球閥材料選用

目前國內用于制造閥門的玻璃鋼基體材料主要以環(huán)氧和酚醛兩類樹脂 （包括其改性品種，如：聚乙烯醇縮丁醛改性酚醛、二甲苯甲醛樹脂改性酚醛、環(huán)氧酚醛等）為主，聚醋玻璃鋼閥和改性峽喃樹脂玻璃鋼閥也有少量生產。作為增強 材料的玻璃纖維也形式各異，但限于模壓成型工藝，主要采用短切纖維增強形式。短玻纖增強的復合材料性能不高，各種玻璃鋼閥的工作溫度上限一般為 120~140℃，工作壓力為 0.8~1.0mpa。這個工作壓力范圍僅相當于低壓區(qū)的工作壓力范圍。

本文介紹的球閥用玻璃鋼是采用連續(xù)玻璃纖維布作增強體，用乙烯基醋樹脂（vinyl ester resins）作為基體材料的復合材料。連續(xù)玻璃纖維布增強的玻璃鋼具有抗沖擊強度好，蠕變小，耐熱性好，成型收縮小等優(yōu)點。與玻璃鋼管道應用條件相類 似，乙烯基樹脂的耐溫、耐腐蝕和加工性能好，常應用于化工設備的防腐保護。而采用連續(xù)玻璃纖維布取代傳統的短切纖維作為增強材料可以大大提高玻璃鋼中玻璃 纖維的百分含量和增強效果。玻璃纖維是玻璃鋼的主要承力部分，玻璃纖維含量的提高將意味著玻璃鋼整體力學性能的提升。

材料力學性能試驗

1 試驗材料

試驗用材料即復合材料厚板材由連續(xù)玻璃纖維增強乙烯基樹脂制成，纖維結構形式與成型工藝過程與新型玻璃鋼球閥制作所采用的連續(xù)增強纖維結構和成型工藝條件一致，纖維含量也相同。為了便于試驗確定面外（層間）加載條件下復合材料的性能，制作的原材料板材厚度為 60mm。

2 試驗過程

根據標準要求的試驗用試樣的尺寸，制作了 8 組（每組 5 個）試樣。

將試樣固定在 css 電子萬能試驗機上，與負荷傳感器、控制器、功率放大器和計算機等連接共同工作。沿著面內和面外兩個方向，分別切割 5 根試樣，共切割 10 根試樣。試驗在 25℃ 環(huán)境下進行，每組試驗重復五次。

l）拉伸試驗

試驗加載速度為 1mm/min，記錄相應的位移一載荷曲線，連接感應器，同時面內拉伸使用 yjy-13b 引伸計記錄對應的載荷一變形曲線。通過計算將記錄的載荷一變形曲線轉化為相應的應力一應變曲線，得到復合材料總體的拉伸彈性模量和拉伸強度。

2）壓縮試驗

試驗加載速度為 0.5mm/min，同時記錄相應的位移一載荷曲線。壓縮試驗加力端是一直徑為 80mm 的圓柱體，試樣置于圓柱體的中心，通過試驗機橫梁的上下移動實現對試樣加力。將記錄的載荷一變形曲線轉化為相應的應力一應變曲線后，得到復合材料的壓縮彈 性模量和壓縮強度。

3）彎曲試驗

試驗加載速度為 1mm/min，試樣作為層合梁，進行橫向三點彎曲試驗，同時記錄相應的中心位移一載荷曲線。通過計算將記錄的載荷一變形曲線轉化為相應的應力一應變曲線，得到復合材料的彎曲彈性模量和彎曲強度。

4）剪切試驗

加載速度為 0.5mm/min，同時記錄相應的位移一載荷曲線。通過計算將記錄的載荷一變形曲線轉化為相應的應力一應變曲線，得到復合材料的剪切強度。

3 試驗結果

從試驗測得的連續(xù)纖維增強復合材料的面內材料性能結果平均值可以看出，采用連續(xù)纖維增強的玻璃鋼的力學性能較用短切纖維增強的玻璃鋼有顯著的提升， 面內拉伸強度與短切纖維增強玻璃鋼拉伸強度相比，提高兩倍之多。這是由于作為玻璃鋼增強材料的纖維是玻璃鋼的主要承力部分，采用連續(xù)纖維增強以后，纖維的 百分含量可高達 70 %，而短切纖維增強玻璃鋼的纖維含量僅有 40% 左右。當然，玻璃鋼的力學性能還和其他因素有關，比如樹脂的種類等。

結語

通過改進玻璃鋼的材料組成和制作工藝，提升了玻璃鋼的整體力學性能，克服了短切玻璃纖維增強玻璃鋼脆性大的缺點。經殼體試驗，按 pn6 設計的玻璃鋼球閥至少可以在 pn25 的工況下安全使用。拓寬了玻璃鋼球閥的使用范圍，使玻璃鋼球閥的耐腐蝕性能得以充分發(fā)揮。

關鍵詞：球閥 

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