玻璃鋼儲罐標準及規(guī)范

作者：華強科技開發(fā)有限公司

概述： 

       中國1986年中意玻璃鋼有限公司從世界上四大玻璃鋼生產(chǎn)集團之一的Sarplast公司引進了當時的自動化纖維纏繞玻璃鋼儲罐成型設(shè)備，為中國*家自動化纖維纏繞成型玻璃鋼儲罐設(shè)備的生產(chǎn)單位，開創(chuàng)了我國玻璃鋼工業(yè)發(fā)展的新紀元。經(jīng)過幾年來的消化、吸收、改進和與國內(nèi)大專院校的合作，設(shè)備的工藝保證越來越高，如今中意公司已達到了第七版本的生產(chǎn)線，很好的解決了國產(chǎn)材料通過生產(chǎn)參數(shù)實現(xiàn)設(shè)計參數(shù)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。 

玻璃鋼儲罐生產(chǎn)引用標準及規(guī)范： 

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

玻璃鋼儲罐生產(chǎn)檢驗檢測方法： 

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

玻璃鋼儲罐生產(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)的進行選材，用其所長，避其所短，才能充分發(fā)揮玻璃鋼的*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，適合制造高機械性能的玻璃鋼制品。該樹脂具有對酸堿鹽具有優(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，耐腐蝕的材料。 

樹脂固化后的性能為： 

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

4.2結(jié)構(gòu)樹脂： 

      玻璃鋼儲罐生產(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度，能有效防止制品生產(chǎn)和使用中的表面開裂，同時具備固化快的特點，制品具有良好的強度和韌性。樹脂固化后的性能為： 

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

4.3玻璃鋼儲罐外保護層樹脂 

      玻璃鋼儲罐為抵抗使用環(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±5 g/m^2 
拉伸強度 ≥10 N/50mm 
有機物含量 6-12 % 
含水率 ≤0.9 % 
浸透時間（2層） ≤10 S 

4.5玻璃鋼儲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，即浙江巨石集團公司FW258D? 2400TEX，山東泰安玻纖公司EDR240－T901? 2400TEX，重慶復(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*地浸透；良好的耐磨性，操作條件下無毛羽；機械性能優(yōu)良的特點。 

玻璃鋼儲罐玻璃纖維纏繞制品物理、機械性能參數(shù)： 

指 標 名 稱 指 標 
環(huán)向抗拉強度（MPa） 389 
軸向抗拉強度（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：詳見附后檢測報告。 

貯罐的層合結(jié)構(gòu)特點： 

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

      玻璃鋼儲罐內(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，樹脂含量為75%以上。其作用除了作為耐腐蝕的外，更主要的是保護內(nèi)襯層，起到保護或阻止內(nèi)襯層裂紋延展的作用。 

      玻璃鋼儲罐結(jié)構(gòu)層：用無堿無捻玻璃纖維纏繞紗浸潤結(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)計人員參照貴方所提供的技術(shù)規(guī)格及工程圖紙，運用意大利引進軟件和數(shù)據(jù)庫，根據(jù)纖維纏繞玻璃鋼設(shè)計規(guī)范，通過合理、科學(xué)的計算產(chǎn)品的環(huán)向應(yīng)力、軸向應(yīng)力、彎曲泊松比的，zui終確定的。 

     外表面層，保護罐體不受外界機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)計計算書（以DN2800×5600鹽酸貯罐為例）： 

（1） 主要計算參數(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)計溫度：70℃ 
強度安全系數(shù)= 8 
容許zui大應(yīng)變: [ε]=0.1% 
穩(wěn)定安全系數(shù)=3 

（2）設(shè)計依據(jù) 

JC/T 587-1995 纖維纏繞增強塑料貯罐 
CD130A19-85 手糊玻璃鋼設(shè)備設(shè)計技術(shù)條件 
ASTM D3299-88 玻璃纖維纏繞增強熱固性樹脂耐化學(xué)性貯罐標準 

（3）材料參數(shù) 

強度材料參數(shù) 

材料類別 強度（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)計算模型 

邊界條件在罐底部，其約束為：全部簡支。 
工作壓力為受靜水壓。 

（5）強度分析 

在設(shè)計壓力作用下的應(yīng)力分析： 
zui大應(yīng)力：σhmax = 5.6 Mpa 
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 
zui大位移=0.623mm 

2） 形變分析： 

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

（7）穩(wěn)定性分析 

因為沒有工作負壓作用，所以不用考慮穩(wěn)定性， 

（8）結(jié)論 

綜上所述，該立罐的強度、剛度、穩(wěn)定性均符合設(shè)計要求。(end)