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复合材料电缆支架在地铁中的开发与应用

作者:联益玻璃钢 人气: 发表时间:2019-02-26 09:15

  复合材料电缆支架在地铁中的开发与应用。前言:隧道地铁空气潮湿闷热,自然通风困难,存在渗漏或渗漏现象,属金属腐蚀环境,通过对北京、上海、广州地铁运营线路的调查,发现金属电缆CB13X腐蚀程度不同,以实例说明。综上所述,广州地铁1号线开通仅7年,部分金属支架已严重腐蚀,预计3~4年后需更换,金属腐蚀不仅缩短了支架的使用寿命,增加了运营维护成本,而且对安全运营构成隐患,因此,在地铁1号线开通后7年内,支架已被严重腐蚀。解决电缆支架的腐蚀问题势在必行,复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、寿命长、免维护等特点。

  是腐蚀环境下电缆支架的理想材料。1。复合材料电缆支架开发现状。复合材料具有完善的理论和成熟的技术,广泛应用于制造、建筑等领域,但由于电缆支架材料工艺相对复杂、消耗小、成本高等原因,一直没有得到推广,产品也不成熟。

  客观地说,复合材料电缆支架的研制没有技术问题,但要有针对性地进行配方和结构设计,在电力系统中,复合材料架空线路横杆和电缆桥梁研制成功,形成了大规模的生产,可为复合材料的研制提供参考。介绍了广州地铁公司与中山大学联合开发的复合材料电缆支架。2。复合材料电缆支架开发。2.1材料。

  电缆支架树脂复合材料又称纤维增强塑料,是一种技术成熟、应用广泛的复合材料树脂,由短纤维或连续纤维及其织物经热固或热塑性树脂基体复合增强而成,以玻璃纤维为增强材料的树脂基复合材料是最常见的,通常为K。作为玻璃钢。复合材料是一种新型结构,它既保留了材料构件原有的一些优良性能,又相互补偿,明显改善或突出了某些特殊性能,其最基本的特点是设计性。

  通过改变材料组分的种类或比例,可以得到重量轻、强度高、防腐、绝缘、耐磨等性能良好的组合。2.2制造技术。经过几十年的探索和努力,复合材料的加工已发展成采用手糊、缠绕、拉挤、离心铸造、RTM等工艺,电缆支架多采用拉挤和压膜。

  2.3支架型。根据支架的适用位置和装配方式,支架的类型大致可分为两类:分裂行和整体。分体式支架由多个零件组成,通过夹头或连接器连接。通常采用拉挤工艺,它是一种在加热条件下浸渍树脂的连续长纤维,经模具连续挤压,然后根据需要切割组装,具有运输安装方便、标准化程度高、形状单一的特点。

  以开槽拼装复合材料支架为例(图1),支架的数量和高度可灵活调整,各部件独立,适用于矩形安装段。整体支架的组成部分固化为一体,主要采用压膜工艺,将玻璃纤维、树脂和各种添加剂的混合物放入模具中,经加热、压制后固化,根据不同的要求,模具可设计成不同的形状,具有一次性成型的特点。一致性好,强度高,但工艺复杂,除标准支架外,还适用于各种异形支架。

  以特殊形状的整体复合材料支架为例(图2),柱和支架的形状和长度各不相同,适用于圆形和马蹄形弧段。2.4工艺流程。与金属支架相比,复合材料支架的工艺流程复杂得多,产品必须经过配方设计、结构设计、工艺设计、模具设计、产品制造等一系列过程,其中配方设计和结构设计最为关键。复合材料属于混合物。

  它没有固定的公式和结构,也没有固定的性能和技术规格。这是与传统材料最大的区别。根据产品的具体要求,对材料组件的品种、比例、结构和布置进行重新设计和验证,因此复合材料电缆支架的供货周期较长,成本较高,适合批量供货。

  2.5主要技术参数。2.6主要性能。2.6.1机械性能。(1)刚度。支架的刚度特性由构件材料的性能、钢筋材料的取向和体积分数决定,与钢相比,弹性模量较低,表明大尺寸制品的刚度。妆湫危Σ扇〖庸檀胧杂诘缋轮Ъ艿奶寤。睾汕幔斩韧耆阋。

 。2)强度。复合材料的强度由钢筋的含量、长度和铺设形式决定。通过合理的设计,复合材料的强度可以达到30-1000MPa,达到与钢相似的强度。(3)层间性能:复合材料层间剪切强度和层间拉伸强度较低,相当于树脂强度,在结构设计中尽量避免层间强度较低。

  2.6.2电气性能。树脂和玻璃纤维的物理性能使复合材料电缆支架具有良好的绝缘性能。2.6.3耐腐蚀性。复合材料电缆支架具有耐水、耐油、耐酸碱等非金属性能。2.6.4燃烧性能。

  复合材料树脂基含有有机化合物,具有一定的可燃性,但材料配方设计可满足阻燃、无卤、低烟、无毒的要求。2.6.5耐老化性。在阳光照射下,紫外线会降解复合材料中的高分子链,加速材料的老化,室外使用时采取防紫外线措施,但地下没有问题。

  2.6.6工艺性能。支架的成形工艺灵活,结构和性能设计精良,通过调整复合材料各组的组成、结构和排列,使潜在性能集中在必要的方向上,增强后的材料能起到更有效的作用,如部件可以承受不同的载荷。耳鼻喉部受力方向不同,可制成具有理想刚度、韧性和塑性的多功能制品。2.6.7使用寿命。试验结果表明,复合材料支架的地下使用寿命可达40年,地上使用寿命可达25年。

  2.6.8与金属材料支架的比较。电缆的时间结构简单,负载小。两种材料均能满足要求,具有经济技术性能。对于地铁系统,复合材料支架具有耐腐蚀、免维护、使用寿命长的优点,虽然其成本高于金属支架,但从长远来看,在地铁设计寿命(100年)内,两者在建设和安装方面的投资是相等的。考虑到复合材料支架大批量生产后的成本降低,以及隧道地铁电缆支架维修更换成本较高,应优先选用复合材料支架。

  三。复合材料电缆支架的应用。复合材料电缆支架的成功开发,不仅有效地解决了金属电缆支架在地铁运营中因腐蚀而造成的使用寿命短、维护困难、运营成本高的问题,而且为既有地铁支架线改造和新建支架线的设计提供了选择。广州地铁3号线、4号线是国内首个采用复合电缆支架的大型项目,耗电约30万台,面对巨大的市场需求,一批实力雄厚的玻璃钢产品研发制造机构加快了复合材料电缆支架及相关产品的开发和推广。一个接一个的测试成功。

  4。发展前景。复合材料以其重量轻、机械强度高、耐腐蚀、使用寿命长、维修量少等优点逐渐取代了金属、木材等传统材料。广泛应用于电子、通信、核能、航空航天、海军和海洋开发、基因工程等高科技产业。

  它已成为21世纪可持续发展不可或缺的高新技术材料。复合材料支架技术先进,综合效益高,特别适合腐蚀性作业环境,具有广阔的发展前景。

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