，替代進(jìn)口，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白； 1992 年，河北中意玻璃鋼有限公司從意大利引進(jìn)纖維纏繞玻璃鋼夾砂管道生產(chǎn)技術(shù)； 1994 年，第一條高壓玻璃鋼管道示范工程在大慶油田成功投入運(yùn)行； 1994 年，第一批纏繞玻璃鋼夾砂管道在給排水行業(yè)投入使用； 1994 年，開(kāi)始開(kāi)發(fā) CNG 氣瓶，并首先在首都公交車上裝車使用； 1996年，蒸汽加熱芯模內(nèi)固化技術(shù)用于纖維纏繞管道的規(guī)?；a(chǎn)； 20 世紀(jì) 90 年代，我國(guó)開(kāi)始制造 110 kV 纖維纏繞空心復(fù)合絕緣子（管）， 2022年成功開(kāi)發(fā) 220～ 500 kV 空心復(fù)合絕緣子； 2022 年成功開(kāi)發(fā)了交流 750kV、 1000 kV 和直流 177。 500～ 177。 800 kV 空心復(fù)合絕緣子系列產(chǎn)品。并于同期在交直流超高壓、特高壓輸變電工程中使用。 2022 年，國(guó)產(chǎn)纖維纏繞碳纖維復(fù)合材料輥首次在紡織行業(yè)應(yīng)用。 20 世紀(jì) 90 年代末，專用于纖維纏繞的增強(qiáng)材料（纖維）、基體材料已多樣化、商品化； 1996— 2022 年間，纖維纏繞產(chǎn)品在石油、化工、給排水、電力、礦山、環(huán)保、水工等各行各業(yè)得到普遍大量應(yīng)用。 4）發(fā)布實(shí)施了多個(gè)纖維纏繞產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 1988 年 — 2022 年，我國(guó)發(fā)布實(shí)施各種纖維纏繞產(chǎn)品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、 國(guó)軍標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范 20 余個(gè)。其中， 《地面用玻璃纖維增強(qiáng)塑料壓力容器》、《纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂壓力管》、《纖維纏繞增強(qiáng)塑料貯罐》、《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱 10 固性樹(shù)脂夾砂壓力管》、《反滲透水處理裝置用玻璃纖維增強(qiáng)塑料壓力殼體》等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)在 1990 年至 2022 年 相繼發(fā)布實(shí)施 。纖 維纏繞產(chǎn)品 標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施標(biāo)志著纖 維纏繞產(chǎn)品的成熟，同時(shí)也促進(jìn)維纏繞產(chǎn)品的應(yīng)用。 5）開(kāi)展纖維纏繞高性能熱塑性技術(shù)研究 我國(guó)從 20 世紀(jì) 90 年代初開(kāi)始高性能熱塑性復(fù)合材料的纏繞技術(shù)研究。 1999年，哈玻院“連續(xù)纖維增強(qiáng)高性能熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料復(fù)合工藝技術(shù)與工藝裝備”，獲建材行業(yè)部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。圖 11 是熱塑性復(fù)合材料纏繞 機(jī) 和碳纖維纏繞 PEEK 筒等制品。 圖 11 熱塑性復(fù)合材料纏繞設(shè)備及筒形制品 1987年后，河北省中意玻璃鋼有限公司、連云港連眾玻璃鋼有限公司等企業(yè)先后引進(jìn)國(guó)外玻璃鋼管道與貯罐纏繞設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)，由此拉開(kāi)了中國(guó)玻璃纖維纏繞管罐工業(yè)化發(fā)展的序幕。 以纖維纏繞玻璃鋼管、罐的生產(chǎn)為契機(jī)，帶動(dòng)了中國(guó)玻璃纖維、樹(shù)脂（含固化劑）等原材料的技術(shù)進(jìn)步與規(guī)模化生產(chǎn)，同時(shí)也帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)在其后的 20年間風(fēng)雨兼程、與時(shí)俱進(jìn)。 1987年至 1994年間，是我國(guó)引進(jìn)玻璃鋼纏繞設(shè)備的高峰期，共有 21家企業(yè)先后從意大利、日本、美國(guó)、奧地利四國(guó)引進(jìn)纖維纏繞生產(chǎn)線線技術(shù)和設(shè)備，涉及10家外資公司引進(jìn)了 32條玻璃鋼管道與貯罐纏 繞設(shè)備。 1991 年，我國(guó)第一個(gè)生產(chǎn)玻璃鋼 /復(fù)合材料設(shè)備企業(yè)，哈爾濱復(fù)合材料設(shè)備開(kāi)發(fā)公司在哈爾濱成立； 1992 年，河北省中意玻璃鋼有限公司引進(jìn)玻璃鋼夾砂管生產(chǎn)線； 1994 年，第一個(gè)連續(xù)制管企業(yè)，長(zhǎng)春歐文斯科寧管道有限公司在長(zhǎng)春成立； 1995 年，第一個(gè)纖維纏繞高壓玻璃鋼管道企業(yè)，哈爾濱史密斯玻璃鋼制品有限公司在哈爾濱成立； 1996 年，我國(guó)開(kāi)始生產(chǎn)和使用復(fù)合材料電纜套管； 11 1999 年，我國(guó)第一個(gè)反滲透組件玻璃鋼壓力容器生產(chǎn)企業(yè)，哈爾濱樂(lè)普實(shí)業(yè)發(fā)展中心成立； 2022 年，中材科技引進(jìn)國(guó)外關(guān)鍵設(shè)備，在蘇州建 立了年產(chǎn)能 11 萬(wàn)只復(fù)合材料氣瓶（呼吸氣瓶 7 萬(wàn)只、 CNG 氣瓶 5 萬(wàn)只）的生產(chǎn)基地。 二十世紀(jì)后 15 年來(lái)，我國(guó)先后從美、德、荷、英、意、日等引進(jìn)不飽和聚酯生產(chǎn)技術(shù)；從日、德引進(jìn)環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)技術(shù)，同時(shí)玻纖池窯拉絲實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，為纖維纏繞玻璃鋼管道和貯罐的制造提供了原材料保障。 到“十五”末期，纖維纏繞產(chǎn)品產(chǎn)量已占全國(guó)玻璃鋼總產(chǎn)量的 30%，詳見(jiàn)表3 表 3 GF/UPR 各類工藝制造產(chǎn)品比例 手糊（含噴射） 纖維纏繞 SMC/BMC 拉擠 連續(xù)板材 其它 40% 30% 14% 9% 4% 3% 我國(guó)的纖維纏繞玻璃鋼管、罐產(chǎn)品，是中國(guó)復(fù)合材料在近二十多年來(lái)發(fā)展速度最快的產(chǎn)品 ,在中國(guó)復(fù)合材料成為世界復(fù)合材料產(chǎn)量大國(guó)的進(jìn)程中，功不可沒(méi)。 三、 纖維纏繞技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，目前我國(guó)的纖維纏繞技術(shù)已經(jīng)處于成熟發(fā)展時(shí)期，纖維纏繞設(shè)備基本實(shí)現(xiàn)了微機(jī)全伺服控制，兩軸、三軸、四軸微機(jī)控制纖維纏繞機(jī)制造技術(shù)和纏繞工藝已經(jīng)成熟，并在管道、儲(chǔ)罐、各種壓力容器、電絕緣產(chǎn)品，以及體育休閑產(chǎn)品的纏繞成型方面發(fā)揮了重要作用，六軸微機(jī)控制纖維纏繞機(jī)已用于復(fù)合材料制品的研制和生產(chǎn)。 在 穩(wěn)定纏繞理論、多坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型、纖維纏繞 CAD/CAM 軟件、精密張力控制系統(tǒng)、重型纏繞設(shè)備研發(fā)制造及驅(qū)動(dòng)等關(guān)鍵技術(shù)方面獲得了多項(xiàng)成果。已完全掌握機(jī)械主機(jī)、多軸聯(lián)動(dòng)纏繞 CAD/CAM 軟件包、電控系統(tǒng)、張力控制、溫度控制、測(cè)量 /數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量保證系統(tǒng)等技術(shù)。在許多關(guān)鍵技術(shù)方面有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和軟件著作權(quán)。 在纖維纏繞產(chǎn)業(yè)化技術(shù)方面，我國(guó)已完全掌握了纖維纏繞氣瓶、壓力容器、工藝管道、夾砂管道、高壓管道，以及貯罐等全套纖維纏繞生產(chǎn)技術(shù)。 纖維纏繞設(shè)備的先進(jìn)程度標(biāo)志著纏繞技術(shù)的發(fā)展水平，是發(fā)展纏繞技術(shù)的關(guān)鍵之所在。我國(guó)在高性能纖維纏繞機(jī)（如六軸以上纖維纏繞機(jī)）、纖維鋪放機(jī)等研究和應(yīng)用方面同國(guó)外先進(jìn)國(guó)家還有較大差距。 12 國(guó)內(nèi)從事纖維纏繞設(shè)備研究和生產(chǎn)的單位有哈爾濱玻璃鋼研究院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、武漢理工大學(xué)等 30 余家。 開(kāi)發(fā)出了大、中、小，龍門式、臥式，單工位、多工位， 2 軸、 3 軸、 4 軸、 5 軸、 6 軸等多品種、多系列纖維纏繞機(jī)。纖維纏繞軟件可以對(duì)各種組合回轉(zhuǎn)體芯模上的螺繞、環(huán)繞、過(guò)渡等線型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、仿真與干涉檢查。國(guó)產(chǎn)纖維纏繞管、罐軟件已得到廣大企業(yè) 采用，并出口到國(guó)外。 航空航天、軍工 等尖端領(lǐng)域應(yīng)用 高性能纖維纏繞制品 包括：神舟飛船承力構(gòu)件、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，空間系統(tǒng)復(fù)合材料壓力容器、固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體；各種航 空氣瓶、大型導(dǎo)彈復(fù)合材料發(fā)射筒、魚(yú)雷、火箭復(fù)合材料發(fā)射筒 等。 民用領(lǐng)域應(yīng)用 纖維纏繞制品 包括：各種壓力管道、貯罐、壓力容器、呼吸氣瓶及天然氣氣瓶等，絕緣制品、體育休閑用品、工業(yè)用傳動(dòng)軸、各種輥筒等。 發(fā)表論文情況： 1972 至 2022 年，國(guó)內(nèi)有 81 種期刊，刊登纖維纏繞技術(shù)相關(guān)論文 585 篇，各年度期刊發(fā)表的論文數(shù)量見(jiàn)圖 1圖 13。 051015202572 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90文獻(xiàn)數(shù)量 圖 12 1972 年 — 1990 年發(fā)表論文數(shù)量圖 05101520253092 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13文獻(xiàn)數(shù)量 圖 13 1991 年 — 2022 年發(fā)表論文數(shù)量
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