玻璃鋼儲(chǔ)罐施工方案

作者：華強(qiáng)科技開發(fā)有限公司

概述：

中國(guó)1986年中意玻璃鋼有限公司從世界上四大玻璃鋼生產(chǎn)集團(tuán)之一的Sarplast公司引進(jìn)了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的自動(dòng)化纖維纏繞玻璃鋼儲(chǔ)罐成型設(shè)備，為中國(guó)第一家自動(dòng)化纖維纏繞成型玻璃鋼儲(chǔ)罐設(shè)備的生產(chǎn)單位，開創(chuàng)了我國(guó)玻璃鋼工業(yè)發(fā)展的新紀(jì)元。經(jīng)過幾年來的消化、吸收、改進(jìn)和與國(guó)內(nèi)大專院校的合作，設(shè)備的工藝保證越來越高，如今中意公司已達(dá)到了第七版本的生產(chǎn)線，很好的解決了國(guó)產(chǎn)材料通過生產(chǎn)參數(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

玻璃鋼儲(chǔ)罐生產(chǎn)引用標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范：

JC/T587-95《纖維纏繞增強(qiáng)塑料貯罐》
Q/ZY05—1995《玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂現(xiàn)場(chǎng)纏繞大型貯罐》
JC277-80?《無堿無捻玻璃纖維紗》
HGJ534-91《玻璃鋼管和管件》
GB1446-83《纖維增強(qiáng)塑料性能試驗(yàn)方法總則》
GB13117-91《玻璃纖維增強(qiáng)塑料（玻璃鋼）用液體不飽和聚酯樹脂》

玻璃鋼儲(chǔ)罐生產(chǎn)檢驗(yàn)檢測(cè)方法：

GB3845－83《纖維增強(qiáng)塑料巴柯爾硬度試驗(yàn)方法》???
GB2576-81《玻璃纖維增強(qiáng)塑料不可溶分含量試驗(yàn)方法》
GB2577-81《玻璃纖維增強(qiáng)塑料樹脂含量試驗(yàn)方法》
GB1463-78《玻璃鋼比重實(shí)驗(yàn)方法》
GB1447-83《玻璃纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試驗(yàn)方法》
GB1449-83《玻璃纖維增強(qiáng)塑料彎曲性能試驗(yàn)方法》
GB7193.6-87《不飽和聚酯樹脂25℃凝膠時(shí)間測(cè)試方法》

玻璃鋼儲(chǔ)罐生產(chǎn)主要原輔材料：

玻璃鋼作為一種纖維復(fù)合材料，是以玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，以合成樹脂為基體復(fù)合而成的工程材料。不同的玻璃纖維和不同的合成樹脂所組成的玻璃鋼的性能是不同的。只有合理、科學(xué)的進(jìn)行選材，用其所長(zhǎng)，避其所短，才能充分發(fā)揮玻璃鋼的優(yōu)越性。根據(jù)本工程中設(shè)備的工作條件及工藝要求，作如下選材：

4.1內(nèi)襯樹脂：

玻璃鋼儲(chǔ)罐生產(chǎn)用乙烯基樹脂，該樹脂具有中等粘度和高反應(yīng)活性，適合制造高機(jī)械性能的玻璃鋼制品。該樹脂具有對(duì)酸堿鹽具有優(yōu)異的耐腐蝕性、良好的熱穩(wěn)定性和高韌性，是作為貯罐抗?jié)B，耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)材料。

樹脂固化后的性能為：

性能數(shù)據(jù)單位
拉伸強(qiáng)度80Mpa
拉伸彈性模量3500Mpa
斷裂延伸率4.8%
彎曲強(qiáng)度130Mpa
彎曲彈性模量3600Mpa
沖擊強(qiáng)度19KJ/m^2
熱變形溫度82℃

4.2結(jié)構(gòu)樹脂：

玻璃鋼儲(chǔ)罐生產(chǎn)采用溫度大于80℃乙烯基樹脂，該樹脂具有中等粘度和高反應(yīng)活性，并具有良好的機(jī)械性能，與纏繞玻璃纖維的匹配好。該樹脂具有較高的斷裂延伸率和沖擊強(qiáng)度，能有效防止制品生產(chǎn)和使用中的表面開裂，同時(shí)具備固化快的特點(diǎn)，制品具有良好的強(qiáng)度和韌性。樹脂固化后的性能為：

性能數(shù)據(jù)單位
拉伸強(qiáng)度80Mpa
拉伸彈性模量3700Mpa
斷裂延伸率3%
彎曲強(qiáng)度144Mpa
彎曲彈性模量3800Mpa
沖擊強(qiáng)度18KJ/m^2
熱變形溫度85℃

4.3玻璃鋼儲(chǔ)罐外保護(hù)層樹脂

玻璃鋼儲(chǔ)罐為抵抗使用環(huán)境的腐蝕，外壁采用間苯型內(nèi)襯樹脂制作一層保護(hù)層，以防止管道結(jié)構(gòu)層被環(huán)境浸蝕而失效。

4.4玻璃表面氈：

采用河南省開封玻璃纖維制品廠的玻璃表面氈，規(guī)格30g/m^2，技術(shù)參數(shù)如下：

性能數(shù)據(jù)單位
單重30±5g/m^2
拉伸強(qiáng)度≥10N/50mm
有機(jī)物含量6-12%
含水率≤0.9%
浸透時(shí)間（2層）≤10S

4.5玻璃鋼儲(chǔ)罐無堿無捻玻璃纖維粗紗

采用池窯拉絲無堿無捻直接玻璃纖維粗紗，即浙江巨石集團(tuán)公司FW258D?2400TEX，山東泰安玻纖公司EDR240－T901?2400TEX，重慶國(guó)際復(fù)合材料有限公司CQR-469/CQR-451?2400TEX。以上規(guī)格的產(chǎn)品為一次大漏板拉絲成型，與無堿纏繞合股紗相比具有纖維張力均勻，無懸垂性；在樹脂中能快速和徹底地浸透；良好的耐磨性，操作條件下無毛羽；機(jī)械性能優(yōu)良的特點(diǎn)。

玻璃鋼儲(chǔ)罐玻璃纖維纏繞制品物理、機(jī)械性能參數(shù)：

指標(biāo)名稱指標(biāo)
環(huán)向抗拉強(qiáng)度（MPa）389
軸向抗拉強(qiáng)度（MPa）74.2
環(huán)向彈性模量（MPa）29×103
軸向彈性模量（MPa）10×103
吸水率（%）0.18
表面固化度（巴柯爾）42
比重（g/cm3）1.9

注：詳見附后檢測(cè)報(bào)告。

貯罐的層合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

玻璃鋼貯罐的結(jié)構(gòu)大體為四層：內(nèi)襯層，次內(nèi)層，加強(qiáng)層，外保護(hù)層。

玻璃鋼儲(chǔ)罐內(nèi)襯層的作用：通常是由玻璃纖維表面氈、內(nèi)襯樹脂組成的富樹脂層，樹脂含量為90%以上。是防滲防腐層，氣密性好，光潔度高。

玻璃鋼儲(chǔ)罐次內(nèi)層的作用：（也稱中間耐腐蝕層）通常采用內(nèi)襯樹脂加無堿玻璃纖維噴射紗增強(qiáng)，樹脂含量為75%以上。其作用除了作為耐腐蝕的外，更主要的是保護(hù)內(nèi)襯層，起到保護(hù)或阻止內(nèi)襯層裂紋延展的作用。

玻璃鋼儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)層：用無堿無捻玻璃纖維纏繞紗浸潤(rùn)結(jié)構(gòu)樹脂后環(huán)向和交叉向結(jié)合的方法纏繞成型，樹脂含量為35±5%。作用是承受各種應(yīng)力及外載荷。壁厚是由我公司設(shè)計(jì)人員參照貴方所提供的技術(shù)規(guī)格及工程圖紙，運(yùn)用意大利引進(jìn)軟件和數(shù)據(jù)庫，根據(jù)纖維纏繞玻璃鋼設(shè)計(jì)規(guī)范，通過合理、科學(xué)的計(jì)算產(chǎn)品的環(huán)向應(yīng)力、軸向應(yīng)力、彎曲泊松比的，最終確定的。

外表面層，保護(hù)罐體不受外界機(jī)械損傷和防止大氣老化，它的組成與內(nèi)表層相同，可與結(jié)構(gòu)層結(jié)合在一起。
設(shè)計(jì)計(jì)算書（以DN2800×5600鹽酸貯罐為例）：

（1）主要計(jì)算參數(shù)：

工作介質(zhì)：26%KCl
介質(zhì)特性：無
操作壓力：靜水壓
操作溫度：50～70℃
設(shè)計(jì)溫度：70℃
強(qiáng)度安全系數(shù)=8
容許最大應(yīng)變:[ε]=0.1%
穩(wěn)定安全系數(shù)=3

（2）設(shè)計(jì)依據(jù)

JC/T587-1995纖維纏繞增強(qiáng)塑料貯罐
CD130A19-85手糊玻璃鋼設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)條件
ASTMD3299-88玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂耐化學(xué)性貯罐標(biāo)準(zhǔn)

（3）材料參數(shù)

強(qiáng)度材料參數(shù)

材料類別強(qiáng)度（Mpa)
玻璃鋼98.1

彈性材料參數(shù)

材料類別彈性模量（Gpa)
玻璃鋼13

（4）結(jié)構(gòu)計(jì)算模型

邊界條件在罐底部，其約束為：全部簡(jiǎn)支。
工作壓力為受靜水壓。

（5）強(qiáng)度分析

在設(shè)計(jì)壓力作用下的應(yīng)力分析：
最大應(yīng)力：σhmax=5.6Mpa
安全系數(shù)=98.1/5.6=17.5 8

（6）剛度分析

在水壓作用下的整體位移
最大位移=0.623mm

2）形變分析：

最大應(yīng)力：σhmax=5.6Mpa
εmax=5.6MP/13GP=0.43% [ε]

（7）穩(wěn)定性分析

因?yàn)闆]有工作負(fù)壓作用，所以不用考慮穩(wěn)定性，

（8）結(jié)論

綜上所述，該立罐的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性均符合設(shè)計(jì)要求。(end)