CN113123585A - 玻璃钢烟囱内衬的施工设备和施工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种玻璃钢烟囱内衬的施工设备和施工方法。玻璃钢烟囱内衬的施工设备，包括施工平台、起吊装置、用于加热的加热装置和用于给加热装置施加压力的气囊；施工平台的外周设置有环形模具，环形模具设置有用于容置气囊的凹槽。玻璃钢烟囱内衬的施工方法，包括：通过玻璃钢烟囱内衬的施工设备将施工人员送至烟囱内部的预定位置，然后在烟囱的内壁涂覆一层乙烯基树脂得到底胶膜；将乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带粘接在底胶膜上，然后通过气囊将加热装置压在乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带上；加热装置对乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带进行加热固化，得到烟囱内衬。本申请提供的玻璃钢烟囱内衬的施工设备和施工方法，操作简单、效率高、成本低。
Description
技术领域
本申请涉及玻璃钢烟囱领域，尤其涉及一种玻璃钢烟囱内衬的施工设备和施工方法。
背景技术
现有的玻璃钢烟囱内衬一般先采用卧式缠绕或者立式缠绕的生产方式制备出来，然后将特定长度的玻璃钢烟囱内衬筒运送到混凝土烟囱现场，通过一定的连接装置和吊装装置拼接在一起。后来，有研发人员开发了一种整体、未分段玻璃钢烟囱内衬的制备方法。该方法通过一种移动缠绕小车，将在胶槽里浸渍过的玻璃布缠绕在一个圆柱形模具圆筒上，待预浸料固化后再提升模具圆筒，再缠绕制备下一段烟囱内衬，如此循环，实现一种整体-未分段玻璃钢烟囱内衬的现场制备。现有技术还有一种用于制作大型玻璃钢烟囱的可收缩式钢制模具，这种模具的制备方法可操作性强，产品脱模方便，模具不易变形，可多次连续使用，产品内层质量优，产品尺寸精度高。
现有的玻璃钢烟囱内衬是各分段通过一定的连接装置拼接在一起，并悬挂在混凝土烟囱内部。这种方法需要专门的缠绕装备来制造玻璃钢烟囱，制备好后还需吊装、运输到烟囱施工现场进行安装，其中需要额外的吊装工装、玻璃钢烟囱稳定和支撑装置的设计、制造费用，使得玻璃钢烟囱防腐内衬的整体制造成本较高。
有鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本申请的目的在于提供一种玻璃钢烟囱内衬的施工设备和施工方法，以解决上述问题。
为实现以上目的，本申请特采用以下技术方案：
一种玻璃钢烟囱内衬的施工设备，包括施工平台、用于将所述施工平台悬吊在所述烟囱的内部的起吊装置、用于加热的加热装置和用于给所述加热装置施加压力的气囊；
所述施工平台的外周设置有环形模具，所述环形模具设置有用于容置所述气囊的凹槽。
优选地，所述施工平台整体呈圆柱形，直径小于所述烟囱的内径。
优选地，所述起吊装置包括牵引绳、定滑轮和卷扬机，所述定滑轮设置在所述烟囱的顶端，所述牵引绳绕经所述定滑轮后一端与所述施工平台连接、另一端与所述卷扬机连接。
优选地，所述加热装置包括硅胶加热毯；
优选地，所述气囊的材质包括尼龙。
一种玻璃钢烟囱内衬的施工方法，包括：
通过所述的玻璃钢烟囱内衬的施工设备将施工人员送至所述烟囱内部的预定位置，然后在所述烟囱的内壁涂覆一层乙烯基树脂得到底胶膜；
将乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带粘接在所述底胶膜上，然后通过所述凹槽内的所述气囊，将所述加热装置压在所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带上；
所述加热装置对所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带进行加热固化，得到所述玻璃钢烟囱内衬。
优选地，在涂覆所述乙烯基树脂之前还包括：
对所述烟囱的内壁进行打磨和清扫。
打磨和清扫可以采用喷枪将小钢珠喷丸喷射在混凝土内壁上，打磨清扫表面、清除浮灰。其目的是为了利于在内壁涂覆乙烯基酯树脂，并保证其粘接性能。
优选地，使用所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带之前，将其预热至45-55℃。
可选地，使用所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带之前，可以将其预热至45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃以及45-55℃之间的任一值。
优选地，所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带环向交叠部分的长度为50-70mm；
相邻的两块沿着所述烟囱的高度方向上设置的所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带的交叠部分的宽度为100-150mm。
环向交叠和竖直方向上的交叠都是为了避免接缝处出现缺陷，导致烟气从接缝处泄露。
可选地，所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带环向交叠部分的长度可以为50mm、55mm、60mm、65mm、70mm以及50-70mm之间的任一值；相邻的两块沿着所述烟囱的高度方向上设置的所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带的交叠部分的宽度可以为100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm以及100-150mm之间的任一值。
优选地，所述气囊内部的压力为0.1-0.2MPa；
优选地，所述加热固化的温度为115-130℃、保温时间为10-20min，所述加热装置的升温速率为3-5℃/min；
优选地，所述加热固化之后还包括：在相邻的两块所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带的交叠部分的接缝处涂覆乙烯基酯树脂。
可选地，所述气囊内部的压力可以为0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa以及0.1-0.2MPa之间的任一值；所述加热固化的温度可以为115℃、120℃、125℃、130℃以及115-130℃之间的任一值，保温时间可以为10min、15min、20min以及10-20min之间的任一值，所述加热装置的升温速率可以为3℃/min、4℃/min、5℃/min以及3-5℃/min之间的任一值。
优选地，得到所述玻璃钢烟囱内衬后，在所述玻璃钢烟囱内衬的表面涂覆疏水性树脂；
优选地，所述疏水性树脂的涂覆厚度为0.2-0.4mm；
优选地，所述玻璃钢烟囱内衬的厚度为2-4mm。
涂覆疏水性树脂的作用是为了便于玻璃钢烟囱内衬表面的冷凝液能够及时脱离内衬表面，避免腐蚀内衬材料，延长其使用寿命。
可选地，所述疏水性树脂的涂覆厚度可以为0.2mm、0.3mm、0.4mm以及0.2-0.4mm之间的任一值；所述玻璃钢烟囱内衬的厚度可以为2mm、3mm、4mm以及2-4mm之间的任一值。
与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
本申请提供的玻璃钢烟囱内衬的施工设备，通过施工平台、起吊装置、加热装置和气囊的配合，使得施工人员可以便捷的完成烟囱内衬的铺设、加热固化等工作，操作简便、成本低、效率高；
本申请提供的玻璃钢烟囱内衬的施工方法，使用本申请提供的玻璃钢烟囱内衬的施工设备，并通过底胶膜涂覆以及乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带铺设、加压、加热固化得到玻璃钢烟囱内衬，不需要专门的纤维缠绕设备，也无需额外的稳定和支撑装置，设备无需单独预先开设场地，内衬成型快、施工效率高、成本低、烟气密闭性和防腐蚀效果好。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。
图1为实施例提供的烟囱内衬的施工设备的示意图。
附图标记：
1-施工平台；10-环形模具；
2-起吊装置；20-钢缆；21-定滑轮；
3-加热装置；4-气囊；5-烟囱；6-空压机；7-乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，本申请实施例使用的乙烯基酯树脂为华昌聚合物有限公司生产的MERICAN 30-200P甲基丙烯酸型环氧乙烯基酯树脂，其液体树脂指标如下表1所示：
表1液态树脂指标
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种玻璃钢烟囱内衬的施工设备，包括施工平台1、起吊装置2、加热装置3和气囊4；施工平台1整体呈圆柱形，直径小于烟囱的直径，以便其可以放入烟囱内部进行施工；施工平台1的外圆周设置有环形模具10，环形模具10设置有用于容置气囊4的凹槽；起吊装置2包括钢缆20(牵引绳)、定滑轮21和卷扬机(图中未示出)，定滑轮21设置在烟囱5的顶端，钢缆20绕经定滑轮21后一端与施工平台1连接、另一端与卷扬机连接。
加热装置3使用柔性硅胶工业加热毯；气囊4选用耐高温尼龙制成，宽度为1.2m，气囊4的进气口与空压机6连通，气囊4能够承受0.1-0.2MPa的压力。
本实施例还提供一种玻璃钢烟囱内衬的施工方法，具体包括：
混凝土的烟囱5的内壁基面处理：施工平台1用钢缆20悬挂在混凝土材质的烟囱5内部，施工人员站在施工平台1上，用喷枪将小钢珠喷丸喷射在烟囱5的内壁上，打磨清扫表面、清除浮灰；然后在烟囱5的内壁，用滚刷在表面涂刷一层宽度为1.2m的乙烯基酯树脂作为底胶膜。
乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带的铺贴：将剪裁好的正交织物乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带7(宽度1m)先放在柔性硅胶工业加热毯上，预热至50℃，然后将预浸带采用人工铺贴的方式，逐层铺放到混凝土烟囱内壁上，各铺层之间靠底胶膜的黏性粘接一起，并用滚刷碾平，避免出现褶皱。环向相邻的两块乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带，环向交叠部分保证为50mm。
气囊4充气阶段：将气囊4的出气口封闭，进气口连接空压机6，启动空压机6充气，保证气囊内压力达到0.1MPa。膨胀的气囊4依靠钢制的环形模具10的支撑，给柔性加热毯施加压力，并传递给乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带。
加热固化阶段：将柔性加热毯调至终点温度为120℃，保证升温速度控制在5℃/min，保温15min，进行加热固化。
拼接缝处理：待上一段烟囱内衬固化结束后，将气囊4放气，通过起吊装置2将施工平台1提升1m，按上述步骤依次铺贴、充气、加热固化。固化后的烟囱内衬与混凝土内壁也粘接在一起，成为一个整体。铺贴时保证沿着烟囱5的高度方向上设置的相邻的两块乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带的交叠部分的宽度为100mm，并在接缝处涂覆乙烯基酯树脂，以确保烟气无法从接缝处泄漏。
后处理阶段：待全部烟囱内衬成型完毕后，在内衬外表面涂覆一层疏水树脂作为胶衣，以便冷凝液及时脱离内衬表面，避免腐蚀内衬材料，延长其使用寿命。涂装胶衣时，选择合适的喷嘴、喷射压力和喷射距离(60cm)及垂直方向，喷枪应匀速平移，确保气源干燥、干净；喷涂2遍，喷射厚度控制在0.3毫米，厚度太薄，造成欠固化；太厚，易流挂、开裂和针孔。
烟囱内衬的最终厚度控制在4mm以内。
实施例2
本实施例使用的玻璃钢烟囱内衬的施工设备与实施例1相同。
本实施例还提供一种玻璃钢烟囱内衬的施工方法，具体包括：
混凝土的烟囱5的内壁基面处理：施工平台1用钢缆20悬挂在混凝土材质的烟囱5内部，施工人员站在施工平台1上，用喷枪将小钢珠喷丸喷射在烟囱5的内壁上，打磨清扫表面、清除浮灰；然后在烟囱5的内壁，用滚刷在表面涂刷一层宽度为1.2m的乙烯基酯树脂作为底胶膜。
乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带的铺贴：将剪裁好的正交织物乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带(宽度1m)先放在柔性硅胶工业加热毯上，预热至45℃，然后将预浸带采用人工铺贴的方式，逐层铺放到混凝土烟囱内壁上，各铺层之间靠底胶膜的黏性粘接一起，并用滚刷碾平，避免出现褶皱。环向相邻的两块乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带，环向交叠部分保证为60mm。
气囊4充气阶段：将气囊4的出气口封闭，进气口连接空压机6，启动空压机6充气，保证气囊内压力达到0.15MPa。膨胀的气囊4依靠钢制的环形模具10的支撑，给柔性加热毯施加压力，并传递给乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带。
加热固化阶段：将柔性加热毯调至终点温度为110℃，保证升温速度控制在3℃/min，保温20min，进行加热固化。
拼接缝处理：待上一段烟囱内衬固化结束后，将气囊4放气，通过起吊装置2将施工平台1提升1m，按上述步骤依次铺贴、充气、加热固化。固化后的烟囱内衬与混凝土内壁也粘接在一起，成为一个整体。铺贴时保证沿着烟囱5的高度方向上设置的相邻的两块乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带的交叠部分的宽度为120mm，并在接缝处涂覆乙烯基酯树脂，以确保烟气无法从接缝处泄漏。
后处理阶段：待全部烟囱内衬成型完毕后，在内衬外表面涂覆一层疏水树脂作为胶衣，以便冷凝液及时脱离内衬表面，避免腐蚀内衬材料，延长其使用寿命。涂装胶衣时，选择合适的喷嘴、喷射压力和喷射距离(50cm)及垂直方向，喷枪应匀速平移，确保气源干燥、干净；喷涂2遍，喷射厚度控制在0.4毫米，厚度太薄，造成欠固化；太厚，易流挂、开裂和针孔。
烟囱内衬的最终厚度控制在3mm以内。
实施例3
本实施例使用的玻璃钢烟囱内衬的施工设备与实施例1相同。
本实施例还提供一种玻璃钢烟囱内衬的施工方法，具体包括：
混凝土的烟囱5的内壁基面处理：施工平台1用钢缆20悬挂在混凝土材质的烟囱5内部，施工人员站在施工平台1上，用喷枪将小钢珠喷丸喷射在烟囱5的内壁上，打磨清扫表面、清除浮灰；然后在烟囱5的内壁，用滚刷在表面涂刷一层宽度为1.2m的乙烯基酯树脂作为底胶膜。
乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带的铺贴：将剪裁好的正交织物乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带(宽度1m)先放在柔性硅胶工业加热毯上，预热至55℃，然后将预浸带采用人工铺贴的方式，逐层铺放到混凝土烟囱内壁上，各铺层之间靠底胶膜的黏性粘接一起，并用滚刷碾平，避免出现褶皱。环向相邻的两块乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带，环向交叠部分保证为70mm。
气囊4充气阶段：将气囊4的出气口封闭，进气口连接空压机6，启动空压机6充气，保证气囊内压力达到0.2MPa。膨胀的气囊4依靠钢制的环形模具10的支撑，给柔性加热毯施加压力，并传递给乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带。
加热固化阶段：将柔性加热毯调至终点温度为130℃，保证升温速度控制在4℃/min，保温10min，进行加热固化。
拼接缝处理：待上一段烟囱内衬固化结束后，将气囊4放气，通过起吊装置2将施工平台1提升1m，按上述步骤依次铺贴、充气、加热固化。固化后的烟囱内衬与混凝土内壁也粘接在一起，成为一个整体。铺贴时保证沿着烟囱5的高度方向上设置的相邻的两块乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带的交叠部分的宽度为150mm，并在接缝处涂覆乙烯基酯树脂，以确保烟气无法从接缝处泄漏。
后处理阶段：待全部烟囱内衬成型完毕后，在内衬外表面涂覆一层疏水树脂作为胶衣，以便冷凝液及时脱离内衬表面，避免腐蚀内衬材料，延长其使用寿命。涂装胶衣时，选择合适的喷嘴、喷射压力和喷射距离(80cm)及垂直方向，喷枪应匀速平移，确保气源干燥、干净；喷涂1遍，喷射厚度控制在0.2毫米，厚度太薄，造成欠固化；太厚，易流挂、开裂和针孔。
烟囱内衬的最终厚度控制在2mm。
对比例1传统的玻璃钢烟道是采用缠绕工艺制备分段制造，然后再用钢制法兰将各个节段套接起来。一般位于下部的玻璃钢烟道壁厚较大(20～30mm)，上方的烟道壁厚逐渐缩减，各节段玻璃钢烟道要有足够的强度和刚度来承载上方的烟道。此外，为了保证玻璃钢烟道稳固地竖立在混凝土烟囱内部，还需要搭建钢架来稳固烟道。因此，传统的玻璃钢烟道的工程造价除了烟道本身的制造费用，还包括定制的法兰件及钢架的费用以及人工费。以直径为3m的玻璃钢烟道为例，传统的玻璃钢烟道高度方向，每米的工程估价(不含物料的长途运输费)为：玻璃钢烟道成本4000元/米+法兰件300元/套+钢架及人工平均费用2000元/米，总计6300元/米。
采用本申请提供的现场整体成型工艺制造的玻璃钢烟道，包含玻璃纤维预浸料+混凝土衬底涂刷用树脂+烟道内壁表层涂刷的疏水树脂+均摊气囊及电热毯和钢制支撑平台费用+人工铺贴安装费，共计400元/平方米，即高度方向3768元/米。
综上，按照本申请提供的制备方法，玻璃钢烟道平均每米高造价相比传统工艺节约2532元。
与现有分离式的玻璃钢烟囱内衬相比，本申请提供的烟囱内衬的施工方法不需要专门的纤维缠绕设备，不需要额外的稳定和支撑装置的设计和制造。本申请充分利用预浸料的易于成型的特点与质量均一性优势，开发烟道内壁整体成型固化共胶结工艺，内衬厚度2-4mm范围内精确可控，表面平整光滑整体性好，全干法作业，全天候施工，产品综合成本小于500元/平方米。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种玻璃钢烟囱内衬的施工设备，其特征在于，包括施工平台、用于将所述施工平台悬吊在所述烟囱的内部的起吊装置、用于加热的加热装置和用于给所述加热装置施加压力的气囊；
所述施工平台的外周设置有环形模具，所述环形模具设置有用于容置所述气囊的凹槽。
2.根据权利要求1所述的施工设备，其特征在于，所述施工平台整体呈圆柱形，直径小于所述烟囱的内径。
3.根据权利要求1所述的施工设备，其特征在于，所述起吊装置包括牵引绳、定滑轮和卷扬机，所述定滑轮设置在所述烟囱的顶端，所述牵引绳绕经所述定滑轮后一端与所述施工平台连接、另一端与所述卷扬机连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的施工设备，其特征在于，所述加热装置包括硅胶加热毯；
优选地，所述气囊的材质包括尼龙。
5.一种玻璃钢烟囱内衬的施工方法，其特征在于，包括：
通过权利要求1-4任一项所述的玻璃钢烟囱内衬的施工设备将施工人员送至所述烟囱内部的预定位置，然后在所述烟囱的内壁涂覆一层乙烯基树脂得到底胶膜；
将乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带粘接在所述底胶膜上，然后通过所述凹槽内的所述气囊，将所述加热装置压在所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带上；
所述加热装置对所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带进行加热固化，得到所述玻璃钢烟囱内衬。
6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，在涂覆所述乙烯基树脂之前还包括：
对所述烟囱的内壁进行打磨和清扫。
7.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，使用所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带之前，将其预热至45-55℃。
8.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带环向交叠部分的长度为50-70mm；
相邻的两块沿着所述烟囱的高度方向上设置的所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带的交叠部分的宽度为100-150mm。
9.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述气囊内部的压力为0.1-0.2MPa；
优选地，所述加热固化的温度为115-130℃、保温时间为10-20min，所述加热装置的升温速率为3-5℃/min；
优选地，所述加热固化之后还包括：在相邻的两块所述乙烯基酯树脂玻璃纤维预浸带的交叠部分的接缝处涂覆乙烯基酯树脂。
10.根据权利要求5-9任一项所述的施工方法，其特征在于，得到所述玻璃钢烟囱内衬后，在所述玻璃钢烟囱内衬的表面涂覆疏水性树脂；
优选地，所述疏水性树脂的涂覆厚度为0.2-0.4mm；
优选地，所述玻璃钢烟囱内衬的厚度为2-4mm。
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2021
- 2021-03-23 CN CN202110308501.6A patent/CN113123585B/zh active Active
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