完整版玻璃鋼臥式儲(chǔ)罐課程設(shè)計(jì)

1、 中北大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)學(xué)生姓名： 詹鋒 學(xué) 號(hào)： 0603044238 學(xué) 院： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)： 復(fù)合材料與工程 題 目：容積為60m3貯存質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的硝酸 臥式玻璃鋼儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 陳劍楠 曹 楊 職稱: 講 師 講 師 2009年 12月 31日 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 學(xué)年第 一 學(xué)期學(xué) 院： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)： 復(fù)合材料與工程 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 課程設(shè)計(jì)題目：容積為60m3貯存質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的硝酸 臥式玻璃鋼儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 起 迄 日 期：2009年12月21日2009年12月31日 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 中北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 指

2、 導(dǎo) 教 師： 陳劍楠 曹 楊 系 主 任： 李迎春 下達(dá)任務(wù)書(shū)日期: 2009年12月18日課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)1設(shè)計(jì)目的：通過(guò)復(fù)合材料玻璃鋼產(chǎn)品課程設(shè)計(jì)，強(qiáng)化學(xué)生課堂上學(xué)習(xí)到的復(fù)合材料產(chǎn)品設(shè)計(jì)的知識(shí)，加深學(xué)生對(duì)復(fù)合材料設(shè)計(jì)思路的理解，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)復(fù)合材料產(chǎn)品的能力，使學(xué)生熟練掌握Auto CAD等繪圖軟件的應(yīng)用，為學(xué)生以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。2設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：（1）臥式玻璃鋼貯罐，容積為60m3；（2）貯存質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的硝酸；（3）使用溫度為常溫，采用蝶形封頭設(shè)計(jì)；（4）設(shè)計(jì)內(nèi)容包括臥式玻璃鋼貯罐裝配圖一張及鋪層

3、表，全部非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖及鋪層表，并打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。3設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等：本次課程設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分：（1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙一張，要求寫(xiě)明技術(shù)要求以及所用原材料；（2）產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖（零號(hào)圖紙）一張；（3）產(chǎn)品零件圖（除標(biāo)準(zhǔn)件）；（4）復(fù)合材料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一本。注：以上各項(xiàng)內(nèi)容均要求打印。 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)4主要參考文獻(xiàn)：15篇以上5設(shè)計(jì)成果形式及要求：本次課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)成果以復(fù)合材料產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的形式提交。6工作計(jì)劃及進(jìn)度：2009年12月21日2009年12月22日 查閱相關(guān)文獻(xiàn)2009年12月23日

4、2009年12月24日 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算2009年12月25日2009年12月27日 圖紙的繪制2009年12月28日 2010年12月30日 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)2009年12月 31日 答辯和成績(jī)考核系主任審查意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日目 錄1.前言12.造型設(shè)計(jì)22.1儲(chǔ)罐構(gòu)造尺寸確定22.2封頭的選擇22.3伸臂長(zhǎng)度確定32.4支座及間距33.性能設(shè)計(jì)43.1基體材料性能及其特點(diǎn)介紹53.2增強(qiáng)材料介紹64.節(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)74.1儲(chǔ)罐荷載計(jì)算和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖74.2由儲(chǔ)罐的軸向應(yīng)力計(jì)算壁厚84.3由儲(chǔ)罐的剪力計(jì)算儲(chǔ)罐的壁厚84.4由儲(chǔ)罐的環(huán)形應(yīng)力計(jì)算儲(chǔ)罐壁厚84.5由蝶形封頭設(shè)計(jì)壁厚104.6設(shè)計(jì)結(jié)

5、果105.工藝設(shè)計(jì)115.1筒身設(shè)計(jì)115.2封頭的制造工藝及模具制造方法126.玻璃鋼臥式貯罐零部件設(shè)計(jì)146.1貯罐的開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)146.2排氣孔146.3貯罐進(jìn)出口管和人孔設(shè)計(jì)146.4排液管166.5支座設(shè)計(jì)167.安裝設(shè)計(jì)178.制品檢驗(yàn)189.小結(jié)1910.參考文獻(xiàn)20前 言臥式玻璃纖維增強(qiáng)塑料貯罐主要用做化工貯罐、運(yùn)輸罐車、反應(yīng)釜、噴霧洗滌器等。與立式貯罐相比，臥式貯罐的容積較小，但具有搬運(yùn)方便，可異地安裝使用的特點(diǎn)。1玻璃鋼貯罐具有一系列特點(diǎn)，如質(zhì)量輕、耐腐蝕性強(qiáng)、強(qiáng)度高、保溫隔熱效果好、成型容易、安裝和運(yùn)輸方便、維護(hù)費(fèi)用低等，在各工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用2。我國(guó)玻璃鋼貯罐的發(fā)展十分

6、迅速，已經(jīng)頒布了纖維增強(qiáng)塑料貯罐的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了貯罐用原材料、生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)形式、產(chǎn)品性能和幾何尺寸、驗(yàn)收條件等等，規(guī)范了玻璃鋼產(chǎn)品市場(chǎng)，對(duì)提高玻璃鋼貯罐產(chǎn)品質(zhì)量起到了促進(jìn)作用。目前國(guó)內(nèi)玻璃鋼貯罐主要用于地下石油貯罐、化工及食品容器、運(yùn)輸罐、三次采油聚丙烯酰胺母液貯罐、工業(yè)用超純水貯罐、污染回收罐等等纖維增強(qiáng)塑料貯罐是復(fù)合材料制品最廣泛應(yīng)用的一種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式，主要用于儲(chǔ)存各種腐蝕性液體、氣體和粉末狀物料，應(yīng)用在石油、化工、冶金、造紙、城市供水等領(lǐng)域。這類貯罐強(qiáng)度、剛度和防滲漏性要求較高，對(duì)于容積較大的貯罐，特別適合于纖維纏繞工藝或噴射工藝整體成型，不宜采用手糊工藝分塊制造、最后組裝的結(jié)構(gòu)形式。2

7、 造型設(shè)計(jì)2.1 儲(chǔ)罐構(gòu)造尺寸確定造型設(shè)計(jì)如圖2-1：圖2-1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 玻璃鋼儲(chǔ)罐標(biāo)準(zhǔn)系列HG 21504.1-92，臥式儲(chǔ)罐容積，可選直徑系列有和，本設(shè)計(jì)初選，因此儲(chǔ)罐的長(zhǎng)度。2.2 封頭的選擇臥式圓筒形儲(chǔ)罐的封頭一般采用凸形封頭，常用的凸形封頭形式有半球形、半橢球形和蝶形封頭3。半球形封頭 受力最佳，與筒體的連接平滑過(guò)渡，局部附加應(yīng)力小。但是由于這樣封頭深度大，手糊成型不方便，脫模比較困難，所以玻璃鋼儲(chǔ)罐很少采用這樣封頭。半橢球形封頭 其是由半個(gè)橢球殼和一段高度為h的圓筒形部分組成。由于半橢球形曲線的曲率半徑變化是連續(xù)的，所以封頭中的應(yīng)力分布比較均勻，受力僅此于半球

8、形封頭，加工制造比較方便。蝶形封頭 其是有折邊的球形封頭，由半徑為R的部分球面和高度為h的圓筒形部分以及半徑為r的過(guò)渡部分組成，標(biāo)準(zhǔn)蝶形封頭且。在連接處，經(jīng)線曲率半徑有突變，應(yīng)力分布不如橢球形分布均勻，緩和，但是蝶形封頭的加工制作最方便。綜合以上分析，選擇蝶形封頭，因?yàn)樗庸ぶ圃熳罘奖?，本設(shè)計(jì)中的臥式儲(chǔ)罐不是壓力儲(chǔ)罐，因此標(biāo)準(zhǔn)蝶形封頭可以滿足應(yīng)力使用要求，因此且，封頭高度。2.3 伸臂長(zhǎng)度確定 根據(jù) 計(jì)算出。2.4 支座及間距 臥式儲(chǔ)罐一般是水平安裝在支座上的，支座主要分為雙邊連續(xù)支座、鞍座、圈座和支腿。其中鞍座應(yīng)用最多,所以選擇鞍式支座。鞍座間距如圖2-2所示 圖2-22.4 小節(jié)：（1）儲(chǔ)

9、罐鞍座選用三鞍座（如圖2-1）,鞍座間距為3300mm（2）封頭采用蝶形封頭設(shè)計(jì)；（3）罐身長(zhǎng)8500mm,內(nèi)徑3000mm；（4）進(jìn)水、出水孔、人孔、液面計(jì)口、備用口安裝標(biāo)準(zhǔn)按HG 21504.1-92玻璃鋼儲(chǔ)槽標(biāo)準(zhǔn)系列（5）所用法蘭按HG/T 21633-1991選用3性能設(shè)計(jì)任務(wù)要求: 貯存質(zhì)量分?jǐn)?shù)37%的鹽酸，使用溫度為常溫，屬于典型的玻璃鋼貯罐。表一6 各種材料規(guī)格 鋪層數(shù)材料名稱規(guī)格（gm2）層數(shù)纖維（kg）內(nèi)襯樹(shù)脂（kg）結(jié)構(gòu)層樹(shù)脂（kg）筒身聚酯氈3012.1540.83網(wǎng)眼布6514.27噴射紗15019.4928.47網(wǎng)眼布6514.27噴射紗4504113.89292.8

10、6網(wǎng)眼布65417.070.4布4504105.05105.05網(wǎng)眼布6528.54封頭表面氈35010.6211.86噴射紗15012.768.27噴射紗450433.0989.470.4布400322.8922.89噴射紗450216.5544.74以上兩步交替重復(fù)3遍拐角加噴，寬度300m噴射紗 300 gm21214.39參數(shù)紗片寬TEX紗股數(shù)纖維類型材料用量（kg）聚酯氈2.77內(nèi)襯層樹(shù)脂471.77噴射紗223.23結(jié)構(gòu)層樹(shù)脂346.84網(wǎng)眼布34.140.4布173.74合計(jì)1252.51說(shuō)明：1、內(nèi)襯層樹(shù)脂用SW901結(jié)構(gòu)層樹(shù)脂用S901；2、儲(chǔ)罐內(nèi)襯層脫模后與平地封頭對(duì)接，纏

11、繞結(jié)構(gòu)層設(shè)備位號(hào)“2V-707”典型的玻璃鋼貯罐其結(jié)構(gòu)分為四層：內(nèi)表層、次表層、結(jié)構(gòu)層和外表層。其功能各為：（1） 內(nèi)襯層主要起防腐、防滲作用；（2） 次表層主要是防止介質(zhì)滲漏結(jié)構(gòu)層承受荷載引起的各種應(yīng)力；（3） 外保護(hù)層則用于防自然老化和摩擦碰撞4.內(nèi)表層、次表層、結(jié)構(gòu)層和外表層如圖3-1：圖3-1（1）內(nèi)表層內(nèi)表層也是防腐層，一般用玻璃纖維表面氈、有機(jī)纖維表面氈或其他增強(qiáng)材料的富樹(shù)脂層，要求含膠量達(dá)到90%左右，其厚度為0.250.5mm。各種材料指標(biāo)如（表一）（2）次表層 其含膠量比內(nèi)表層低，通常有短切纖維制成的短切氈鋪成；其主要功能是防止介質(zhì)滲漏。（3）結(jié)構(gòu)層 這一層是貯罐壁的主要結(jié)構(gòu)

12、，用來(lái)承受外載荷，由連續(xù)纖維纏繞成型或由纖維織物手糊成型。玻璃鋼貯罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是確定這一層的鋪層方式和厚度。（4）外表層 它是貯罐的結(jié)構(gòu)層的外保護(hù)層。其功能是保護(hù)結(jié)構(gòu)層免收外界機(jī)械損傷和外界環(huán)境條件引起的老化。3.1基體的性能及其特點(diǎn)介紹：1，內(nèi)襯層樹(shù)脂為SW901樹(shù)脂，°C(2)成型樹(shù)脂具有良好的力學(xué)性能和防腐性能；(3)其FRP成品可以在大于-45°C.的環(huán)境下面安全使用。2，結(jié)構(gòu)層樹(shù)脂用S901，其特點(diǎn)是：價(jià)格便宜、實(shí)用性強(qiáng)，同時(shí)其強(qiáng)度要求滿足工藝及其使用要求。3.2增強(qiáng)材料的性能介紹：3.2.1 聚酯氈抗拉強(qiáng)力高、延伸性能好、熱穩(wěn)定性能優(yōu)良、耐穿刺能力強(qiáng)、抗腐蝕

13、、耐老化。3.2.2 噴射紗 (1)硅烷偶聯(lián)劑。(2)優(yōu)良的集束性和成帶性。 (3)在樹(shù)脂中能快速和徹底地浸透。(4)優(yōu)良的耐磨蝕性,無(wú)毛羽。(5)優(yōu)良的機(jī)械性能。 玻璃鋼基布0.4布玻璃鋼基布（玻璃鋼0.4布）是由中堿或無(wú)堿無(wú)捻粗紗紡織而成，無(wú)捻粗紗經(jīng)硅烷偶連劑處理，易于被樹(shù)脂浸潤(rùn)，耐腐蝕，強(qiáng)度高，而且層間粘合性好，能適合各種曲面施工7。 表面氈，其特點(diǎn)如下：玻璃纖維表面氈特有的生產(chǎn)工藝,決定其具有表面平整纖維分散均勻,手感柔順,透氣性好,樹(shù)脂浸透速度快等特點(diǎn).表面氈應(yīng)用于玻璃鋼制品,良好的透氣性能使樹(shù)脂快速滲透,徹底消除氣泡和白漬現(xiàn)象,它良好的伏模性適合任何形狀復(fù)雜的產(chǎn)品和模制品表面,能掩

14、蓋布紋,提高表面光潔度和防滲漏性,同時(shí)增強(qiáng)層間剪切強(qiáng)度和表面韌性,提高產(chǎn)品的耐腐蝕性和耐侯性,是制造高質(zhì)量玻璃鋼模具及制品的必需用品. 產(chǎn)品適用于玻璃鋼手糊成型，纏繞成型，拉擠型材，連續(xù)平板，真空吸附成型等工藝。3.2 小節(jié)：（1）內(nèi)襯層選用樹(shù)脂為SW901樹(shù)脂；（2）結(jié)構(gòu)層樹(shù)脂用S901樹(shù)脂；（3）外表層選用玻璃纖維表面氈混合S901樹(shù)脂纏繞。4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 儲(chǔ)罐荷載計(jì)算和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖4-1所示：此儲(chǔ)罐按照三支座外伸梁計(jì)算儲(chǔ)罐受力分析 載荷計(jì)算儲(chǔ)罐中液體硫酸質(zhì)量玻璃鋼殼體質(zhì)量附件質(zhì)量支座承受的總重量a、儲(chǔ)罐單位長(zhǎng)度上的均布載荷b、支座反力c、支座處剪力 邊支座內(nèi)

15、側(cè)截面處的剪力 邊支座外側(cè)截面處的剪力 跨中支座處的剪力d、邊支座和跨中支座處的彎矩 邊支座處彎矩 跨中支座處彎矩由于，所以應(yīng)該以作為計(jì)算彎矩。4.2 由儲(chǔ)罐的軸向應(yīng)力計(jì)算壁厚儲(chǔ)罐的最大軸向應(yīng)力發(fā)生在跨中儲(chǔ)罐底部和支座處儲(chǔ)罐的頂部，計(jì)算結(jié)果取其最大值。 由跨中儲(chǔ)罐底部軸向應(yīng)力計(jì)算壁厚 查表得，纏繞玻璃鋼聚酯儲(chǔ)罐的軸向拉伸強(qiáng)度為,取強(qiáng)度值為，取載荷系數(shù)，則由=，得出由此得出 由支座處儲(chǔ)罐頂部應(yīng)力計(jì)算壁厚支座處儲(chǔ)罐頂部應(yīng)力，由此推導(dǎo)出壁厚 4.3 由儲(chǔ)罐的剪力計(jì)算儲(chǔ)罐的壁厚儲(chǔ)罐的最大剪力發(fā)生在支座的底部，由于，并且，所以最大剪力發(fā)生在跨中支座的底部，且，支座處要設(shè)置加強(qiáng)圈。因此有從而得出壁厚聚酯玻

16、璃鋼的剪切強(qiáng)度為，取安全系數(shù)為8，則。代入數(shù)據(jù)的4.4 由儲(chǔ)罐的環(huán)形應(yīng)力計(jì)算儲(chǔ)罐壁厚 支座的設(shè)計(jì)a、 鞍座包角的設(shè)計(jì) 增大鞍座包角時(shí)，可以減小儲(chǔ)罐的環(huán)形應(yīng)力，但是鞍座變得笨重，材料消耗增多；而過(guò)分減小包角，將使設(shè)備容易從鞍座上傾倒。在一般情況下，鞍座包角應(yīng)在范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)選擇。b 鞍座寬度的設(shè)計(jì)由支座處的承載情況，查閱資料，得出鞍座寬度其中從而cm，本設(shè)計(jì)中取 加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)玻璃鋼和鋼材相比在荷載下易產(chǎn)生較大的形變，在玻璃鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中用增加厚度來(lái)提高儲(chǔ)罐的剛性不一定恰當(dāng)，有時(shí)不僅給成型帶來(lái)很大的困難，也會(huì)增加成本，這一問(wèn)題在玻璃鋼儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)中尤為突出，支座處的環(huán)向彎矩會(huì)使筒體的壁厚大為增加，因此

17、在鞍座處設(shè)置加強(qiáng)圈是很必要的8。加強(qiáng)圈有兩種形式，一種是在筒體外設(shè)置加強(qiáng)圈，另一種是在筒體內(nèi)設(shè)置加強(qiáng)圈，無(wú)論從美學(xué)還是力學(xué)的角度分析，內(nèi)置加強(qiáng)圈都要比外置加強(qiáng)圈要好，因?yàn)橥搀w的應(yīng)力是壓應(yīng)力，如果還有操作內(nèi)壓作用時(shí)，還會(huì)降低壓應(yīng)力的數(shù)值，而采用外加強(qiáng)圈是，筒體的應(yīng)力是拉應(yīng)力，如果有操作內(nèi)壓作用時(shí)，拉應(yīng)力的數(shù)值會(huì)隨之增加，從防滲漏的角度分析，拉應(yīng)力對(duì)玻璃鋼儲(chǔ)罐來(lái)說(shuō)是不利的，因?yàn)闃?shù)脂的延伸率比纖維大，盡管玻璃鋼的有較大的拉伸強(qiáng)度，但拉應(yīng)力會(huì)使樹(shù)脂中的微裂紋處于張開(kāi)的狀態(tài)。由于設(shè)置加強(qiáng)圈，支座處的荷載由筒體和加強(qiáng)圈共同承擔(dān)。設(shè)支座處的儲(chǔ)罐壁厚為，支座的寬度，纏繞聚酯玻璃鋼的環(huán)向和軸向彈性模量分別為和，

18、其泊松比為0.3和0.15，因此可以得出加強(qiáng)圈的有效寬度為了便于加工制造，取4.4.3 由環(huán)形應(yīng)力校核計(jì)算當(dāng)時(shí)，查表得，。經(jīng)查閱資料得到復(fù)合材料纏繞玻璃鋼的環(huán)向拉伸強(qiáng)度為，彎曲強(qiáng)度，由從而得出取安全系數(shù)，則有，4.5 由蝶形封頭設(shè)計(jì)壁厚，其中，從而得出4.6 設(shè)計(jì)小節(jié)綜合上述計(jì)算結(jié)果，考慮纏繞成型的工藝特點(diǎn)，選擇以下特點(diǎn)：（1）罐體、封頭及支座處壁厚均選擇mm；（2）在支座處設(shè)置加強(qiáng)圈，其寬度為520mm，厚度為5mm，材料選用鋼板；（3）鞍座寬度選用200mm，包角為，最底邊離地高度5mm,采用采用樹(shù)脂手糊成型；（4）法蘭接管處需要加強(qiáng)，采用角形板撐板；（5）頂部法蘭支管采用無(wú)塑料襯里的伸入

19、式支管，封頭處法蘭采用無(wú)塑料襯里的平接支管。5工藝設(shè)計(jì)5.1筒身設(shè)計(jì)筒身采用濕法纏繞成型工藝，纏繞結(jié)構(gòu)層設(shè)備位號(hào)“2V-707”。5.1.1纖維纏繞增強(qiáng)材料制品的特點(diǎn)纖維纏繞增強(qiáng)材料制品的特點(diǎn)：纖維纏繞增強(qiáng)材料制品除具有一般纖維增強(qiáng)制品的優(yōu)點(diǎn)外，還具有更為突出的特點(diǎn)：（1）強(qiáng)度高 FWRP的比強(qiáng)度是鈦合金的3倍，鋼的4倍。玻璃纖維纏繞壓力容器比一般同體積的鋼制容器，質(zhì)量輕40%60%。（2）可靠性強(qiáng)纏繞成型很好地解決了韌性與強(qiáng)度的矛盾（金屬的韌性隨強(qiáng)度提高而降低）.（3）生產(chǎn)效率高 纏繞制品質(zhì)量高而穩(wěn)定，可以采用機(jī)械化或自動(dòng)化生產(chǎn)，需要的操作工人少，纏繞速度快，生產(chǎn)效率高，適于大批量的生產(chǎn)。缺

20、點(diǎn)：（1）纏繞成型適應(yīng)性小，不能纏繞任意結(jié)構(gòu)形式的制品。（2）纏繞設(shè)備投資大，只有大批量的生產(chǎn)才能降低成本9。5.1.2工藝流程膠液配制 芯模制造（集束） （濕法）紗團(tuán) 浸膠 張力控制 縱、環(huán)向纏繞成品 后固化 修整 脫模 固化5.1.3纏繞玻璃鋼貯罐先要在芯模上制作內(nèi)襯層，制作內(nèi)襯時(shí)首先是在芯模上纏繞一層聚酯樹(shù)脂薄膜，再涂上脫模劑，刷一層樹(shù)脂，再纏繞聚酯氈（短切纖維）再纏繞一層網(wǎng)格布，纏繞網(wǎng)格布時(shí)要邊刮膠邊纏繞，其作用就是讓樹(shù)脂完全浸漬聚酯氈，內(nèi)襯做好后要等待其進(jìn)入凝膠狀態(tài)，再進(jìn)行紗團(tuán)集束，浸漬樹(shù)脂，進(jìn)行結(jié)構(gòu)層的纏繞，纏繞過(guò)程中同樣要刮膠操作，其目的主要是壓實(shí)，減少結(jié)構(gòu)層的樹(shù)脂含量，使得其結(jié)

21、構(gòu)層達(dá)到使用的壓力降。在纏繞過(guò)程中要控制紗束的張力，保證貯罐的質(zhì)量，纏繞完成后，進(jìn)行固化，采用紅外固化，固化完全后進(jìn)行脫模，修整，再將其制品放入烘房進(jìn)行后固化，最后得到成品10。5.2封頭的制造工藝及模具制造方法5.2.1成型工藝封頭采用手糊成型工藝，手糊成型工藝在實(shí)際生產(chǎn)中所包括的主要內(nèi)容。（1）生產(chǎn)準(zhǔn)備場(chǎng)地：手糊成型工作場(chǎng)地的大小，要根據(jù)產(chǎn)品大小和日產(chǎn)量決定，場(chǎng)地要求清潔、干燥、通風(fēng)良好，空氣溫度應(yīng)保持在1535之間，后加工整修段，要設(shè)有抽風(fēng)除塵和噴水裝置。（2）模具準(zhǔn)備：準(zhǔn)備工作包括清理、組裝及涂脫模劑等。（3）樹(shù)脂膠液配制：配制時(shí)，要注意兩個(gè)問(wèn)題：防止膠液中混入氣泡；配膠量不能過(guò)多，每

22、次配量要保證在樹(shù)脂凝膠前用完。增強(qiáng)材料準(zhǔn)備 增強(qiáng)材料的種類和規(guī)格按設(shè)計(jì)要求選擇。（4） 糊制與固化鋪層糊制：手工鋪層糊制分濕法和干法兩種：干法鋪層 用預(yù)浸布為原料，先將預(yù)學(xué)好料（布）按樣板裁剪成壞料，鋪層時(shí)加熱軟化，然后再一層一層地緊貼在模具上，并注意排除層間氣泡，使密實(shí)。此法多用于熱壓罐和袋壓成型。濕法鋪層 直接在模具上將增強(qiáng)材料浸膠，一層一層地緊貼在模具上，扣除氣泡，使之密實(shí)。一般手糊工藝多用此法鋪層。濕法鋪層又分為膠衣層糊制和結(jié)構(gòu)層糊制。（5）手糊工具：手糊工具對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。有羊毛輥、豬鬃輥、螺旋輥及電鋸、電鉆、打磨拋光機(jī)等。（6）固化： 制品固化分硬化和熟化兩個(gè)階段：從凝膠到

23、三角化一般要24h，此時(shí)固化度達(dá)50%70%（巴柯?tīng)栍残远葹?5），可以脫模，脫后在自然環(huán)境條件下固化12周才能使制品具有力學(xué)強(qiáng)度，稱熟化，其固化度達(dá)85%以上。加熱可促進(jìn)熟化過(guò)程，對(duì)聚酯玻璃鋼，80加熱3h，對(duì)環(huán)氧玻璃鋼，后固化溫度可控制在150以內(nèi)。加熱固化方法很多，中小型制品可在固化爐內(nèi)加熱固化，大型制品可采用模內(nèi)加熱或紅外線加熱（7）脫模和修整脫模：脫模要保證制品不受損傷。脫模方法有如下幾種：頂出脫模：在模具上預(yù)埋頂出裝置，脫模時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，將制品頂出。壓力脫模：模具上留有壓縮空氣或水入口，脫模時(shí)將壓縮空氣或水（0.2MPa）壓入模具和制品之間，同時(shí)用木錘和橡膠錘敲打，使制品和模具分離。

24、大型制品（如船）脫模：可借助千斤頂、吊車和硬木楔等工具。復(fù)雜制品可采用手工脫模方法：先在模具上糊制二三層玻璃鋼，待其固化后從模具上剝離，然后再放在模具上繼續(xù)糊制到設(shè)計(jì)厚度，固化后很容易從模具上脫下來(lái)。（8）修整：修整分兩種：一種是尺寸修整，另一種缺陷修補(bǔ)。尺寸修整 成型后的制品，按設(shè)計(jì)尺寸切去超出多余部分；缺陷修補(bǔ) 包括穿孔修補(bǔ)，氣泡、裂縫修補(bǔ)，破孔補(bǔ)強(qiáng)等11。5.2.2封頭模具制造 圖5-1封頭模具制造為了節(jié)省成本，可以采用水泥制造。形狀如圖5-2：圖5.2 蝶形封頭模具封頭模具制造注意事項(xiàng)：（1） 因加熱，會(huì)發(fā)生材質(zhì)劣化，導(dǎo)致樹(shù)脂封頭耐腐蝕性下降，不適合不銹鋼封頭加工。 （2）加

25、熱成形，導(dǎo)致模具受熱膨脹和封頭冷卻收縮，尺寸難以控制且一致性差。 （3）因加熱，封頭成形后的表面氧化皮嚴(yán)重，且難以去除。小節(jié)：（1）為了節(jié)省成本，又為了滿足性能要求，采用水泥制作模具；（2）完成模具制作之后，注意要用蠟封住模具上面的氣孔；（3）陽(yáng)模制作的時(shí)候要注意尺寸，如圖5-2所示；（4）罐體纏繞過(guò)程中要注意含膠量的控制。6玻璃鋼臥式貯罐零部件設(shè)計(jì)零部件是貯罐必不可少的部分。它主要涉及貯罐的開(kāi)孔、補(bǔ)強(qiáng)、人孔、進(jìn)出管設(shè)計(jì)、支座設(shè)計(jì)等。6.1貯罐的開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)由于工藝和結(jié)構(gòu)上的需要，復(fù)合材料貯罐要有各種開(kāi)孔，供工藝接管或零部件安裝時(shí)使用。開(kāi)孔的大小決定于開(kāi)孔的用途，開(kāi)孔的形狀應(yīng)該是圓形或

26、長(zhǎng)短軸比不超過(guò)2的橢圓形。用連續(xù)纖維制成的設(shè)備，再用機(jī)械方法切孔后，無(wú)凝會(huì)破壞纖維的連續(xù)性。纖維被切斷，不單會(huì)削弱貯罐強(qiáng)度，而且由于結(jié)構(gòu)連接性受破壞，殼體和接管變形不一致，在開(kāi)孔和接管出將產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力分量。其中影響最大的是附加彎曲內(nèi)力，局部地區(qū)的應(yīng)力可達(dá)殼體壁基本應(yīng)力的三倍以上。這種局部應(yīng)力增長(zhǎng)現(xiàn)象，稱為應(yīng)力集中。大量實(shí)驗(yàn)表明，如果將連接處的接管或殼體壁厚適當(dāng)加厚，上述局部區(qū)域的應(yīng)力集中現(xiàn)象在很大程度上會(huì)得到緩和，應(yīng)力集中系數(shù)有人可以控制在所允許的范圍內(nèi)。所謂“開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)”，就是指采取適當(dāng)加厚接管或殼體壁厚的方法，使之達(dá)到提高殼壁強(qiáng)度，并把應(yīng)力集中系數(shù)降低到某一允許數(shù)值的目的。在實(shí)際工

27、作中較多的采用局部補(bǔ)強(qiáng)形式。即在殼體開(kāi)孔處的一定范圍內(nèi)將增加殼體的壁厚。補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法可采用等面積補(bǔ)強(qiáng)發(fā)，即局部的符合材料截面積。也就是用的開(kāi)孔相等截面的外加復(fù)合材料來(lái)補(bǔ)償被消弱的殼壁強(qiáng)度12。6.2排氣孔 各種頂端封閉的直接排到大氣的常壓貯罐，必須開(kāi)設(shè)能自由排氣道大氣中的排氣孔。最小排氣孔尺寸應(yīng)該滿足控制所有的聯(lián)合入口或排出口的排氣量，使封閉貯罐不產(chǎn)生正壓或負(fù)壓。6.3貯罐進(jìn)出口管和人孔設(shè)計(jì) 表二 手糊成型法蘭接管尺寸（額定壓力0.18MPa）接管內(nèi)徑db/mm最小壁厚tn/mm法蘭最小厚度th/mm輪殼最小厚度th/mm輪殼最小長(zhǎng)度h/mm接管內(nèi)徑db/mm最小壁厚tn/mm法蘭最小厚度th

28、/mm輪殼最小厚度th/mm輪殼最小長(zhǎng)度h/mm255136512545171070385136513055191076515136513566211183765136514066221189102513651457624139515251365150862513102203514857610629141146.3.1進(jìn)出口管 表三 典型人孔尺寸殼體側(cè)面人孔（0.1MPa）頂部人孔（0.1MPa）人孔直徑db/mm法蘭及蓋子直徑/mm法蘭及蓋子厚度/mm螺孔分布圓直徑/mm螺栓孔直徑/mm人孔直徑db/mm法蘭及蓋子直徑/mm法蘭及蓋子厚度/mm螺孔分布圓直徑/mm螺栓孔直徑/mm457635

29、25578194576351057813508699256352250869910635135597622568625559762106861361081329749256108131074913進(jìn)出口管一班采用帶法蘭的短接管，其規(guī)格與管子相同，接管長(zhǎng)度一般不小于180100mm。殼體與進(jìn)出口管的鏈接部位，要求兼顧耐用，不滲漏。建議在管口處設(shè)置3個(gè)或4個(gè)角撐板以提高接管強(qiáng)度。管口與殼體的鏈接課采用帶塑料襯里的伸入式支管結(jié)構(gòu)。手糊成型的法蘭接管尺寸（如圖4）和（表二）所示。有時(shí)進(jìn)口管插入殼體5080mm，除了祈禱增強(qiáng)作用外，并能避免腐蝕液體進(jìn)入殼體內(nèi)時(shí)沿著殼壁流淌，沖刷殼壁13。6.3.2手孔和

30、人孔 手孔和人孔是為了檢查設(shè)備的內(nèi)部空間，對(duì)設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行清洗、安裝及拆卸內(nèi)部結(jié)構(gòu)而設(shè)置的。手孔通常是在短接管加一個(gè)盲板而構(gòu)成。手孔的直徑應(yīng)使工人帶上手套并握有工具是能方便地通過(guò)，股手孔直徑不宜小于150mm。通常的手孔公稱直徑有DN150和DN250兩種。直徑大于900mm的容器和貯罐應(yīng)開(kāi)設(shè)人孔，方便檢修時(shí)工作人員能進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，及時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)表面的腐蝕、磨損或裂紋，并進(jìn)行修補(bǔ)。常用的人孔形式為圓形。人孔的處的構(gòu)造處理應(yīng)該按照大型接管一樣處理，要充分注意連接處的加固。人孔的大小及其位置應(yīng)以工作人員進(jìn)出殼體方便為原則。人孔直徑一般為450600mm，頸高100150mm。人孔尺寸如（表三）所示。深度

31、大于3m的貯罐，應(yīng)考慮設(shè)置兩個(gè)人孔，一個(gè)在頂部，一個(gè)在緊靠罐基礎(chǔ)上部以利于進(jìn)出。人孔蓋可以是平的，帶有手柄；但也可以是盤(pán)形的。人孔一般設(shè)置角撐板14。6.4排液管 貯罐的排液管通常設(shè)置在罐底和罐壁下部，如造型設(shè)計(jì)所示。6.5支座設(shè)計(jì)6.5.1支座的支承位置 支座的支承位置是根據(jù)貯罐的總受力情況確定的。其彎矩應(yīng)使正負(fù)最大彎矩相等為宜，即 6.5.2鞍座包角 表四 與對(duì)應(yīng)的幾個(gè)參數(shù)90°135°0.030.1320.0830.360.28120°120°0.020.1030.0530.340.31150°105°0.0120.0780.0

32、320.300.34180°90°0.0060.0570.0180.250.37由上表四可見(jiàn)，增大鞍座包角時(shí)，可以減小貯罐的環(huán)向應(yīng)力，單鞍座變得笨重，材料消耗增多；而過(guò)分減小包角，將使設(shè)備容易從鞍座上傾倒。在正常情況下，鞍座包角應(yīng)在120°150°范圍內(nèi)。通常取=120°。6.5.3鞍座寬度 確定支座的寬度時(shí)需要考慮支座的承載情況。支座的寬度應(yīng)滿足足以保證支座不產(chǎn)生分開(kāi)的過(guò)大形變或破壞。此臥式貯罐采用雙支座鞍式支座的通用支承形式。7 安裝設(shè)計(jì)7.1.臥式儲(chǔ)罐安放注意事項(xiàng)：（1）臥式玻璃鋼貯罐應(yīng)安裝在已經(jīng)設(shè)計(jì)好的支承的支承支座上,并有足夠的強(qiáng)度,

33、以支承充滿液體的貯罐。（2）在罐底排液口處,基礎(chǔ)上應(yīng)有凹槽便于排液,排液接管法蘭不得與基礎(chǔ)接觸。（3）臥式玻璃鋼貯罐用起重機(jī)搬運(yùn),起吊鋼索應(yīng)連接到頂部吊環(huán)上,并用引導(dǎo)繩防止擺動(dòng)。（4）用鎖緊凸塊將貯罐錨固在基礎(chǔ)上。鎖緊的凸塊用墊片塞緊,以防壓載移到罐壁上。（5）閥門(mén)、控制器及其他連接到貯罐接管上的重型部件都應(yīng)單獨(dú)支撐15。如圖 7-1： 手糊成型法蘭接管 如圖 7-2：人孔如圖7-3：鞍座的安放 如圖7-4所示：進(jìn)水、出水孔、人孔、液面計(jì)口、備用口的安放孔徑和安放位置7.2.法蘭安放處理方法7.2.1修補(bǔ)裂縫施工方法分類(1)區(qū)分裂縫的大小，大于0.15mm的裂縫采用“壁可法”,小于等于0.1

34、5mm的裂縫采用 “封閉法”；(2)“壁可法”BL-GROUT漿補(bǔ)縫施工方法；(3)表面處理:用砂輪機(jī)、鋼絲刷打磨混凝土表面沿裂縫走向?qū)捈s5厘米范圍，清除水泥翻沫、灰塵及疏松的混凝土塊和砂粒，油污要用布蘸稀料擦凈，如果潮濕要用風(fēng)筒吹干；(4)注入座的粘結(jié):將SHO-BOND#101封口膠的兩種成分混合攪拌均勻，抹少許在注入座底面四邊，將注入孔對(duì)正裂縫中心稍加力按壓，使其從底面的四個(gè)小孔中擠出，注意不要堵塞注入孔，粘好后避免錯(cuò)動(dòng)注入座?；炷粱谞顩r不好時(shí)可適當(dāng)擴(kuò)展座周圍的粘結(jié)面積并對(duì)座進(jìn)行包覆。根據(jù)裂縫的寬度和深度，沿縫的走向按30-40cm間距布置，裂縫分岔處應(yīng)有注入座。7.2.小節(jié)法蘭是儲(chǔ)

35、罐上最重要的零件，其中邊緣密封要求比較高，另外為了滿足較高的連接強(qiáng)度，需要在法蘭周邊手糊上一層增強(qiáng)層，并且還要加上角板支撐板。8 制品檢驗(yàn)制品質(zhì)量檢驗(yàn)，主要是檢驗(yàn)由于工藝因素影響及其尺寸、外觀、靜壓、加壓、硬度、樹(shù)脂含量和殘留苯乙烯進(jìn)行檢驗(yàn)，保證產(chǎn)品合格。 玻璃鋼貯罐在糊制過(guò)程中，玻璃纖維層與層之間未壓實(shí)，出現(xiàn)空洞和氣泡。 生產(chǎn)過(guò)程中，膠液中的引發(fā)劑用量過(guò)大，反應(yīng)速度過(guò)快，樹(shù)脂固化過(guò)快，引起溫度快速升高，體積急劇變化，使制品產(chǎn)生裂紋。 鋪層過(guò)厚。對(duì)于厚度較大的制品，不能一次糊制過(guò)厚，一般不應(yīng)超過(guò)6mm，否則會(huì)因固化時(shí)產(chǎn)生的熱量不易散出，導(dǎo)致局部過(guò)熱發(fā)白，玻璃纖維和樹(shù)脂之間粘結(jié)破壞，產(chǎn)生微裂紋。 街頭、拼縫粘結(jié)不佳 在玻璃鋼貯罐的粘結(jié)處，若有疏忽，就會(huì)造成粘結(jié)不牢固。在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，容易造成接縫處開(kāi)裂，產(chǎn)生滲漏。 金屬預(yù)埋件表面處理不當(dāng)。金屬預(yù)埋件施工前應(yīng)進(jìn)行除銹、除污處理。如果處理不好，或在操作過(guò)程中重新污染，會(huì)使得玻璃鋼和金屬件之間產(chǎn)生剝離。破損樣式如圖8-1所示：圖 8-1小 結(jié) 纖維增強(qiáng)塑料貯罐是復(fù)合