关键词：管道翻衬修复;涤纶/苎麻复合机织物;界面;非线性回归分析;管径计算数学模型
摘 要：在涤纶机织物复合内衬管材料中加入苎麻纱线,利用麻纤维表面粗糙且纤维间空隙较大,提高树脂浸透性能,翻衬时携带更多树脂与旧管内壁粘接,以解决管道内壁和修复材料粘接不牢导致塌陷情况的发生。对管状涤纶/苎麻复合机织物复合材料的制备及相关性能进行了一系列的研究,利用非线性回归分析重点建立管状织物管径计算的数学模型,具体研究内容和结论如下:1.从混杂复合材料及其界面分析,介绍了复合材料界面性能的几种分析方法。用树脂与纤维表面形态界面分析方法和接触角大小比较了涤纶长丝和苎麻纤维与内衬树脂的界面相容性和渗透速率。对涤纶和苎麻纤维表面细观结构的显微镜分析和纤维从树脂基体中抽拔试验力学分析,验证了涤纶/苎麻复合机织物比纯涤纶机织物具有更好的树脂浸透性能。2.在管状涤纶/苎麻复合机织物的制备过程中,对管状织物的制备参数进行了系统的设计。通过管状织物的纱线设计,为管状织物织造选用了 2000～10000旦的低捻度涤纶长丝和苎麻纱线。通过管状织物设计,织造了不同经纬纱旦数与不同涤纶/苎麻混比的多种管状平纹织物。对织造好的管状织物采用立体一次性覆膜工艺进行了防渗膜的涂覆。选用高强度、韧性好、粘度适中、粘结性能强的R-400内衬树脂,通过手糊法使涂层织物与树脂进行复合。3.对管状织物和涂层管状纺织复合材料的基本物理性能进行了测试,测试结果表明,所设计织造的管状涤纶/苎麻机织物性能上满足管道修复的要求。对管状涤纶/苎麻机织复合材料与树脂的粘结性能进行了测试分析,结果表明加入苎麻纱线有利于提高树脂的浸透性能,修复中管状涤纶/苎麻内衬材料能携带更多的树脂与管壁粘合,降低塌陷发生的可能性。4.通过不同时间不同温度对管状织物加热和织物缩率的测试分析,得出190℃,5min织物尺寸稳定。采用非线性回归分析建立受热后不同纱线细度和不同纱线苎麻混比与热缩率的计算函数,以及管状覆膜复合材料的弹性与待修复管道管径的计算函数,并结合管状机织物上机幅宽与下机的缩率的计算关系,最终建立织造管状机织物的管径计算的数学模型,实现对管状织物管径极值的计算。
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