玻璃鋼夾砂管生產過程的質量控制
隨著我國整體經濟規模的不能提升，及地方基礎設投資力度的逐年加大，傳統的管材，如鋼管、水泥管、鑄鐵管，由于其自身的許多缺陷，越來越不適應現代建設的需要，尤其是近年來和各級政府對環境保護和環境治理及資源綜合利用工作的重視度提高，迫切需要一種新型管材來滿足建設和發展的需要。玻璃鋼夾砂管作為一種新型的、具有較高技術含量的化學建材，越來越多地被石油、化工、電力、農業灌溉及市政給水排水等工程選用，是替代傳統的鋼管、鑄鐵管及混凝土管的選管材之一，是本世紀具發展潛力的管材。與傳統管材相比，玻璃鋼夾砂管具有許多傳統管材無可比擬的優點，尤其在工程可靠性方面，據實驗室的模擬試驗和實際工程實例表明：玻璃鋼夾砂管壽命可長達50年以上，并且在其長期運行過程中不會出現管體滲水及接頭漏水現象。
自上世紀90年代中期國內通過引進設備、技術、消化吸收開發出玻璃鋼夾砂管產品以來，特別是近幾年纏繞工藝的日趨成熟以及中夾砂和下夾砂工藝的工業化水平的提高，同時國產原材料的持續改進和質量不斷提高，使整個夾砂管道產業鏈生產工藝逐步趨于完整。目前，我國的玻璃鋼夾砂管道生產企業已經遍及各地，產品大量應用于市政等工程項目。由于龐大的市場需求的拉動效應，不斷有新的生產商進入玻璃鋼夾砂管市場，在激烈的市場競爭特別是價格競爭下，加上市場監管機制的不到位，造成整個市場相當混亂，產品質量良莠不齊，對玻璃鋼夾砂管的應用前景帶來相當大的壓力，為玻璃鋼夾砂管制造企業的產品質量管理帶來了很大的難題。
下面結合目前玻璃鋼夾砂管市場情況，根據本人所在企業的生產實際，就如何進行玻璃鋼夾砂管生產過程的質量管理談談自己的一些看法。
1 玻璃鋼夾砂管道生產概述
玻璃鋼夾砂管的生產過程主要分為內襯層制作、內襯層固化、內纏繞層制作、夾砂層制作、外纏繞層制作、整體固化、承插口修整和管道脫模共八大主要工序，管道的質量與這八大過程的控制管理有著密切的聯系，只有控制好了這八道工序，管道的各功能層才能充分發揮其性能。
管道內襯層制作工序主要加工完成內表層和次內層。內表層的功能為耐腐蝕性，防滲漏，要求其表面光滑、耐磨損性好，并有很高的固化度，其厚度一般控制在0.3~0.6mm之間，其中樹脂含量控制在90%以上。次內層主要起保護內表層及防腐防滲作用，一般用針織氈浸漬熱固性樹脂制成，其厚度在1~2mm之間，其中樹脂含量控制在70%以上。
內襯層制作完成之后，為達到較好的固化效果，一般要求采用遠紅外加熱深度固化裝置。保證內襯層的固化度是實現其防腐、耐磨、抗滲漏的功能前提，因此內襯層固化度的監控和檢測是企業產品質量管理體系的重要環切，如若措施不得當，輕則生產線上的管道報廢、重則影響到整個項目實施的成敗。
管道內結構層、夾砂層和外纏繞層都是在纏繞機上完成，屬于管道制作的另一關鍵工序。內外纏繞層的作用主要是保證管道安裝工況下，荷載作用時產品有足夠的強度、剛度和穩定性。為了克服玻璃鋼材料剛度低的弱點，管道結構中部采用夾層結構來提高剛度，砂漿夾層結構由熱固性樹脂、連續玻璃纖維、優選級配石英砂制造而成。樹脂含量控制在25%~30%之間。
上述層制作完成之后，仍要求采用加熱固化裝置和室溫固化，使各功能層能很好地固化成型，達到其設計功能。
管道固化完成后，需在修整休上對管道的承口、插口兩端和插口外密封圈環槽進行機械磨削加工，以達到產品要求的形狀尺寸，起到管道連接密封作用。
當上述工序完成后，管道由脫模機將管道由芯模上脫離下來。
2 玻璃鋼夾砂管道生產制造過程質量影響因素
2.1 原材料影響
玻璃鋼夾砂管生產主要原材料為不飽和聚酯樹脂、玻璃纖維織物、玻璃纖維無捻粗紗和石英紗等。不合格的原材料是無法制作出合格的產品的，當采用了劣質原材料時會造成管材性能下降，造成工程質量事故。
2.2 管道功能層合理設計和制造
玻璃鋼夾砂管道由不同功能結構層組成，可根據具體地質情況和客戶使用需求進行調整，因此必須要有合理的結構層次和嚴格的工藝措施，以確保產品的質量。
纖維纏繞管的防腐抗滲性能主要由內襯層夾保證，通過對內襯層原材料和成型工藝的合理選擇，實現對管道承載不同介質的防腐防滲功能，同時確保其具有良好的氣密性和較大的彈性。
纖維纏繞管的機械性能由內結構層、夾砂層和外纏繞層提供，承擔外荷載在管道上產生的應力，并將內襯層在工作壓力下的應變控制在允許的范圍內。其分析設計以控制管道應變為主。采用網格理論和層合板理論進行鋪層設計以及應變值計算。對結構薄弱地方需進行適當的局部補強。
2.3 生產管理
在產品生產制造過程中，往往出現管理人員疏于管理、操作人員質量意識不強，在生產過程中粗心大意，致使原材料配比不當，或固化劑添加量控制不合適等現象，這些都可能造成管道內襯層固化度不良或出現分層、氣孔等制品缺陷。這種影響在以后的檢測當中比較難發覺，但制品使用時間長了很容易出問題。另外，在生產過程中的夾砂工序段，對夾砂層的厚度控制、樹脂量的控制以及纏繞紗的紗片寬度、緊張度控制、壓輥壓力控制等，若措施不當都可能對產品質量有相當大的影響。
2.4 機械設備
機械設備的老化和磨損都會影響玻璃鋼夾砂管道的質量。在纏繞過程中，小車控制精度將影響到鋪層的布線精度；導紗裝置和浸膠裝置對紗的浸膠效果將影響和制約產品質量。另外，在磨削過程中，由于誤差控制不當，可能造成管道修整尺寸不合格而導致翻修，既增加了材料成本，也影響了制品的制作效率。
3 解決方法
上述影響玻璃鋼夾砂管道質量四個方面因素，并不是孤立的，它們之間相互關聯、相互制約，因而玻璃鋼管道質量的管理也是一個復雜的過程，應權衡利弊、綜合考慮。根據我所在企業的具體情況，主要從如下四個方面制作訂了改進措施并加以實施。
3.1 事前質量管理
在下達生產命令前，有關的工作人員要及時進行準備工作，主要有：
3.1.1 熟悉工序
相關工作人員必須熟悉產品的原材料特性，以及生產過程中應該注意的問題。工序之間也要相互熟悉，對可能遇到地新情況做準備并提出解決方案。
3.1.2 嚴把原輔材料質量關
（1）由于纖維材料的來源不同，其中兩種從美國進口，另外兩種在國內購買。新建立的供應商所生產的產品質量在開始時很難保證，因此進貨時必須派人（特別是國內供應商）考察整個生產過程，并對其生產中不合理的地方提出建議和整改。同時，原材料進廠及投入生產線時要嚴格檢驗把關，如果遇到不合格的商品，將以退貨或退倉處理，絕不讓合格的原材料流入生產環節。另外，企業必須和其他生產原材料的廠商聯系，在發生突發事情時可以有侯補的廠商保證貨源。
（2）在儲存過程中，必須根據材料的特性進行科學儲存，慎防材料在生產前因天氣變化、濕度和溫度變化影響材料成分的變化。
（3）建立和完善由于工藝改變而需配套的各項責任制。
3.2 事中質量管理
3.2.1 及時調整技術參數
根據纖維原材料的性質以及產品使用要求不同，將采取抽樣檢驗方法，確定材料的屬性從而確定材料是否滿足設計需求，以確定產品有關設計配方和技術工藝參數。采用的原材料主要技術參數指標如下：
（1）內襯樹脂：內襯樹脂必須選擇間苯型不飽和聚酯樹脂，供水管道內襯樹脂必須滿足食品級要求。具體指標要求如下：
（2）結構樹脂：結構樹脂一般選用鄰苯型和間苯型不飽和聚酯樹脂，具體指標要求如下：
（3）玻璃纖維無捻粗紗：無堿直接（或合股）紗，24μ，2400TEX
（4）玻璃纖維表面氈：纏繞型，30~50g/
自上世紀90年代中期國內通過引進設備、技術、消化吸收開發出玻璃鋼夾砂管產品以來，特別是近幾年纏繞工藝的日趨成熟以及中夾砂和下夾砂工藝的工業化水平的提高，同時國產原材料的持續改進和質量不斷提高，使整個夾砂管道產業鏈生產工藝逐步趨于完整。目前，我國的玻璃鋼夾砂管道生產企業已經遍及各地，產品大量應用于市政等工程項目。由于龐大的市場需求的拉動效應，不斷有新的生產商進入玻璃鋼夾砂管市場，在激烈的市場競爭特別是價格競爭下，加上市場監管機制的不到位，造成整個市場相當混亂，產品質量良莠不齊，對玻璃鋼夾砂管的應用前景帶來相當大的壓力，為玻璃鋼夾砂管制造企業的產品質量管理帶來了很大的難題。
下面結合目前玻璃鋼夾砂管市場情況，根據本人所在企業的生產實際，就如何進行玻璃鋼夾砂管生產過程的質量管理談談自己的一些看法。
1 玻璃鋼夾砂管道生產概述
玻璃鋼夾砂管的生產過程主要分為內襯層制作、內襯層固化、內纏繞層制作、夾砂層制作、外纏繞層制作、整體固化、承插口修整和管道脫模共八大主要工序，管道的質量與這八大過程的控制管理有著密切的聯系，只有控制好了這八道工序，管道的各功能層才能充分發揮其性能。
管道內襯層制作工序主要加工完成內表層和次內層。內表層的功能為耐腐蝕性，防滲漏，要求其表面光滑、耐磨損性好，并有很高的固化度，其厚度一般控制在0.3~0.6mm之間，其中樹脂含量控制在90%以上。次內層主要起保護內表層及防腐防滲作用，一般用針織氈浸漬熱固性樹脂制成，其厚度在1~2mm之間，其中樹脂含量控制在70%以上。
內襯層制作完成之后，為達到較好的固化效果，一般要求采用遠紅外加熱深度固化裝置。保證內襯層的固化度是實現其防腐、耐磨、抗滲漏的功能前提，因此內襯層固化度的監控和檢測是企業產品質量管理體系的重要環切，如若措施不得當，輕則生產線上的管道報廢、重則影響到整個項目實施的成敗。
管道內結構層、夾砂層和外纏繞層都是在纏繞機上完成，屬于管道制作的另一關鍵工序。內外纏繞層的作用主要是保證管道安裝工況下，荷載作用時產品有足夠的強度、剛度和穩定性。為了克服玻璃鋼材料剛度低的弱點，管道結構中部采用夾層結構來提高剛度，砂漿夾層結構由熱固性樹脂、連續玻璃纖維、優選級配石英砂制造而成。樹脂含量控制在25%~30%之間。
上述層制作完成之后，仍要求采用加熱固化裝置和室溫固化，使各功能層能很好地固化成型，達到其設計功能。
管道固化完成后，需在修整休上對管道的承口、插口兩端和插口外密封圈環槽進行機械磨削加工，以達到產品要求的形狀尺寸，起到管道連接密封作用。
當上述工序完成后，管道由脫模機將管道由芯模上脫離下來。
2 玻璃鋼夾砂管道生產制造過程質量影響因素
2.1 原材料影響
玻璃鋼夾砂管生產主要原材料為不飽和聚酯樹脂、玻璃纖維織物、玻璃纖維無捻粗紗和石英紗等。不合格的原材料是無法制作出合格的產品的，當采用了劣質原材料時會造成管材性能下降，造成工程質量事故。
2.2 管道功能層合理設計和制造
玻璃鋼夾砂管道由不同功能結構層組成，可根據具體地質情況和客戶使用需求進行調整，因此必須要有合理的結構層次和嚴格的工藝措施，以確保產品的質量。
纖維纏繞管的防腐抗滲性能主要由內襯層夾保證，通過對內襯層原材料和成型工藝的合理選擇，實現對管道承載不同介質的防腐防滲功能，同時確保其具有良好的氣密性和較大的彈性。
纖維纏繞管的機械性能由內結構層、夾砂層和外纏繞層提供，承擔外荷載在管道上產生的應力，并將內襯層在工作壓力下的應變控制在允許的范圍內。其分析設計以控制管道應變為主。采用網格理論和層合板理論進行鋪層設計以及應變值計算。對結構薄弱地方需進行適當的局部補強。
2.3 生產管理
在產品生產制造過程中，往往出現管理人員疏于管理、操作人員質量意識不強，在生產過程中粗心大意，致使原材料配比不當，或固化劑添加量控制不合適等現象，這些都可能造成管道內襯層固化度不良或出現分層、氣孔等制品缺陷。這種影響在以后的檢測當中比較難發覺，但制品使用時間長了很容易出問題。另外，在生產過程中的夾砂工序段，對夾砂層的厚度控制、樹脂量的控制以及纏繞紗的紗片寬度、緊張度控制、壓輥壓力控制等，若措施不當都可能對產品質量有相當大的影響。
2.4 機械設備
機械設備的老化和磨損都會影響玻璃鋼夾砂管道的質量。在纏繞過程中，小車控制精度將影響到鋪層的布線精度；導紗裝置和浸膠裝置對紗的浸膠效果將影響和制約產品質量。另外，在磨削過程中，由于誤差控制不當，可能造成管道修整尺寸不合格而導致翻修，既增加了材料成本，也影響了制品的制作效率。
3 解決方法
上述影響玻璃鋼夾砂管道質量四個方面因素，并不是孤立的，它們之間相互關聯、相互制約，因而玻璃鋼管道質量的管理也是一個復雜的過程，應權衡利弊、綜合考慮。根據我所在企業的具體情況，主要從如下四個方面制作訂了改進措施并加以實施。
3.1 事前質量管理
在下達生產命令前，有關的工作人員要及時進行準備工作，主要有：
3.1.1 熟悉工序
相關工作人員必須熟悉產品的原材料特性，以及生產過程中應該注意的問題。工序之間也要相互熟悉，對可能遇到地新情況做準備并提出解決方案。
3.1.2 嚴把原輔材料質量關
（1）由于纖維材料的來源不同，其中兩種從美國進口，另外兩種在國內購買。新建立的供應商所生產的產品質量在開始時很難保證，因此進貨時必須派人（特別是國內供應商）考察整個生產過程，并對其生產中不合理的地方提出建議和整改。同時，原材料進廠及投入生產線時要嚴格檢驗把關，如果遇到不合格的商品，將以退貨或退倉處理，絕不讓合格的原材料流入生產環節。另外，企業必須和其他生產原材料的廠商聯系，在發生突發事情時可以有侯補的廠商保證貨源。
（2）在儲存過程中，必須根據材料的特性進行科學儲存，慎防材料在生產前因天氣變化、濕度和溫度變化影響材料成分的變化。
（3）建立和完善由于工藝改變而需配套的各項責任制。
3.2 事中質量管理
3.2.1 及時調整技術參數
根據纖維原材料的性質以及產品使用要求不同，將采取抽樣檢驗方法，確定材料的屬性從而確定材料是否滿足設計需求，以確定產品有關設計配方和技術工藝參數。采用的原材料主要技術參數指標如下：
（1）內襯樹脂：內襯樹脂必須選擇間苯型不飽和聚酯樹脂，供水管道內襯樹脂必須滿足食品級要求。具體指標要求如下：
（2）結構樹脂：結構樹脂一般選用鄰苯型和間苯型不飽和聚酯樹脂，具體指標要求如下：
（3）玻璃纖維無捻粗紗：無堿直接（或合股）紗，24μ，2400TEX
（4）玻璃纖維表面氈：纏繞型，30~50g/
