非稳态高压管道及多轴向预浸料技术要点

1、复合材料非稳态高压管道技术说明所谓非稳态高压管道指的是输送流体瞬间压力在loo.ompa之间变化 的管道，要求管道具有优良的力学性能和抗疲劳性能。主要用于船舶舰艇输送管、 合成化学高压输送管、航空航天输送管等。通常采用合金管道，由于合金的造价 高昂，同时合金对腐蚀性介质适应性较差，导致管材使用过程中维护费用高昂。 结合这种情况，要求采用一种力学性能和抗疲劳性能优良，对腐蚀性介质适应性 优异的替代管材，这就是复合材料非稳态高压管道。复合材料非稳态高压管道是由碳纤维及其织物、高强玻璃纤维及其织物和 环氧树脂复合而制成的管道。管道适用范围为4)20- 4)300.管道采用编织拉挤缠 绕工艺成型，具体

2、成型工艺如下：碳纤维预浸织物拉挤成型管碳纤维编织编织碳纤维预浸_预浸编 织碳纤维与预浸管拉挤成型复合管_高强玻纤与碳纤维的混合 预浸混合纤 预浸混合纤维与复合管拉挤成型 高强玻纤缠绕复合复合管一碳纤维编 织_编织碳纤维预'灵4预浸编织碳纤维与复合管拉挤成型高压管该复合管材具有以下特点：(1 )力学性能优良，拉伸强度为合金钢的35倍。(2) 抗疲劳性能优良，是合金钢23倍。(3) 对腐蚀性介质适应性优良。(4) 成本相对较低，约为合金管材的90%。(5 )可通过缠绕碳纤维适时监控管材的运行情况。(6 )使用寿命长，为合金钢管材的58倍。多轴向织物预浸料技术说明多轴向织物预浸料是通过连续多

3、轴向编织实现结构设计定向增强，利用预 浸技术生产出的材料。多轴向织物预浸料在世界范围内也刚刚开始应用，但由于 其优越的性能，发展非常迅速。应用领域已涉及经济建设，国防科学及人们日常 生活的各个领域。特别是应用于造船业、航天航空、风力发电、交通运输、各种 管道、体育器械等许多领域。1、多轴向经编技术是近年来发展起来的一种新型的多向衬纬编织技术。利 用这种技术，平行伸直、无卷曲的纱线可以垂直地或以所需的角度引入织物结构 中，实现最有效的结构预设计定向增强。多轴向经编织物具有极大的设计灵活 性，各向同性的适应力与应变能力，以及较高的抗撕裂传递性和良好的适型性。 因此，多轴向经编织物在柔性复合材料领域

4、中具有独特的优势。应用多轴向衬纬 经编织物可降低复合材料产品的成本。多轴向经编织物与传统的机织物增强材料相比，主要优点有：织物的抗拉强力较高；织物 的弹性模量较高；织物的悬垂性较好；织物的剪切性能较好；织物形成复合材料 的纤维含量较高；经编多轴向织物抗层间脱离性能较好；具有更好的抗冲击性能; 准各向同性特点。三维织物2、随着复合材料研究和开发的不断进步，使用领域日渐扩大，复合材料构 件不同制造工艺、不同工作条件对预浸料也提出了不同要求。为了适应来自多方 面的需要，新的预浸料不断出现，预浸料的类型不断增加。按物理状态分类，预 浸料分成单向预浸料、单向织物预浸料、织物预浸料;根据纤维长度不同，分成

5、 短纤维（4176mm以下）预浸料、长纤维（1217mm）预浸料和连续纤维预浸料；按 固化温度不同，分成中温固化（120 °c）预浸料、高温固化（180 °c）预浸料以 及固化温度超过200 °c的预浸料等。碳纤维预浸料生产hexcel的m21是一种第三代韧性环氧基体，它具有航空航天应用所需的机 械强度、刚度和其它性能，m21可与单向带和多轴织物一起使用作为适用于大 型航空航天结构件的预浸料。预浸料也不大适合复杂的小半径的3d几何形状。 hexcel开发了一种单向玻璃纤维和碳纤维预浸料的变体。凭借较长（但非连续的） 纤维和不小于57%的纤维含量，在机械性能方面甚至优于强度最高的smc,从而 被推荐用于必须批量生产的刚性、几何形状复杂、重量控制严格的产品。多轴向织物复合材料3、将多轴向织物编织和预浸料生产结合起来实现连续工业化生产是现代复 合发展的前沿技术，是未来复合材料的发展方向，具体成型工艺如下：准备纤维一编织纤维预成型»纤维连续多轴向编织配置预浸胶 液纤维连续多轴向织物预浸> 预浸织物预成型> 预浸料成型 _>包装4、采用该预浸料生产复合材料具有以下特点：(1) 可设计性強，可根据结构力学性能要求设计各个方向的強度。(2) 具有高强度、抗冲