玻璃鋼水箱設(shè)計(jì)

最好的沉淀整理PAGEPAGE7概 述玻璃鋼水箱是目前國際上流行的新型水箱，也是玻璃鋼工業(yè)中產(chǎn)量較大的一種產(chǎn)1962年在日本問世玻璃鋼水箱的特點(diǎn)玻璃鋼水箱與鋼板水箱和鋼筋混凝土水箱相比，有以下優(yōu)點(diǎn):a質(zhì)量輕制造相同容積的高位水箱，玻璃鋼水箱的質(zhì)量僅為鋼板水箱質(zhì)量的1/4，為鋼筋混凝土水箱的1/15。減少水箱的自重，以減輕建筑結(jié)構(gòu)的荷載及對降低工程造價(jià)有利。b制造方便 玻璃鋼水箱可以整體成型、制成板塊現(xiàn)場拼裝和現(xiàn)場制造。水箱的接管處排水凹板等都可以在制造水箱時(shí)完成不需要像傳統(tǒng)水箱制造時(shí)增加費(fèi)用也不需要像鋼板水箱那樣，增加油漆防腐工序。c耐腐蝕性好 玻璃鋼水箱防水、防腐蝕性能好，不像鋼筋混凝土水箱那樣易透，也不像鋼板水箱那樣需要經(jīng)常注意維修、涂漆防腐。d衛(wèi)生 玻璃鋼水箱選用食品級樹脂制造，能夠保證達(dá)到國家規(guī)定的水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，不污染儲水。而鋼板水箱長期使用后，鋼板易生銹，給生活用水造成二次污染鋼筋混凝土水箱不易清洗，易長青苔。e強(qiáng)度高、抗震性好 玻璃鋼水箱能經(jīng)受8級地震而不壞；而鋼板水箱和鋼混凝土水箱則不防震。美觀 玻璃鋼水箱表面光澤顏色鮮艷造型獨(dú)特可以根據(jù)用戶需求選型著色，設(shè)計(jì)成有裝飾效果的水箱，美化城市。技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益好 玻璃鋼水箱的綜合經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于鋼板水箱和鋼筋混凝水箱。[1]玻璃鋼水箱的種類玻璃鋼水箱按造型可分為球形、圓筒形和方形三種；按結(jié)構(gòu)構(gòu)造可分為整體式、組裝整體式和組合式三種；按制造工藝分為手糊成型和SMC模壓成型兩種[1]。a手糊玻璃鋼水箱b模壓玻璃鋼板塊組裝水箱1m×2m0.5m3～500m3玻璃鋼水箱。本設(shè)計(jì)為圓筒形玻璃鋼水箱設(shè)計(jì)，體積6m3，存儲介質(zhì)為生活用水，露天安裝于100m高的建筑物頂部，使用溫度為常溫，采用組合式手糊工藝。主要設(shè)計(jì)步驟為：造型設(shè)計(jì)、性能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)、安裝連接設(shè)計(jì)，制品完成后需進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。造型設(shè)計(jì)玻璃鋼圓筒形水箱設(shè)計(jì)包括水箱體、氣孔、人孔、進(jìn)水孔、排污孔、溢流孔等。圓柱形水箱通常設(shè)計(jì)成三個(gè)部分箱體、箱底和箱蓋，從使用和受力角度考慮，箱底一般設(shè)計(jì)成平底；考慮到上人和雪荷載，箱蓋要設(shè)計(jì)成錐形斷面，并留有人孔；箱體設(shè)計(jì)成圓柱形，為了美觀和增強(qiáng)筒體剛度，有時(shí)在沿筒體高度方向有加強(qiáng)肋；加強(qiáng)肋一般都設(shè)計(jì)在水箱筒體的外面。水箱各部件的連接，主要靠各部件上的法蘭翻邊，采用膠接與用螺栓固定，并注意密封。具體箱體尺寸設(shè)計(jì)參見表1.1.表1.1圓筒形水箱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)型號 容積m3 外形尺（mm）入孔口 重量 接管預(yù)留孔孔徑RXY-直徑d高度h直徑（mm）（kg）溢流管孔排污管孔進(jìn)出水管孔131500173057015824167019005701933518002100740226DN65DN50由訂貨單位根47.520902360740273據(jù)給排水圖紙51022202590740340提供，也可水箱61225102250740456到位后開孔洞，71528602507700580但合同中需注82028603237700820DN65DN65明9253400285770010461030340034077001334=6.31.1構(gòu)造尺寸，箱體直徑2R=200cm；水箱高度H=210cm；水面高度h=190cm；人孔直徑r=74cm；箱頂錐殼半頂角?=75°，如圖1.1所示1，·..2R—1 -·,- ，·..2R—1 -·,- ,lI一一．p”J”,，_I1：－－.－廠剖1回簡彩水箱結(jié)構(gòu)枝空R一水輅半徑講一水莉點(diǎn)度：一水泣點(diǎn)1一箱體月忠一底一稍臥仔度一箱頂錐殼門一..圖1.16.3法蘭厚度，螺孔直徑1.3cm.螺栓數(shù)為210cm。性能設(shè)計(jì)樹脂的選擇根據(jù)制品的使用條件，對復(fù)合材料的物理性能、抗老化性能及力學(xué)性能進(jìn)行設(shè)計(jì)，水箱中儲存介質(zhì)為生活用水，使用溫度為常溫，安裝高度為100m，露天，由此可知，所選擇的樹脂必須保證衛(wèi)生和耐水性，還要有一定的力學(xué)承載能力和抗老化性能；考慮到工藝要求，樹脂必須能在室溫下凝膠、固化，固化不產(chǎn)生低分子物質(zhì)，對玻璃纖維具有良好的浸潤性，粘度適中，不產(chǎn)生流膠現(xiàn)象。[2]水箱設(shè)計(jì)中常用樹脂主要是不飽和聚酯樹脂，[3]由于不飽和聚酯樹脂價(jià)格便宜，可以滿足水箱的使用要求，不飽和聚酯樹脂的性能特點(diǎn)及應(yīng)用見表2.1：表2.1不飽和聚酯樹脂的性能特點(diǎn)及應(yīng)用樹脂基代號產(chǎn)品性能適用場所體鄰苯型OP具有一般的耐腐蝕性能，可耐海水、弱酸及大氣老化環(huán)常用于一般的腐蝕環(huán)境，長期使用溫度-50℃～60℃，最高使用溫度達(dá)境，海水腐蝕、弱酸腐100℃，這是一種較經(jīng)濟(jì)的樹脂類型，耐腐蝕性一般，蝕及大氣老化腐蝕。阻燃氧指數(shù)約為26。具有優(yōu)異的耐腐蝕性能,可耐中等濃度無機(jī)酸、堿、各間苯型IP-50℃～90常用于酸性腐蝕較強(qiáng)或堿性腐蝕一般的環(huán)境。溫度達(dá)105℃，阻燃氧指數(shù)約為26。具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，可耐酸、堿、鹽溶劑或酸堿交乙烯基VE替等惡劣的腐蝕環(huán)境，長期使用溫度-50℃～110℃，常用于酸、堿、鹽溶劑型等腐蝕嚴(yán)重的環(huán)境。阻燃氧指數(shù)約為28。具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，可耐酸、堿、鹽溶劑或酸堿交阻燃型FI替等惡劣的腐蝕環(huán)境，長期使用溫度-50℃～110℃，常用于有阻燃要求的使用環(huán)境。其阻燃性能高于一般樹脂，氧指數(shù)為28～35。間苯型食品級樹脂同間苯樹脂一樣具有優(yōu)良的耐腐蝕食品級FO性能，長期使用溫度-50℃～90℃，最高使用溫度達(dá)常用于肉制品、食品加型工廠及自來水廠。105℃，阻燃氧指數(shù)約為26。玻璃鋼水箱可分為三層結(jié)構(gòu)，即內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)層和外表層。根據(jù)水箱的使用條件對三層材料進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)：[2]a內(nèi)襯層（防腐、防滲作用）；色調(diào)均勻，水箱邊緣整齊、厚度均勻、無分層、加工斷面應(yīng)加封樹脂。因?yàn)樗渌鶅λ疄樯钣盟?，不得有任何污染，水箱?nèi)表富樹脂層需選擇高反應(yīng)活性的間苯型食品級不飽和聚酯樹脂，該樹脂固化后殘留苯乙烯少，能夠滿足衛(wèi)生要求，且耐水性好，長期使用后仍能保持足夠的力學(xué)性能。ｂ結(jié)構(gòu)層（承擔(dān)荷載引起的各種應(yīng)力）為降低成本，可選用通用不飽和聚酯樹脂191#、189#等外保護(hù)層ｃ外保護(hù)層（防自然老化和摩擦碰撞）196100m固化體系的選擇引發(fā)劑采用過氧化環(huán)己酮糊，過氧化甲乙酮液；促進(jìn)劑采用萘酸鈷苯乙烯溶液；脫模劑采用聚乙烯醇溶液、脫模蠟等增強(qiáng)材料的選擇所選增強(qiáng)材料必須易被樹脂浸潤，有足夠的形變性，能滿足制品復(fù)制形狀的要求，氣泡容易排出，能夠滿足制品使用條件的物理、化學(xué)性能的要求，價(jià)格合理來源豐富。玻璃纖維價(jià)格便宜，性能優(yōu)異，可以滿足水箱的使用要求，增強(qiáng)材料選擇玻璃纖維，常用的玻璃增強(qiáng)材料主要有無捻粗紗布、加捻布、短切氈、表面氈、玻璃纖維無捻粗紗和短切玻璃纖維。玻璃纖維按其使用要求分為:[6]E-C-玻璃纖維，耐酸性好，耐堿性不如無堿纖維，成本低。A-玻璃纖維，有堿纖維，含堿量大于12%S-玻璃纖維，高強(qiáng)度玻璃纖維，拉伸強(qiáng)度較大。中堿玻璃纖維，耐酸性好，成本低。耐堿玻璃纖維，抗堿性較好，主要用于增強(qiáng)水泥制品?？招牟ＡЮw維，纖維中空，彈性模量較高。玻璃鋼制品常用的增強(qiáng)材料為無堿玻璃纖維和無堿玻璃纖維，二者性能比較見表2.2[2]。2.2中堿和無堿玻璃纖維的性能比較種類 耐酸性 耐水

機(jī)械強(qiáng)度

防老化 電絕性 性

成本 浸潤

適合條件無堿玻一般璃纖維中堿玻好璃纖維

好 高 較好 好 較差 較低 較差 低 低

浸潤

場合場合0.2mm璃纖維氈等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水箱壁厚的確定立式圓筒形水箱在容水時(shí)，z軸向應(yīng)力為零僅有圓周向拉應(yīng)力[5]如圖圖3.1所示：圖3.1pDpR 公式（3.1）2t t式中D—圓筒的直徑，cm；R—圓筒的半徑，cm；p—z處的壓力（ph)，MPa；t—筒體h處厚度，cm；—筒體軸向的拉應(yīng)力,MPa；為存儲介質(zhì)的密度，g/m3。z處的箱體厚度為：Rhth[]

公式（3.2）按一般手糊玻璃鋼力學(xué)性能取E200MPa，E960MPa,0.3，t b m

100MPa,b

150MPa,t

20NMPa,考慮到長期載荷下使用15年以上及蠕變的影響,取安全系數(shù)n=5,由此FRP材料的許用應(yīng)力為]m

]=20MPa,[

]=30MPa,[b

]=4MPa。tt=

1.0103kg/cm3100cm210cm=1.05mm[] 20MPa8PAGEPAGE133.1t=t=6.mm,rt=10mmb表3.1立式儲罐及罐頂一定距離外側(cè)面和底面的最小厚度/mm貯罐頂?shù)膫?cè)貯罐直徑/m壁距離/m1.51.61.82.12.42.70.64.84.84.84.84.84.81.24.84.84.84.84.84.81.84.84.84.84.84.84.82.44.84.84.86.46.46.43.04.86.46.46.46.46.8t=t=0.6cm,t=1.0cm。r b水箱荷載分析ａ靜水壓：[7]設(shè)計(jì)靜水壓，按水箱內(nèi)的最高水位決定。靜水壓參照表3.2取值。表3.2靜水壓取值項(xiàng) 目 數(shù) 值水箱高度/m1.01.52.02.53.0最高水位/m0.71.21.62.12.6靜水壓值/MPa0.0070.0120.0160.0210.026靜水壓：P=0.01yp—靜水壓（MP；y—水面高度（。水箱的最高水位是從水箱底部到溢流孔的高度即該水箱靜水壓ps 0.019MPaｂ風(fēng)壓荷載風(fēng)壓力的計(jì)算：p=cqkgm2 公式（3.3）式中c—風(fēng)壓系數(shù)，矩形水箱取1.4；q—風(fēng)速壓，與水箱離地高度h有關(guān)。h=0~30m時(shí)，q=6hMPa 公式（3.4）h>30m時(shí)，q=12hMPa 公式代入數(shù)值h=100m得q=120MPap168106kgm2ｃ雪荷載計(jì)算雪荷載按表3.3取值。表3.3雪荷載取值最大積雪深度/cm每1cm厚雪質(zhì)量/(kg/m2)計(jì)算取值/(kg/m2)30以內(nèi)1.03050以內(nèi)1.575100以內(nèi)2.0200已知h100m，雪載荷取值200kgm2ｄ人荷載人荷載以980N人計(jì)算ｅ地震荷載設(shè)計(jì)只考慮水平方向地震波的影響，所以引起的地震水平分力計(jì)算公式如下：F2h0p0 w

dy 公式（3.6）3ly 1y23lp Kh xtanh( 101 公式（3.7）000w H0h 2h000

h3p Kh3b 2 H

101 公式（3.8）sinh(sinh(3x/h)0cosh(/h)式中pw

—水箱側(cè)壁發(fā)生的變動水壓，MPa；p—水箱底發(fā)生的變動水壓，MPa；bF—地震水平分力；γ—水的密度，kg/m3；K —水平震度，K =0.3g（g為重力加速度，其值取9.8ms2）H Hh—水位，0

；t,crl—水箱長的1/2，cm；y—到水面的深度，cm；x—水箱底板邊緣到水箱中心線的距離，cm；β—水箱的反應(yīng)系數(shù)（滿水時(shí)一次固有周期T在0.2sβ2。1帶入數(shù)據(jù)得：3p Kh3b 2 H

101=1.82Mpasinh(sinh(3x/h)0cosh(/h)p

y 1y23lh xtanh( )101=0.66MPa3lw H0h 2

hF2p0 w

0 0 0dy=29.15MPa應(yīng)力、撓度的計(jì)算及安全性評價(jià)對于箱體承受的長期載荷，按下式計(jì)算各部分應(yīng)力值及撓度，并與對應(yīng)的許用應(yīng)力及許用撓度進(jìn)行比較，評價(jià)其安全性。[8]箱體在水箱自重及靜水壓力作用下,受到壓縮應(yīng)力、彎曲應(yīng)力及剪應(yīng)力。該應(yīng)力值在箱體與箱底聯(lián)接處最大。由自重產(chǎn)生的最大壓縮應(yīng)力

ms,max

的計(jì)算:ms,max

Rr

/2tHm

/t 公式（3.9）式子中m—FRP材料的密度，kg/m3；R—水箱半徑，cm；cm；t—箱頂厚度，cm；rt—cm。代入數(shù)據(jù)得 ms,max

Rr

/2tHm

]/t=-0.039MPam,max

0.039MPa20MPa 安全由靜水壓產(chǎn)生的最大彎曲應(yīng)力的計(jì)算:公式（3.10）bx,max

[3Rh/t(1v2)1/2][1R/(h)]式子中—水的密度，kg/m3h—水位高度，cm；—FRP材料的泊松比； v2)(R/t2/4 公式（3.11）代入數(shù)據(jù)得：

bx,m

6.35MPa<30MPa 安全由靜水壓產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力的計(jì)算:tx,max

/v2)][2R/(h)] 公式（3.12）代入數(shù)據(jù)得

tx,m

-0.57MPatx,max

0.57MPa<4.0MPa由靜水壓產(chǎn)生的最大周向應(yīng)力及最大撓度由下式計(jì)算:m,max

Rh/tmax

R2h/Ett代入數(shù)據(jù)

m,max

3.17MPa<20MPa0.0440cm<0.005H=1.05cm 安全max箱底部位應(yīng)力及應(yīng)變的計(jì)算校核a,中心位置。由靜水壓產(chǎn)生最大彎曲應(yīng)力和最大撓度值,可分別由下式計(jì)算[1]b,max

6pb2/ts

2 公式（3.13，3.14） v2)pb4/Et3max s bb式中ps

箱底的靜水壓力；由水箱內(nèi)盛裝水產(chǎn)生的靜水壓力,作為長期載荷來處理。Ps=0.019MPa；a/b3.4選?。籈 FRP材料的彎曲彈性模量，MPa；bt 箱底厚度，cm；b表3.4等分布壓力作用下周邊固定支撐長方形板的α，β值a/bαβa/bαβ1.00.00126-0.05131.60.00230-0.07801.10.00150-0.05811.70.00238-0.07991.20.00172-0.06391.80.00245-0.08121.30.00191-0.06831.90.00249-0.08221.40.00207-0.07292.00.00254-0.08391.50.00220-0.0757∞0.00260-0.0833對箱底部分支撐臺的尺寸參數(shù)r1=20cm，r2=R=100cm，a=80cm,b=40cm,a/b=2,查表得：α=0.00254，β=-0.0829，將以上參數(shù)代入箱底部的應(yīng)力和撓度值，并與需用值比較，進(jìn)行安全性評價(jià)。穩(wěn)定性計(jì)算

b,maxmax

=-15.0MPa<30MPa=0.140cm<0.025b=1cm 安全當(dāng)水箱承受的應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時(shí),水箱雖不致破壞,但會失穩(wěn),該應(yīng)力值就是屈曲臨界應(yīng)力。對水箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),需先計(jì)算出屈曲臨界應(yīng)力,再進(jìn)行比較,以確定水箱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由彎矩產(chǎn)生的箱部的屈曲臨界應(yīng)力按下式計(jì)算:Qms,cr

0.6

Et/R 公式（3.15）1t式中1 R/t的函數(shù)，由圖3.2選取圖3.2對于箱體的剪切屈曲，其臨界剪應(yīng)力 ，而 根據(jù)Z值的不同，有不s,cr t,cr t,cr同的計(jì)算公式，這里Z=H2v2)1/2/(Rt) 公式當(dāng)100<Z<78(R/t)2v)2時(shí)： CEt(RZ1/4) 公式（3.17）t,cr st當(dāng)Z>78(R/t)2(1v)2時(shí)： E(t/R)3/2v2)3/4 公式（3.18）t,cr st式中C 參數(shù)（R/t)的函數(shù)，由圖3.3選取s圖3.3由箱頂部集中荷載產(chǎn)生的屈曲，其臨界應(yīng)力與臨界荷載由下面公式計(jì)算： rEt/Rv2)]1/2 公式（3.19）cr 2tr c式中 Rc

r/cos1 1

公式（3.20）14p cr ccr

cos21

公式（3.21）式中箱頂錐殼半頂角1r R2

/t的函數(shù)，由圖3.4選取r圖3.4 2-Rc/tr曲線圖對于箱頂部，取錐形殼體的半頂角1

=75°，由圖3-4查得，r=25cm,R=100cm,代1入上式得箱頂承受集中載荷時(shí)屈曲臨界荷載P=3055kg=29.94KNcr而箱頂實(shí)際承受的集中載荷按前述人載荷取0.98KN，遠(yuǎn)小于該值。從以上計(jì)算結(jié)果說明水箱是安全的。154工藝設(shè)計(jì)玻璃鋼水箱的制作工藝分為手糊成型工藝和SMC 模壓成型工藝兩種。圓筒形玻鋼水箱成型分三部分，箱底、箱體和箱蓋。三部分均采用手糊成型工藝。手糊成型工藝特點(diǎn)適用性強(qiáng)，[10]具體優(yōu)點(diǎn)如下：ｂ設(shè)備簡單，投資少，見效快。適合我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展；工藝簡便，生產(chǎn)技術(shù)易掌握，只需經(jīng)過短期培訓(xùn)即可進(jìn)行生產(chǎn)；制品樹脂含量高，耐腐蝕性好。手糊工藝流程工藝流程圖見圖4.1[2]圖4.1ａ增強(qiáng)材料準(zhǔn)備：玻璃纖維布首先要進(jìn)行熱處理去除纖維表面的蠟，然后按要求裁剪，玻璃布的裁剪要與以后的鋪放緊密配合。ｂ樹脂膠液配膠：按制品的性能要求選擇樹脂，膠液配制的控制指標(biāo)是流動性(粘度)及凝固時(shí)間。每次配膠量不宜過多，以免膠凝不好操作[12]。模具的準(zhǔn)備：手糊成型時(shí)均采用木模，為脫模方便，在模具表面要涂脫模劑。糊制成型：糊制是在模具上先涂上～貼在玻璃布上以排除氣泡。重復(fù)上述操作，直至達(dá)到所需厚度。環(huán)境溫度對樹脂固化影16PAGEPAGE25響很大，一般要求環(huán)境溫度不低于15℃，濕度不大于80。固化、脫模、修整、檢驗(yàn)：固化為常溫固化，制品經(jīng)24脫模后放置5～6天，使之充分固化，然后進(jìn)行去毛邊等修整工作，檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量。箱體手糊成型工藝模具選擇[13] 為保證玻璃鋼水箱外表面光滑美觀，采用陰模成型，為便于脫模采用拼裝式模具，模具分三塊，沿120°角分模，為脫模時(shí)不損壞制品表面，每塊模具上都設(shè)有頂出機(jī)構(gòu)，頂出機(jī)構(gòu)采用螺桿頂塊裝置，預(yù)埋在模具上。為保證模具有足夠剛性每塊模具用鋼架支撐補(bǔ)強(qiáng)鋼架根據(jù)模具外形尺寸預(yù)制好在模具成型時(shí)安裝上去模具材料采用玻璃鋼，母模采用水泥砂漿制作。具體工藝流程 模具拼裝→涂脫模劑→刷膠衣→糊制→刷食品級富樹脂層→固化→脫?！菡破贰鷻z驗(yàn)→成品箱體鋪層 筒身厚度為6mm，鋪層數(shù)由下式計(jì)算[15]n A 公式（4.1）m(kck)f f r筒身主要承受環(huán)向應(yīng)力，所以鋪層方向?yàn)?90°交替鋪設(shè)【24.1：表4.1名稱厚度增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料面樹脂鋪層數(shù)鋪層方向(mm)密度(g/m2)含量內(nèi)襯層1.5玻璃纖維表面氈3090%6[0/90]鋪層結(jié)構(gòu)層3.50.4中堿方格布34055%7[0/90]鋪層外保護(hù)層1玻璃纖維表面氈3070%2[0/90]鋪層箱蓋、箱底的成型工藝箱蓋和箱底都采用手糊成型工藝，同樣為了保證外觀性能采用玻璃鋼陰模，模具需要鋼架支撐補(bǔ)強(qiáng)，工藝和箱底基本一樣，采用氣動脫模。除無模具拼裝步驟外，工藝流程與箱體成型基本相同。鋪層數(shù)由公式（4.1）計(jì)算，箱蓋鋪層見表4.2，箱底鋪層見表4.3。表4.2名稱厚度增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料面樹脂鋪層數(shù)鋪層方向(mm)密度(g/m2)含量內(nèi)襯層1.5玻璃纖維表面氈3090%6[0/90]鋪層結(jié)構(gòu)層3.50.4中堿方格布34055%7[-45/90/45]鋪層外保護(hù)層1玻璃纖維表面氈3070%2[0/90]鋪層表4.3名稱厚度增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料面樹脂鋪層數(shù)鋪層方向(mm)密度(g/m2)含量內(nèi)襯層1.5玻璃纖維表面氈3090%6[0/90]鋪層結(jié)構(gòu)層7.50.4中堿方格布34055%15[0/90]鋪層外保護(hù)層1玻璃纖維表面氈3070%2[0/90]鋪層注意事項(xiàng)①玻璃布糊制以免造成層間粘接不良，而影響制品質(zhì)量。膠衣層用表面氈來增強(qiáng)。糊制時(shí)應(yīng)注意樹脂對玻璃纖維的浸漬情況，首先使樹脂浸潤纖維束的整個(gè)表面，然后使纖維束內(nèi)部的空氣②搭縫處理同一鋪層纖維盡可能連續(xù)，忌隨意切斷或拼接，但由于產(chǎn)品尺寸、復(fù)雜程度等原因的限制難以達(dá)到時(shí)，糊制時(shí)可采取對接式鋪層，各層搭縫須錯(cuò)開直至糊到產(chǎn)品所要求的厚度。糊制時(shí)用毛刷、毛輥、壓泡輥等工具浸漬樹脂并排盡氣泡。另外拐角處的圓角設(shè)計(jì)也要充分注意。[9]水箱的后處理水箱主體成型后需要根據(jù)要求對其經(jīng)行后處理。比如：人孔、進(jìn)水口、溢水口、排水口、排污口等的開設(shè)。開設(shè)孔后要對其經(jīng)行補(bǔ)強(qiáng)，此外還要特別注意密封。5零部件設(shè)計(jì)進(jìn)水孔、孔溢水孔、出水孔、排污孔、排氣孔尺寸和相應(yīng)法蘭的尺寸5.1確定表5.1手糊成型法蘭接管尺寸接管內(nèi)徑/mm最小壁厚/mm法蘭最小厚度/mm輪殼最小厚度/mm輪殼最小長度/mm255136513851365151513651765136511025136511525136512035148572545171070305519107635662111835.15.2表5.2（單位/cm）法蘭尺寸 螺孔分名稱高度孔徑法蘭壁厚輪殼厚度輪殼長度法蘭直徑螺孔直徑螺孔數(shù)布圓直徑進(jìn)水孔2007.51.30.66.015.01.2415出水孔107.51.30.66.015.01.2415溢水孔1957.51.30.66.015.01.2415排氣孔箱頂5.01.30.66.015.01.24排污孔06.51.30.66.015.01.2415人孔法蘭及人孔蓋孔徑為2R=74cm，位置在人孔蓋中間，其他數(shù)據(jù)參考表5.3計(jì)算確定。表5.3頂部人孔標(biāo)準(zhǔn)（正常大氣壓）公稱直徑/mm法蘭蓋中心直徑/mm法蘭蓋厚度/mm螺孔中心直徑/mm螺栓孔直徑/mm螺栓數(shù)量/個(gè)4506301058013165007001064013205507601068013206008101075013205.396.5cm1.0cm，螺孔直徑1.3cm.輪殼厚度為1.5cm，螺栓數(shù)為2089.5cm。零部件成型進(jìn)水孔、孔溢水孔、出水孔、排污孔、排氣孔的相應(yīng)法蘭，人孔法蘭及人孔蓋均采用手糊成型，模具選用陽模。工藝流程：模具清理→涂脫模劑→刷膠衣→糊制→刷食品級富樹脂層→固化→脫?！菡破贰鷻z驗(yàn)→成品6安裝及連接玻璃鋼水箱連接主要分膠接連接和機(jī)械連接，本設(shè)計(jì)法蘭與水箱的連接采用膠接連接，箱體與箱頂、箱底的連接以及人孔法蘭與人孔蓋的連接采用機(jī)械連接。膠接連接膠接連接主要有搭接，斜口接、T型粘結(jié)等，其特點(diǎn)是膠接結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，應(yīng)力分布均勻，外表光滑整潔，工藝簡單，周期短，省工省時(shí)。玻璃鋼圓筒形水箱法蘭與箱體的連接采用膠接連接分為對接。膠黏劑采用成型玻璃鋼水箱所采用的不飽和聚酯樹脂加入引發(fā)劑、促進(jìn)劑等配制而成。[18]注意事項(xiàng)：表面處理 膠結(jié)表面應(yīng)平整，但不宜光滑。膠結(jié)前應(yīng)預(yù)先使用砂紙進(jìn)行打磨把附著在表面的脫模劑、灰塵、水分等影響膠結(jié)質(zhì)量的物質(zhì)清除干凈。ｂ在兩次膠接區(qū)，已固化層合板的最后一層最好用玻璃纖維短切原絲氈，膠接面應(yīng)打磨，并清除油污及灰塵，第二次膠接的第一層也最好采用玻璃纖維短切原絲氈。ｃ連接層的各層采用逐層增長的模式連接，如果是帶角度的連接進(jìn)行側(cè)板與底板及側(cè)板與側(cè)板之間的補(bǔ)強(qiáng)。[11]法蘭連接便（運(yùn)輸過程中被碰壞。一般采取箱頂部分的人孔接管法蘭先在工廠安裝好，側(cè)壁部標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行三角撐板加強(qiáng)和內(nèi)外補(bǔ)強(qiáng)。機(jī)械連接其優(yōu)點(diǎn)是：易于檢查，易于拆卸。本設(shè)計(jì)的水箱箱體和箱底、箱頂以及人孔法蘭和人孔蓋的連接均采用此螺栓鏈接，同時(shí)出于水箱密閉性要求考慮，三處連接都需加橡膠密封墊，以保證水箱不漏水。[16]7制品檢驗(yàn)玻璃鋼水箱的檢驗(yàn)主要有外觀檢驗(yàn)和內(nèi)在質(zhì)量檢驗(yàn)兩個(gè)方面：外觀檢驗(yàn)外觀質(zhì)量可用眼睛觀察及用手和簡單工具進(jìn)行檢查。主要內(nèi)容有:ａ膠衣層狀況(顏色均勻一致和平整光潔程度，有無針孔、裂紋等弊病);ｂ固化程度(用敲擊法、巴柯爾硬度計(jì)來封斷和測試);ｃ邊緣平整光潔情況:ｄ另一自然面的狀況(表面樹脂層狀況、纖維浸透狀況、表面平整及有無氣泡、表面固化程度等);ｅ附屬件的安裝質(zhì)量;ｆ外形及尺寸情況。物理化學(xué)性能檢驗(yàn)及參照標(biāo)準(zhǔn)7.1[14]7.1拉伸強(qiáng)度巴氏硬度吸水性

參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T1447GB/T1449GB/T3854GB2577GB/TGB/TGB5750滲漏檢驗(yàn)45cm24h后，觀察有無滲漏現(xiàn)象。[17]進(jìn)出水口密封性在進(jìn)出水孔上安裝與進(jìn)出水孔相適應(yīng)的金屬管道，在跨度70cm的一端設(shè)立一個(gè)支點(diǎn)，在中間加荷重0.98kN，觀察水箱在滿水狀態(tài)下1h后進(jìn)出水孔是否漏水。主要的儀器檢驗(yàn)方法X脂集聚、疏松、皺褶、金屬夾雜物等。[19]ａ裂紋或分層主要是指布層間的分離和布帶斷裂，底片影像特征為:層壓板材中;;裂紋形狀，因產(chǎn)品外形而異，多呈兩頭有尖的彎曲黑色線紋。ｂ樹脂集聚即產(chǎn)品某一局部樹脂過多，底片影像特征與裂紋或分層相仿，但較同等程度的裂紋傷影像的反差為小，而且影像輪廓也不清晰。疏松 即產(chǎn)品某一局部致密性降低有微小氣孔不規(guī)則地分布著或有小裂紋小樹脂集聚存在。底片影像特征，呈不規(guī)則的層云狀黑色斑紋。皺褶 可按方向不同分為環(huán)向皺摺(沿制品環(huán)向分布)和軸向皺摺(沿制品軸方向)。底片影像特征呈波浪狀。金屬夾雜物 玻璃鋼中的金屬夾雜物在底片中的影像特征是同夾雜的金屬形狀相同的白色影像。圓筒形水箱所有檢驗(yàn)項(xiàng)目均合格后方可使用。出廠檢驗(yàn)檢驗(yàn)項(xiàng)目ａ每塊單板需進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，每臺水箱需進(jìn)行外觀滲漏性試驗(yàn)。ｂ每批單板需對外觀尺寸進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。抽樣方案以相同外形尺寸、相同材料及工藝連續(xù)生產(chǎn)的1000塊單板為一批，采用正常檢驗(yàn)一次抽樣方案，抽樣方案見表7.1抽樣依據(jù)GB2828

檢驗(yàn)水平特殊鍵沿水平S-2

AQL2.5

樣本 判定組數(shù)5 ［０，１］ａ外觀不符合質(zhì)量要求的單板，判為不合格品；ｂ抽樣檢查單板外形尺寸時(shí)，如所抽5塊單板均符合