一种力学性能优良的玻璃钢烟囱制造技术

本发明专利技术涉及一种力学性能优良的玻璃钢烟囱，烟囱筒壁包括内衬功能层、中间结构层和任选的外保护层，所述中间结构层包括数个结构亚层，自所述玻璃钢烟囱的内部至外部，所述结构亚层的结构组成为：结构单层A-结构单层B-结构单层C-结构单层D，其中，结构单层A为喷射纱层或单向布层；结构单层B为无或环向缠绕层；结构单层C为喷射纱层或单向布层；结构单层D为环向缠绕层；并且当结构单层A为喷射纱层时，结构单层C为单向布层；或结构单层A为单向布层时，结构单层C为喷射纱层。本发明专利技术的玻璃钢烟囱，具有良好的轴向力学性能和环向力学性能，便于施工和质量控制，且使用寿命长，适用于大型火力发电厂。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种力学性能优良的玻璃钢烟囱，烟囱筒壁包括内衬功能层、中间结构层和任选的外保护层，所述中间结构层包括数个结构亚层，自所述玻璃钢烟囱的内部至外部，所述结构亚层的结构组成为：结构单层A-结构单层B-结构单层C-结构单层D，其中，结构单层A为喷射纱层或单向布层；结构单层B为无或环向缠绕层；结构单层C为喷射纱层或单向布层；结构单层D为环向缠绕层；并且当结构单层A为喷射纱层时，结构单层C为单向布层；或结构单层A为单向布层时，结构单层C为喷射纱层。本专利技术的玻璃钢烟囱，具有良好的轴向力学性能和环向力学性能，便于施工和质量控制，且使用寿命长，适用于大型火力发电厂。【专利说明】一种力学性能优良的玻璃钢烟囱
本专利技术涉及烟囱，具体涉及一种力学性能优良的玻璃钢烟囱。
技术介绍
纤维增强塑料，是以纤维及其制品作为增强材料，以合成树脂作基体材料，经过特定成型工艺而形成的高性能复合材料。玻璃钢(Glass Fiber Reinforced Plastics也称玻璃纤维增强塑料，国际公认的缩写符号为GFRP或FRP)是纤维增强塑料中的一种，由合成树脂和玻璃纤维经复合工艺，制作而成的一种功能型复合材料，具有优良的可设计性、可加工性和可修复性。以往国内FRP多用于储罐和管道，其材料设计侧重于满足产品功能，对力学性能要求不高，需要注重的是FRP产品的环向性能，对轴向性能没有特别要求。近年来，由于FRP产品可以解决烟囱的腐蚀问题，工程师开始考虑将FRP制成烟囱使用。大型火电厂烟囱竖向布置，高度往往超过200m，被悬吊在混凝土外筒的顶部或各支撑部位，巨大的重力荷载沿轴向传递，这种受力特点要求FRP烟囱的力学性能以轴向为主环向为辅。因此，若要将FRP用于大型火电厂的烟囱，除需要FRP烟囱满足功能性要求(如耐腐蚀、导静电、阻燃、抗紫外线、防老化、防积灰)外，还需要满足力学性能(轴向和环向的拉伸、弯曲、剪切、压缩性能等)的要求。但至今我国尚没有大型火力发电厂FRP烟囱的工程实例。因此，本领域尚需开发一种FRP烟囱，能够适用于大型火力发电厂，不仅能够满足功能性的要求，也能满足力学性能的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种既能满足功能性要求又能满足力学性能需求的FRP烟囱，可以在大型火电厂应用。本专利技术的第一方面，提供一种玻璃钢烟囱，所述玻璃钢烟囱筒壁(筒体)包括内衬功能层、中间结构层和任选的外保护层，所述中间结构层包括至少一个结构亚层，自所述玻璃钢烟囱的内部至外部，所述结构亚层包括:结构单层A-结构单层B-结构单层C-结构单层D，其中，结构单层A为喷射纱层或单向布层；结构单层B为无或环向缠绕层；结构单层C为喷射纱层或单向布层；结构单层D为环向缠绕层；并且当结构单层A为喷射纱层时，结构单层C为单向布层；或结构单层A为单向布层时，结构单层C为喷射纱层。本文中，“任选的”是指可以有(可以存在)或可以没有(可以不存在)。如所述玻璃钢烟囱筒壁包括内衬功能层、中间结构层和任选的外保护层是指所述玻璃钢烟囱筒壁可以有外保护层，或可以没有外保护层。本文中，厚度是指随机选取25个测量点测得的厚度的平均值，例如，中间结构层的厚度t是在中间结构层上随机选取25个测量点，计算25个测得的厚度的平均值，得到中间结构层的厚度t。在另一优选例中，所述结构单层A为喷射纱层。在另一优选例中，所述结构单层A为喷射纱层，所述结构单层B为环向缠绕层，所述结构单层C为单向布层，所述结构单层D为环向缠绕层。在另一优选例中，所述结构单层A为喷射纱层，所述结构单层B为无，所述结构单层C为单向布层，所述结构单层D为环向缠绕层。在另一优选例中，所述结构单层A为单向布层。在另一优选例中，所述结构单层A为单向布层，所述结构单层B为环向缠绕层，所述结构单层C为喷射纱层，所述结构单层D为环向缠绕层。在另一优选例中，所述结构单层A为单向布层，所述结构单层B为无，所述结构单层C为喷射纱层，所述结构单层D为环向缠绕层。在另一优选例中，所述结构亚层的数量为2-30个；和/或所述结构亚层的厚度为1.5-5mm ;和/或各结构单层的厚度为0.2_4mm。在另一优选例中，在各所述结构亚层之间可以设置附加结构单层，所述附加结构单层为单向布层、环向缠绕层、喷射纱层、表面毡层、或其组合。在另一优选例中，所述中间结构层还包括与所述外保护层相接的最外结构单层，所述最外结构单层为喷射纱层或环向缠绕层，任选地，所述最外结构单层与所述结构亚层之间可以设置附加结构单层，所述附加结构单层为单向布层、环向缠绕层、喷射纱层、表面毡层、或其组合。在另一优选例中，在所述环向缠绕层中，缠绕纱的缠绕角度为40-90度，较佳地，缠绕角度为75-90度，更佳地，缠绕角度为80-90度。在另一优选例中，所述喷射纱层的纤维面密度为100g/m2-800g/m2，树脂含量为50wt%-80wt%,以所述喷射纱层的总重量计；和/或所述单向布层的纤维面密度为200g/m2-600g/m2，树脂含量为30wt%_60wt%，以所述单向布层的总重量计；和/或所述环向缠绕层的纤维面密度为300g/m2-3000g/m2，树脂含量为25wt%-50wt%，以所述环向缠绕层的总重量计。本专利技术的第二方面，提供第一方面所述的玻璃钢烟?的制备方法，所述方法包括以下步骤:(a)提供内衬功能层；(b)在所述内衬功能层外铺设(制作)所述中间结构层，以及任选的(C)在所述中间结构层外铺设(制作)所述外保护层得到所述玻璃钢烟囱；或包括以下步骤:(a)提供内衬功能层、中间结构层，以及任选的外保护层；(b)将所述内衬功能层、中间结构层，以及任选的外保护层组装成所述玻璃钢烟囱；优选地，采用以下步骤制备所述结构亚层:(i)提供一基面；(ii)在所述基面的外周铺设(制作)所述结构单层A ；(iii)在所述结构单层A的外周铺设(制作)所述结构单层B ；(iv)在所述结构单层B的外周铺设(制作)所述结构单层C ；(V)在所述结构单层C的外周铺设(制作)所述结构单层D ；当所述结构单层B为无时，省略步骤(C)，在所述结构单层A的外周铺设所述结构单层C。在另一优选例中，所述基面为模具表面，所述模具为圆筒状模具、圆柱型模具或台柱型模具。本专利技术的第三方面，提供一种烟囱，包括烟囱外筒和烟囱内筒，所述烟囱内筒为1-4个如第一方面任一项所述的玻璃钢烟囱。在另一优选例中，所述烟囱为套筒式或多管式烟囱。在另一优选例中，所述烟囱外筒为钢筋混凝土外筒、钢外筒、砖砌外筒或塔架式外筒。在另一优选例中，所述玻璃钢烟囱被悬吊在所述烟囱外筒的顶部。在另一优选例中，所述玻璃钢烟囱被悬吊在所述烟囱外筒的各支撑部位。本专利技术的玻璃钢烟囱，不仅具有良好的环向力学性能，而且具有良好的轴向力学性能，同时兼顾并满足大型燃煤电厂烟囱防腐蚀、阻燃、防静电、防积灰等诸多功能要求，具有便于施工和质量控制、使用寿命长等优点。应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的玻璃钢烟囱筒壁的剖面结构示意图。图2为本专利技术玻璃钢烟囱一优选内衬功能层的示意图。图3为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃钢烟囱，其特征在于，所述玻璃钢烟囱筒壁包括内衬功能层、中间结构层和任选的外保护层，所述中间结构层包括至少一个结构亚层，自所述玻璃钢烟囱的内部至外部，所述结构亚层包括：结构单层A?结构单层B?结构单层C?结构单层D，其中，结构单层A为喷射纱层或单向布层；结构单层B为无或环向缠绕层；结构单层C为喷射纱层或单向布层；结构单层D为环向缠绕层；并且当结构单层A为喷射纱层时，结构单层C为单向布层；或结构单层A为单向布层时，结构单层C为喷射纱层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯锐钢，黎大胜，徐勍，陈飞，干梦军，杨薇，诸白蒙，刘佳楠，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华东电力设计院，华东理工大学，
类型：发明
国别省市：