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文檔簡介
1、 中北大學課 程 設 計 說 明 書學生姓名: 詹鋒 學 號: 0603044238 學 院: 材料科學與工程學院 專 業(yè): 復合材料與工程 題 目:容積為60m3貯存質量分數(shù)為37%的硝酸 臥式玻璃鋼儲罐設計 指導教師: 陳劍楠 曹 楊 職稱: 講 師 講 師 2009年 12月 31日 中北大學課程設計任務書 學年第 一 學期學 院: 材料科學與工程學院 專 業(yè): 復合材料與工程 學 生 姓 名: 學 號: 課程設計題目:容積為60m3貯存質量分數(shù)為37%的硝酸 臥式玻璃鋼儲罐設計 起 迄 日 期:2009年12月21日2009年12月31日 課程設計地點: 中北大學材料科學與工程學院 指
2、 導 教 師: 陳劍楠 曹 楊 系 主 任: 李迎春 下達任務書日期: 2009年12月18日課 程 設 計 任 務 書1設計目的:通過復合材料玻璃鋼產(chǎn)品課程設計,強化學生課堂上學習到的復合材料產(chǎn)品設計的知識,加深學生對復合材料設計思路的理解,培養(yǎng)學生獨立設計復合材料產(chǎn)品的能力,使學生熟練掌握Auto CAD等繪圖軟件的應用,為學生以后的畢業(yè)設計和從事相關工作打下良好的基礎。2設計內(nèi)容和要求(包括原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)、條件、設計要求等):(1)臥式玻璃鋼貯罐,容積為60m3;(2)貯存質量分數(shù)為37%的硝酸;(3)使用溫度為常溫,采用蝶形封頭設計;(4)設計內(nèi)容包括臥式玻璃鋼貯罐裝配圖一張及鋪層
3、表,全部非標準件零件圖及鋪層表,并打印設計說明書。3設計工作任務及工作量的要求包括課程設計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等:本次課程設計的工作內(nèi)容包括以下幾個部分:(1)產(chǎn)品設計圖紙一張,要求寫明技術要求以及所用原材料;(2)產(chǎn)品設計圖(零號圖紙)一張;(3)產(chǎn)品零件圖(除標準件);(4)復合材料產(chǎn)品結構計算說明書一本。注:以上各項內(nèi)容均要求打印。 課 程 設 計 任 務 書4主要參考文獻:15篇以上5設計成果形式及要求:本次課程設計的設計成果以復合材料產(chǎn)品設計圖紙和設計計算說明書的形式提交。6工作計劃及進度:2009年12月21日2009年12月22日 查閱相關文獻2009年12月23日
4、2009年12月24日 結構設計與計算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 設計計算說明書的撰寫2009年12月 31日 答辯和成績考核系主任審查意見: 簽字: 年 月 日目 錄1.前言12.造型設計22.1儲罐構造尺寸確定22.2封頭的選擇22.3伸臂長度確定32.4支座及間距33.性能設計43.1基體材料性能及其特點介紹53.2增強材料介紹64.節(jié)構設計74.1儲罐荷載計算和設計簡圖74.2由儲罐的軸向應力計算壁厚84.3由儲罐的剪力計算儲罐的壁厚84.4由儲罐的環(huán)形應力計算儲罐壁厚84.5由蝶形封頭設計壁厚104.6設計結
5、果105.工藝設計115.1筒身設計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計146.1貯罐的開孔與補強146.2排氣孔146.3貯罐進出口管和人孔設計146.4排液管166.5支座設計167.安裝設計178.制品檢驗189.小結1910.參考文獻20前 言臥式玻璃纖維增強塑料貯罐主要用做化工貯罐、運輸罐車、反應釜、噴霧洗滌器等。與立式貯罐相比,臥式貯罐的容積較小,但具有搬運方便,可異地安裝使用的特點。1玻璃鋼貯罐具有一系列特點,如質量輕、耐腐蝕性強、強度高、保溫隔熱效果好、成型容易、安裝和運輸方便、維護費用低等,在各工業(yè)領域得到廣泛應用2。我國玻璃鋼貯罐的發(fā)展十分
6、迅速,已經(jīng)頒布了纖維增強塑料貯罐的標準,規(guī)定了貯罐用原材料、生產(chǎn)工藝、結構形式、產(chǎn)品性能和幾何尺寸、驗收條件等等,規(guī)范了玻璃鋼產(chǎn)品市場,對提高玻璃鋼貯罐產(chǎn)品質量起到了促進作用。目前國內(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塑料貯罐是復合材料制品最廣泛應用的一種產(chǎn)品結構形式,主要用于儲存各種腐蝕性液體、氣體和粉末狀物料,應用在石油、化工、冶金、造紙、城市供水等領域。這類貯罐強度、剛度和防滲漏性要求較高,對于容積較大的貯罐,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、最后組裝的結構形式。2
7、 造型設計2.1 儲罐構造尺寸確定造型設計如圖2-1:圖2-1設計標準:中華人民共和國行業(yè)標準 玻璃鋼儲罐標準系列HG 21504.1-92,臥式儲罐容積,可選直徑系列有和,本設計初選,因此儲罐的長度。2.2 封頭的選擇臥式圓筒形儲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渡,局部附加應力小。但是由于這樣封頭深度大,手糊成型不方便,脫模比較困難,所以玻璃鋼儲罐很少采用這樣封頭。半橢球形封頭 其是由半個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的過渡部分組成,標準蝶形封頭且。在連接處,經(jīng)線曲率半徑有突變,應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,因為它加工制造最方便,本設計中的臥式儲罐不是壓力儲罐,因此標準蝶形封頭可以滿足應力使用要求,因此且,封頭高度。2.3 伸臂長度確定 根據(jù) 計算出。2.4 支座及間距 臥式儲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
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計;(3)罐身長8500mm,內(nèi)徑3000mm;(4)進水、出水孔、人孔、液面計口、備用口安裝標準按HG 21504.1-92玻璃鋼儲槽標準系列(5)所用法蘭按HG/T 21633-1991選用3性能設計任務要求: 貯存質量分數(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)襯樹脂(kg)結構層樹脂(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)襯層樹脂471.77噴射紗223.23結構層樹脂346.84網(wǎng)眼布34.140.4布173.74合計1252.51說明:1、內(nèi)襯層樹脂用SW901結構層樹脂用S901;2、儲罐內(nèi)襯層脫模后與平地封頭對接,纏
11、繞結構層設備位號“2V-707”典型的玻璃鋼貯罐其結構分為四層:內(nèi)表層、次表層、結構層和外表層。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滲漏結構層承受荷載引起的各種應力;(3) 外保護層則用于防自然老化和摩擦碰撞4.內(nèi)表層、次表層、結構層和外表層如圖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、有機纖維表面氈或其他增強材料的富樹脂層,要求含膠量達到90%左右,其厚度為0.250.5mm。各種材料指標如(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滲漏。(3)結構層 這一層是貯罐壁的主要結構
12、,用來承受外載荷,由連續(xù)纖維纏繞成型或由纖維織物手糊成型。玻璃鋼貯罐的結構設計主要是確定這一層的鋪層方式和厚度。(4)外表層 它是貯罐的結構層的外保護層。其功能是保護結構層免收外界機械損傷和外界環(huán)境條件引起的老化。3.1基體的性能及其特點介紹:1,內(nèi)襯層樹脂為SW901樹脂,°C(2)成型樹脂具有良好的力學性能和防腐性能;(3)其FRP成品可以在大于-45°C.的環(huán)境下面安全使用。2,結構層樹脂用S901,其特點是:價格便宜、實用性強,同時其強度要求滿足工藝及其使用要求。3.2增強材料的性能介紹:3.2.1 聚酯氈抗拉強力高、延伸性能好、熱穩(wěn)定性能優(yōu)良、耐穿刺能力強、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)在樹脂中能快速和徹底地浸透。(4)優(yōu)良的耐磨蝕性,無毛羽。(5)優(yōu)良的機械性能。 玻璃鋼基布0.4布玻璃鋼基布(玻璃鋼0.4布)是由中堿或無堿無捻粗紗紡織而成,無捻粗紗經(jīng)硅烷偶連劑處理,易于被樹脂浸潤,耐腐蝕,強度高,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,樹脂浸透速度快等特點.表面氈應用于玻璃鋼制品,良好的透氣性能使樹脂快速滲透,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,同時增強層間剪切強度和表面韌性,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)襯層選用樹脂為SW901樹脂;(2)結構層樹脂用S901樹脂;(3)外表層選用玻璃纖維表面氈混合S901樹脂纏繞。4 結構設計4.1 儲罐荷載計算和設計簡圖 儲罐設計簡圖儲罐設計簡圖如圖4-1所示:此儲罐按照三支座外伸梁計算儲罐受力分析 載荷計算儲罐中液體硫酸質量玻璃鋼殼體質量附件質量支座承受的總重量a、儲罐單位長度上的均布載荷b、支座反力c、支座處剪力 邊支座內(nèi)
15、側截面處的剪力 邊支座外側截面處的剪力 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,所以應該以作為計算彎矩。4.2 由儲罐的軸向應力計算壁厚儲罐的最大軸向應力發(fā)生在跨中儲罐底部和支座處儲罐的頂部,計算結果取其最大值。 由跨中儲罐底部軸向應力計算壁厚 查表得,纏繞玻璃鋼聚酯儲罐的軸向拉伸強度為,取強度值為,取載荷系數(shù),則由=,得出由此得出 由支座處儲罐頂部應力計算壁厚支座處儲罐頂部應力,由此推導出壁厚 4.3 由儲罐的剪力計算儲罐的壁厚儲罐的最大剪力發(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,支座處要設置加強圈。因此有從而得出壁厚聚酯玻
16、璃鋼的剪切強度為,取安全系數(shù)為8,則。代入數(shù)據(jù)的4.4 由儲罐的環(huán)形應力計算儲罐壁厚 支座的設計a、 鞍座包角的設計 增大鞍座包角時,可以減小儲罐的環(huán)形應力,但是鞍座變得笨重,材料消耗增多;而過分減小包角,將使設備容易從鞍座上傾倒。在一般情況下,鞍座包角應在范圍內(nèi),本設計選擇。b 鞍座寬度的設計由支座處的承載情況,查閱資料,得出鞍座寬度其中從而cm,本設計中取 加強圈的設計玻璃鋼和鋼材相比在荷載下易產(chǎn)生較大的形變,在玻璃鋼結構設計中用增加厚度來提高儲罐的剛性不一定恰當,有時不僅給成型帶來很大的困難,也會增加成本,這一問題在玻璃鋼儲罐的設計中尤為突出,支座處的環(huán)向彎矩會使筒體的壁厚大為增加,因此
17、在鞍座處設置加強圈是很必要的8。加強圈有兩種形式,一種是在筒體外設置加強圈,另一種是在筒體內(nèi)設置加強圈,無論從美學還是力學的角度分析,內(nèi)置加強圈都要比外置加強圈要好,因為筒體的應力是壓應力,如果還有操作內(nèi)壓作用時,還會降低壓應力的數(shù)值,而采用外加強圈是,筒體的應力是拉應力,如果有操作內(nèi)壓作用時,拉應力的數(shù)值會隨之增加,從防滲漏的角度分析,拉應力對玻璃鋼儲罐來說是不利的,因為樹脂的延伸率比纖維大,盡管玻璃鋼的有較大的拉伸強度,但拉應力會使樹脂中的微裂紋處于張開的狀態(tài)。由于設置加強圈,支座處的荷載由筒體和加強圈共同承擔。設支座處的儲罐壁厚為,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,因此可以得出加強圈的有效寬度為了便于加工制造,取4.4.3 由環(huán)形應力校核計算當時,查表得,。經(jīng)查閱資料得到復合材料纏繞玻璃鋼的環(huán)向拉伸強度為,彎曲強度,由從而得出取安全系數(shù),則有,4.5 由蝶形封頭設計壁厚,其中,從而得出4.6 設計小節(jié)綜合上述計算結果,考慮纏繞成型的工藝特點,選擇以下特點:(1)罐體、封頭及支座處壁厚均選擇mm;(2)在支座處設置加強圈,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,采用采用樹脂手糊成型;(4)法蘭接管處需要加強,采用角形板撐板;(5)頂部法蘭支管采用無塑料襯里的伸入
19、式支管,封頭處法蘭采用無塑料襯里的平接支管。5工藝設計5.1筒身設計筒身采用濕法纏繞成型工藝,纏繞結構層設備位號“2V-707”。5.1.1纖維纏繞增強材料制品的特點纖維纏繞增強材料制品的特點:纖維纏繞增強材料制品除具有一般纖維增強制品的優(yōu)點外,還具有更為突出的特點:(1)強度高 FWRP的比強度是鈦合金的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,質量輕40%60%。(2)可靠性強纏繞成型很好地解決了韌性與強度的矛盾(金屬的韌性隨強度提高而降低).(3)生產(chǎn)效率高 纏繞制品質量高而穩(wěn)定,可以采用機械化或自動化生產(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:(1)纏繞成型適應性小,不能纏繞任意結構形式的制品。(2)纏繞設備投資大,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 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)襯時首先是在芯模上纏繞一層聚酯樹脂薄膜,再涂上脫模劑,刷一層樹脂,再纏繞聚酯氈(短切纖維)再纏繞一層網(wǎng)格布,纏繞網(wǎng)格布時要邊刮膠邊纏繞,其作用就是讓樹脂完全浸漬聚酯氈,內(nèi)襯做好后要等待其進入凝膠狀態(tài),再進行紗團集束,浸漬樹脂,進行結構層的纏繞,纏繞過程中同樣要刮膠操作,其目的主要是壓實,減少結構層的樹脂含量,使得其結
21、構層達到使用的壓力降。在纏繞過程中要控制紗束的張力,保證貯罐的質量,纏繞完成后,進行固化,采用紅外固化,固化完全后進行脫模,修整,再將其制品放入烘房進行后固化,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,手糊成型工藝在實際生產(chǎn)中所包括的主要內(nèi)容。(1)生產(chǎn)準備場地:手糊成型工作場地的大小,要根據(jù)產(chǎn)品大小和日產(chǎn)量決定,場地要求清潔、干燥、通風良好,空氣溫度應保持在1535之間,后加工整修段,要設有抽風除塵和噴水裝置。(2)模具準備:準備工作包括清理、組裝及涂脫模劑等。(3)樹脂膠液配制:配制時,要注意兩個問題:防止膠液中混入氣泡;配膠量不能過多,每
22、次配量要保證在樹脂凝膠前用完。增強材料準備 增強材料的種類和規(guī)格按設計要求選擇。(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 用預浸布為原料,先將預學好料(布)按樣板裁剪成壞料,鋪層時加熱軟化,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。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材料浸膠,一層一層地緊貼在模具上,扣除氣泡,使之密實。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構層糊制。(5)手糊工具:手糊工具對保證產(chǎn)品質量影響很大。有羊毛輥、豬鬃輥、螺旋輥及電鋸、電鉆、打磨拋光機等。(6)固化: 制品固化分硬化和熟化兩個階段:從凝膠到
23、三角化一般要24h,此時固化度達50%70%(巴柯爾硬性度為15),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強度,稱熟化,其固化度達85%以上。加熱可促進熟化過程,對聚酯玻璃鋼,80加熱3h,對環(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:在模具上預埋頂出裝置,脫模時轉動螺桿,將制品頂出。壓力脫模:模具上留有壓縮空氣或水入口,脫模時將壓縮空氣或水(0.2MPa)壓入模具和制品之間,同時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)糊制到設計厚度,固化后很容易從模具上脫下來。(8)修整:修整分兩種:一種是尺寸修整,另一種缺陷修補。尺寸修整 成型后的制品,按設計尺寸切去超出多余部分;缺陷修補 包括穿孔修補,氣泡、裂縫修補,破孔補強等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:(1) 因加熱,會發(fā)生材質劣化,導致樹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)陽模制作的時候要注意尺寸,如圖5-2所示;(4)罐體纏繞過程中要注意含膠量的控制。6玻璃鋼臥式貯罐零部件設計零部件是貯罐必不可少的部分。它主要涉及貯罐的開孔、補強、人孔、進出管設計、支座設計等。6.1貯罐的開孔與補強由于工藝和結構上的需要,復合材料貯罐要有各種開孔,供工藝接管或零部件安裝時使用。開孔的大小決定于開孔的用途,開孔的形狀應該是圓形或
26、長短軸比不超過2的橢圓形。用連續(xù)纖維制成的設備,再用機械方法切孔后,無凝會破壞纖維的連續(xù)性。纖維被切斷,不單會削弱貯罐強度,而且由于結構連接性受破壞,殼體和接管變形不一致,在開孔和接管出將產(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)的應力可達殼體壁基本應力的三倍以上。這種局部應力增長現(xiàn)象,稱為應力集中。大量實驗表明,如果將連接處的接管或殼體壁厚適當加厚,上述局部區(qū)域的應力集中現(xiàn)象在很大程度上會得到緩和,應力集中系數(shù)有人可以控制在所允許的范圍內(nèi)。所謂“開孔補強設計”,就是指采取適當加厚接管或殼體壁厚的方法,使之達到提高殼壁強度,并把應力集中系數(shù)降低到某一允許數(shù)值的目的。在實際工
27、作中較多的采用局部補強形式。即在殼體開孔處的一定范圍內(nèi)將增加殼體的壁厚。補強設計方法可采用等面積補強發(fā),即局部的符合材料截面積。也就是用的開孔相等截面的外加復合材料來補償被消弱的殼壁強度12。6.2排氣孔 各種頂端封閉的直接排到大氣的常壓貯罐,必須開設能自由排氣道大氣中的排氣孔。最小排氣孔尺寸應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)生正壓或負壓。6.3貯罐進出口管和人孔設計 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輪殼最小長度h/mm255136512545171070385136513055191076515136513566211183765136514066221189102513651457624139515251365150862513102203514857610629141146.3.1進出口管 表三 典型人孔尺寸殼體側面人孔(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,接管長度一般不小于180100mm。殼體與進出口管的鏈接部位,要求兼顧耐用,不滲漏。建議在管口處設置3個或4個角撐板以提高接管強度。管口與殼體的鏈接課采用帶塑料襯里的伸入式支管結構。手糊成型的法蘭接管尺寸(如圖4)和(表二)所示。有時進口管插入殼體5080mm,除了祈禱增強作用外,并能避免腐蝕液體進入殼體內(nèi)時沿著殼壁流淌,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備的內(nèi)部空間,對設備內(nèi)部進行清洗、安裝及拆卸內(nèi)部結構而設置的。手孔通常是在短接管加一個盲板而構成。手孔的直徑應使工人帶上手套并握有工具是能方便地通過,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的容器和貯罐應開設人孔,方便檢修時工作人員能進入設備內(nèi)部,及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)表面的腐蝕、磨損或裂紋,并進行修補。常用的人孔形式為圓形。人孔的處的構造處理應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以工作人員進出殼體方便為原則。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,應考慮設置兩個人孔,一個在頂部,一個在緊靠罐基礎上部以利于進出。人孔蓋可以是平的,帶有手柄;但也可以是盤形的。人孔一般設置角撐板14。6.4排液管 貯罐的排液管通常設置在罐底和罐壁下部,如造型設計所示。6.5支座設計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。其彎矩應使正負最大彎矩相等為宜,即 6.5.2鞍座包角 表四 與對應的幾個參數(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,增大鞍座包角時,可以減小貯罐的環(huán)向應力,單鞍座變得笨重,材料消耗增多;而過分減小包角,將使設備容易從鞍座上傾倒。在正常情況下,鞍座包角應在120°150°范圍內(nèi)。通常取=120°。6.5.3鞍座寬度 確定支座的寬度時需要考慮支座的承載情況。支座的寬度應滿足足以保證支座不產(chǎn)生分開的過大形變或破壞。此臥式貯罐采用雙支座鞍式支座的通用支承形式。7 安裝設計7.1.臥式儲罐安放注意事項:(1)臥式玻璃鋼貯罐應安裝在已經(jīng)設計好的支承的支承支座上,并有足夠的強度,
33、以支承充滿液體的貯罐。(2)在罐底排液口處,基礎上應有凹槽便于排液,排液接管法蘭不得與基礎接觸。(3)臥式玻璃鋼貯罐用起重機搬運,起吊鋼索應連接到頂部吊環(huán)上,并用引導繩防止擺動。(4)用鎖緊凸塊將貯罐錨固在基礎上。鎖緊的凸塊用墊片塞緊,以防壓載移到罐壁上。(5)閥門、控制器及其他連接到貯罐接管上的重型部件都應單獨支撐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:進水、出水孔、人孔、液面計口、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漿補縫施工方法;(3)表面處理:用砂輪機、鋼絲刷打磨混凝土表面沿裂縫走向寬約5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,如果潮濕要用風筒吹干;(4)注入座的粘結: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,將注入孔對正裂縫中心稍加力按壓,使其從底面的四個小孔中擠出,注意不要堵塞注入孔,粘好后避免錯動注入座?;炷粱谞顩r不好時可適當擴展座周圍的粘結面積并對座進行包覆。根據(jù)裂縫的寬度和深度,沿縫的走向按30-40cm間距布置,裂縫分岔處應有注入座。7.2.小節(jié)法蘭是儲
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度,需要在法蘭周邊手糊上一層增強層,并且還要加上角板支撐板。8 制品檢驗制品質量檢驗,主要是檢驗由于工藝因素影響及其尺寸、外觀、靜壓、加壓、硬度、樹脂含量和殘留苯乙烯進行檢驗,保證產(chǎn)品合格。 玻璃鋼貯罐在糊制過程中,玻璃纖維層與層之間未壓實,出現(xiàn)空洞和氣泡。 生產(chǎn)過程中,膠液中的引發(fā)劑用量過大,反應速度過快,樹脂固化過快,引起溫度快速升高,體積急劇變化,使制品產(chǎn)生裂紋。 鋪層過厚。對于厚度較大的制品,不能一次糊制過厚,一般不應超過6mm,否則會因固化時產(chǎn)生的熱量不易散出,導致局部過熱發(fā)白,玻璃纖維和樹脂之間粘結破壞,產(chǎn)生微裂紋。 街頭、拼縫粘結不佳 在玻璃鋼貯罐的粘結處,若有疏忽,就會造成粘結不牢固。在長期使用過程中,容易造成接縫處開裂,產(chǎn)生滲漏。 金屬預埋件表面處理不當。金屬預埋件施工前應進行除銹、除污處理。如果處理不好,或在操作過程中重新污染,會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 纖維增強塑料貯罐是復合
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