Содержание

  1. Немного истории
  2. Типы стеклопластиковых решеток и их преимущества
  3. Применение композитных решеток (настилов)
  4. Где производят композитные решетки
  5. Технологический процесс производства стеклопластиковых решеток
  6. Оборудование для изготовления стеклопластиковых решеток

1. Немного истории

Уильям Кунрод

В 2016 году исполнилось полвека стеклопластиковой  решетке. 

Считается, что первую стеклопластиковую формованную решетку  в 1966 году изготовил в своем гараже  Уильям Кунрод (William Coonrod), создавший фирму ныне известную как «Fibergrate Composite Structures» 

Интересно, что первое производство было организованно в небольшом городке Стефенвилль  (Stephenville, TX) население которого в 1972 г.  составляло 9000 человек,  а сегодня  насчитывает  чуть менее 20 000. Такой пример малого бизнеса по-американски.

Начало производства стеклопластиковых решеток
Первое производство стеклопластиковых решеток

2. Типы стеклопластиковых решеток и их преимущества

Сегодня используются два основных типа решеток

Сборные – производятся из стеклопластикового профиля полученного методом пултрузии, скрепляются клеем или механическим способом.

Формованные  —  производятся цельными, путем укладки непрерывных ровингов в формы или, для особо прочных вариантов, путем автоматизированной выкладки.

Производятся как с открытыми, так и закрытыми ячейками. Для закрытия ячеек в процессе изготовления к решетке приформовывается  стеклопластиковый лист, с  одной или двух сторон. Стандартная толщина такого листа – 3 мм.  

Композитные решетки  изготавливаются гладкими или в противоскользящем исполнении. Для чего  либо профилируется верхняя поверхность решетки (вогнутая канавка) либо в процессе изготовления наноситься противоскользящий слой – как правило, кварцевый песок. Возможен вариант смешивания противоскользящей добавки со связующим в процессе его изготовления.

Для изготовления решеток,  как правило, используются полиэфирные смолы (орто, изо), винилэфиры. При необходимости применяются эпоксидные, фенольные или другие смолы.

Решетки стеклопластиковые имеют те же преимущества (впрочем, и  недостатки) что и любые другие изделия их этого материала, как-то:

  1. Высокая  прочность при малом весе.
  2. Коррозионная стойкость, которая может варьироваться в зависимости от условий работы.
  3. Низкая теплопроводность, радиопрозрачность, антимагнитные и диэлектрические свойства.
  4. Легко поддаются механической обработке.
  5. Низкая стоимость владения.

3. Применение композитных решеток (настилов)

Благодаря своим высоким  эксплуатационным характеристикам композитные решетки нашли самое широкое применение в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Они стали  продуктом общехозяйственного применения.  Во многих случаях стеклопластиковые решетки  единственное экономическое оправданное решение для предприятий.

Наиболее значимые области применения стеклопластиковых решеток:

  • Горнодобывающая промышленность.
  • Меде и цинкоплавильные производства.
  • Целлюлозо-бумажная промышленность.
  • Очистные сооружения.
  • Фермы и птицефабрики (полы, перегородки и т.п.)
  • Производственно-гражданское строительство
  • Малые архитектурные формы

Одним из основных потребителей данной продукции является нефтедобывающая отрасль.  По комплексу  эксплуатационных параметров, таких как: коррозионная стойкость в морской атмосфере, высокая прочность, негорючесть, малый вес, антискользящие свойства  стеклопластиковые решетки  лучший выбор при строительстве  морских нефтедобывающих платформ.  Сегодня для строительства одной платформы необходимо  порядка  20 000 м2  композитных решеток.

Сфера применения композитных решеток постоянно расширяется.  В медицине это фальшполы и  элементы устройства помещений для МРТ и других электронных приборов.  Решетки используются для усиления охраны и обороны особо важных объектов, оснащения контрольно-пропускных пунктов, создания зон безопасности и заграждений. Достаточно новым направлением является так же использование стеклопластиковых  решеток для архитектурного оформления зданий, создания малых архитектурных форм и т.п.  Интересно, что дно в бассейне, где тренируются астронавты НАСА  так же изготовлено из стеклопластиковых решеток.

4. Где производят композитные решетки

Сегодня стеклопластиковые решетки производятся во многих странах мира, с самым разным уровнем экономического развития. Нашей стране в данной области похвастать нечем. Изделие, которое экономически целесообразно производить в таких разных странах как США и Бангладеш, Германия и ЮАР, почему-то не востребовано в Российской Федерации.

Однако есть надежда что Народную Республику Бангладеш, мы догоним, даже с существующим экономическим курсом. Когда ни-будь.

Вероятно, основным  мировым производителем данного вида продукции является Китай. Стеклопластиковые решетки, как и пултрузионные изделия (различные профили, арматура) были тем продуктом, которые обеспечили КНР выход на лидирующие позиции в мировом производстве изделий из композиционных материалов.

Изготовление стеклопластиковой решетки

 

5. Технологический процесс производства стеклопластиковых решеток

Сегодня известно два типа стеклопластиковых решеток  – сборные и формованные. Исходя из критерия минимальности затрат рассмотрим формованные, производимые на самом простом и распространенном оборудовании.

В общем виде технологический процесс изготовления включает в себя следующие операции:

  1. Подготовка связующего и армирующего материала.
  2. Подготовка формы.
  3. Укладка армирующего материала.
  4. Отверждение.
  5. Извлечение решетки из формы
  6. Слесарная обработка решетки.
  7. Шлифовка лицевой поверхности.
  8. Очистка решетки.
  9. Упаковка готового изделия.

Связующее разрабатывается индивидуально. Как правило, в него входит смола, отвердитель (катализатор и инициатор), наполнитель,  краситель, добавляется стирол и различные добавки, например незначительное количество растительного масла.  Смешивание производится в специальных емкостях с  применением электрической мешалки. В зависимости от требований по химстойкости используются орто, изо, винилэфирные смолы и их модификации. Возможно использование и других смол, например эпоксидных или фенольных. При этом обратить  внимание на возможность выдержки режима отверждения

Форма перед использованием тщательно очищается, обезжиривается с помощью ацетона или МЕК, после чего на нее наносится разделительный слой. При необходимости форма подогревается.

В соответствии со схемой  (в несколько слоев) производится укладка ровинга и заливка его связующим. Периодически производиться его уплотнение и долив новых порций связующего.

Процесс отверждения производиться в форме. Для ее нагрева  используется горячая вода. Время отверждения в соответствии с указаниями производителя смолы.
После отверждения решетки производиться ее извлечение с помощью гидравлической системы формы.

Далее с использованием ручного инструмента производиться зачистка облоя и  удаление подтеков. После чего производиться шлифовка лицевой поверхности решетки. Шлифовку необходимо производить с орошением водой обрабатываемой зоны.

После шлифовки решетка очищается (моется) и упаковывается.

Определенное количество от партии отправляется на испытания.

Перечень материалов используемых для изготовления композитной решетки:

  • Стеклоровинг 2400 тек из Е или С-стекла. В зависимости от заданных требований  возможно использование волокон других типов, например базальтовых.
  • Смола,  как правило, полиэфирная.
  • Катализатор и инициатор,  рекомендованные производителем смолы, например изооктаноат кобальта, Р-дигидроксибензол.
  • Наполнитель, например тальк.
  • Разбавитель – стирол.
  • Краситель совместимый со смолой.
  • Растительное масло.
  • Разделительный  слой, например  MIKON 166MC.
  • Ацетон, МЕК.

Также понадобятся и другие материалы, и инструмент не вошедшие в перечень выше: рулонная наждачная бумага для шлифовального станка, шлифовальные круги для удаления облоя, да и сами шлифовальные машинки, различные кисти, валики, выравнивающие линейки, ведра и т.п. Не стоит забывать о средствах индивидуальной защиты, спецодежде, перчатках и прочем.

6. Оборудование для изготовления стеклопластиковых решеток

Оборудование лучше приобретать  в комплекте. Основной (а может быть и единственный) производитель такого оборудования это Китай. 

Необходимо обратить внимание на согласованность  по производительности  для различных образцов оборудования входящих в комплект поставки.  Например,  бойлер обеспечивает  подключение и работу трех форм, а форма приобретается только одна. Такая же ситуация  может быть и с гидравлической станцией.

Ниже приведен перечень оборудования  входящего в типовой комплект поставки.

Форма для стеклопластиковых решеток
Миксер смешивание связующего
шлифовка стеклопластиковых решеток
гидростанция для композитных решеток
Бойлер подогрева формы
Емкости для связующего
Градирня линии композитных решеток

В заключении сравнительный тест стальной и стеклопластиковой решеток