为Bogotá卡萨布兰卡坦克的复合盖,安装

工人们安装一个840复合材料覆盖制造通过树脂转移模塑(RTM)由复合材料制造商的鞋底。这个巨大的盖子每个重达705磅,保护着哥伦比亚Bogotá的卡萨布兰卡储水罐,该储水罐可容纳3800万加仑的水,是该国最大的储水系统。照片信用:辅助

哥伦比亚Bogotá的水储存和运输,就像任何大型城市地区一样,非常复杂。这个有900万人口的城市每年的降雨量为32英寸(824毫米),此外还有流经城市的Bogotá河。目前的挑战是如何收集、处理和储存这些水,使其保持可饮用,并能满足居民和企业的需要。要做到这一点,意大利巧克力酱(渡槽和下水道的公司,EAAB,Bogotá)多年来,在整个城市建造了一系列59个坦克,以储存处理水并确保供应给客户。

有些水箱是真正的水箱——完全封闭,以保护水不受外界因素的影响。其他的,其中许多是老式的,是大型的混凝土水池,通过一系列可移动的盖子来保护它们不受这些元素的影响。一个这样的坦克,叫做卡萨布兰卡,位于Ciudad玻利瓦尔附近在南区Bogotá,服务人口约300万人。Casablanca是EAAB网络中最大的水箱,也是哥伦比亚最大的水箱,长144米(472英尺)、宽110米(361英尺)、深9米,可存储14.3万立方米(3800万加仑)的水。水箱被一个混凝土分割器分成两半,这样水就被储存在两个相等的部分。

用于BogotáCasablanca坦克,鸟瞰图的辅助复合盖

这个66岁的卡萨布兰卡水罐被一个混凝土隔板一分为二,这个隔板可以让EAAB (Bogotá水和下水道机构)排出一半的水,这样就可以安装盖子了。右边的旧混凝土和石棉覆盖物已经破损,维修费用昂贵。预计复合材料覆盖层将有更长的使用寿命和更少的维护。照片信用:辅助

维护66岁的卡萨布兰卡绝非易事。2009年,人们发现水箱混凝土地板上的裂缝让36万升(95000加仑)水从裂缝中流出小时修理涂有聚脲涂层的混凝土的渗漏率为零。然而,卡萨布兰卡在混凝土之上仍然存在一个问题。水箱内的水由混凝土和石棉混合物组成的一系列覆盖物保护,对水质和人体健康构成严重威胁。旧的保护套也容易失效,而且维护费用昂贵。EAAB需要用一种更安全、更轻、更耐用的替代品来取代旧的盖子。

大封面,很多封面

Eaab决定为封面追求复合材料解决方案,但由项目规模立即受到挑战。Casablanca由一系列混凝土支柱而纵横交错,支持覆盖休息的梁网络。这些梁间隔约7.2米(23.6英尺),因此新封面必须自支撑和覆盖,以利用现有的基础设施。EAAB提出,这种盖子通过光树脂转移成型(LRTM)制造。挑战?本申请所需的这种尺寸的复合结构从未通过哥伦比亚的LRTM制造。许多制造商根本无法接受该项目。

用于BogotáCasablanca坦克,MVP注射装置的辅助复合盖

Soling与Magnum Venus Products (MVP)合作开发用于制作卡萨布兰卡封面的轻质树脂转移模塑(LRTM)工艺。这里展示的是MVP Patriot Innovator大容量注射装置,每个盖子泵入617磅聚酯树脂。照片信用:辅助

例外是创新的工程解决方案,或索林级这家复合材料制造商位于哥伦比亚安蒂奥基亚的埃斯特雷拉,就在Medellín南部。Soling公司由贾维尔·莫雷诺(Javiar Moreno)于2014年创立,他在哥伦比亚及周边地区拥有并经营着几家复合材料制造公司。索林公司的工程协调员罗德里戈·维加拉(Rodrigo Vergara)说,盖子的尺寸对许多制造商来说都是不可能的。他说:“在哥伦比亚,没有人有过这样的经验,因为零件的尺寸太大了。”“这是在哥伦比亚制造的最大的复合部件。”然而,对莫雷诺来说,封面的大小是一个有趣的挑战。“对于我们的老板莫雷诺来说,”维加拉说,“这是一个梦想成真。“不可能”是他的一个词不理解。他说:“我们会这么做的!”我说:“好吧!”’”

Soling为卡萨布兰卡项目提出了一个具体的解决方案:一系列840圆顶,长方形的组合结构,每个测量长7.6米,宽2.4米(24.9 x 7.9英尺)。维加拉说,之所以选择半圆形穹顶的设计,是因为“具有最大机械阻力的几何形状是圆周。”这是保证井盖能够自给自足的主要因素。另一方面,我们必须找到最简单的方法将它们从生产地点运到260英里外的安装点。”

鞋底复合盖Bogotá卡萨布兰卡坦克,女模凝胶外套

用于制造Casabranca盖子的模具的雌性一半首先用蓝色凝胶涂层喷涂,每个EAAB的要求。照片信用:辅助

盖子将通过LRTM制造,根据EAAB的规范,蓝色的凝胶外套在外部表面和白色的凝胶外套在内部表面。包括玻璃纤维织物和聚酯树脂,盖子,表面积为28.5平方米(207平方英尺),将重320千克(705磅),208公斤是树脂。在手中设计和携带封面的承诺,vergara和soling去上班了。

建立完美的封面

当然,索林并不是在没有得到帮助的情况下才接手卡萨布兰卡项目的。与该公司合作的是一个供应网络,包括一个分销商、一个材料供应商和一个设备供应商。经销商,MinePro SAS.(Medellín,哥伦比亚),提供技术支持并与设备供应商合作万能金星的产品(MVP,Knoxville,Tenn。,美国),提供LRTM过程的泵和辅助设备。材料供应商是Andercol(Medellín),为其提供了聚酯树脂基体、凝胶涂层和技术支持(中国桐乡),提供e -玻纤面料。

当然,制造是从工具开始的。问题是这个项目需要多少模具。为了确定这一点,维加拉说,Soling首先必须确定生产速度,以满足EAAB的交付要求。这反过来又受到工作地点需求的影响。为了避免在安装新井盖时可能污染供水系统,EAAB同意将卡萨布兰卡的一半区域清空,井盖将在这一半区域被放回原处。将卡萨布兰卡的储水能力减少一半带来了挑战,因此EAAB需要尽快交付和安装。

鞋底复合盖Bogotá卡萨布兰卡坦克,男模凝胶外套

盖模的公半部分被喷上白色凝胶外套。白色,或内部的一面的封面,面对内部的卡萨布兰卡坦克。照片信用:辅助

索林与EAAB合作,维加拉解释说,他们确定了一个生产计划,每天交付6个盖子。在一个每天三班八小时轮班的工厂里,这需要两个模具,每个模具能够在每班生产一个盖子。他说,模具是在公司内部制造的,由玻璃纤维复合材料制成,由钢支撑结构支撑。

模具制作完成后,索林开始着手确定圆顶的具体制造方式。通过与minerpro和MVP的合作,Vergara说,他们决定每个模具将由两个树脂注射端口输入,一个真空端口。对于树脂注射,MVP推荐使用其爱国者创新者大批量树脂传递成型(RTM)泵单元,它能够输送每个盖子所需的大量树脂。MVP还提供了其涡轮自动浇口阀门,以及通用耦合器,密封件和模具配件。

为了开始生产盖子,vergara说,用白色凝胶涂层喷涂模具的雌性一半,用蓝色凝胶涂层喷涂阳半的阳半。如上所述,两种凝胶涂层都由Andercol提供。接下来,将Jushi提供的电子玻璃垫和织物手工放入模具的一半。然后通过起重机降低,通过起重机,将阳半的半一半进入雌六,两半夹在一起。拉动真空后,树脂注射开始。Vergara表示,每块盖的注射在约40分钟内完成,然后进行室温固化。在脱下每次盖子后,将其修剪到最终尺寸,并且将雨水减缓的饲料通道切成盖凸缘的表面。

为Bogotá卡萨布兰卡坦克的复合盖,模具关闭

在Jushi提供的玻璃纤维织物后,放置在模具的雌性一半,通过起重机将阳半降低到位,并且两个毛绒螺栓固定在一起。
照片信用:辅助

维加拉说,盖子的尺寸,加上严格的重量和尺寸要求,对它们的制造构成了最大的挑战。确定注射口位置和管理注射时间需要大量的试验和错误,并咨询技术专家。然而,维加拉说,索林最终选定了一种被证明高度可重复和可靠的制造工艺。

“最大的挑战是我们将要安装的构件的重量,因为我们不能超过现有结构的承载能力,”Vergara说。“这要求所有部件在几何形状和重量上都具有相同的特征。保证这些条件的唯一方法是使用保证可重复性的过程。”

完成的井盖从Soling位于Medellín附近的工厂运送到418公里(260英里)外的卡萨布兰卡工作地点Bogotá,然后通过起重机安装,降低到支撑结构上,由工人站在井盖将要放置的横梁上定位。维加拉说,虽然保护罩没有机械地固定在支撑结构上,但除非“发生了非常严重的情况”,否则保护罩也不能移动或拆除。

合成盖Bogotá卡萨布兰卡坦克,注射口

Soling建了两个模具来制作盖子。每个模具通过两个注射口(如图所示)注入树脂,并使用一个真空口。注射由Andercol提供的聚酯树脂大约需要40分钟。每班每个模具生产一个盖子。照片信用:辅助

在2019年初开始进行设计在封面上的设计工作,并于2020年开始制作第一个封面。冠状病毒大流行和偶尔的机械挑战导致制造业停止和启动,但Vergara表示,vergara在7-8个月,在2020年代后期完成。预计新封面将持续很长时间,并且需要比他们所更换的更少维护。

Casablanca Project vergara表示,已经证明了辅助的能力作为高质量,高性能,大型复合结构的制造商,并将门打开了其他机会。“这个项目是一项挑战,我们必须打破范式,说明这一幅度的部分无法使用这种制造方法,仍然是我们做到的,”他说。“对于辅导的未来,一些事情很清楚:没有项目我们无法做到。”

为Bogotá卡萨布兰卡坦克的复合盖,部分拉

完成后的盖子从模具中取出,然后裁剪成最终的形状。每个覆盖层长7.6米,宽2.4米。它的特点是一个半圆形的圆顶,以最大限度地提高机械强度,给定的面积,每个覆盖必须跨越。照片信用:辅助

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