玻璃鋼立式儲罐課程設計

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　玻璃鋼貯罐是樹脂基復合材料制品中應用最廣泛的產品之一，與傳統(tǒng)的金屬、鋼筋混凝土貯罐相比，它具有耐腐蝕性能好、強度高、自重輕、隔熱保溫效果好、成型容易、維修方便、耐久性好及安裝、運輸方便的特點[1]。</p><p>　　由于玻璃鋼貯罐具有這些特點，它已廣泛用于化工、石油、造紙、醫(yī)藥、食品、冶金、糧食、飼料

2、等領域。我國玻璃鋼貯罐的發(fā)展十分迅速，已經頒布了纖維增強塑料貯罐的標準，規(guī)定了貯罐用原材料、生產工藝、結構形式、產品性能和幾何尺寸、驗收條件等等，規(guī)范了玻璃鋼產品市場，對提高玻璃鋼貯罐產品質量起到了促進作用。國產玻璃鋼貯罐主要采用機械化纏繞成型工藝，手糊成型已基本淘汰。工廠纏繞成型玻璃鋼貯罐容積可達150 ；現(xiàn)場纏繞成型的貯罐直徑達15m、容積可達2500 </p><p>　　玻璃鋼貯罐向著抗?jié)B漏性、多功能（阻

3、燃性、防靜電、結構強度）、復合化（熱塑性內襯、玻璃鋼結構層）低成本的方向發(fā)展。玻璃鋼貯罐設計要求適應這一發(fā)展方向，不斷拓展玻璃鋼貯罐的應用領域，根據(jù)使用條件和結構要求，合理選擇材料，確定產品結構形式和制造工藝方法，達到降低成本，滿足使用要求的目的[2]。</p><p><b>　　造型設計</b></p><p><b>　　貯罐的構造尺寸確定</b

4、></p><p>　　初取貯罐的直徑3.6m，則貯罐高度H= = =11.8m，故可初選貯罐的結構尺寸為：D=3.6m；H=12m。</p><p><b>　　貯罐頂蓋的設計</b></p><p>　　玻璃鋼貯罐頂蓋有平頂蓋、錐形頂蓋和橢圓形頂蓋三種形式。本設計采用拱形頂蓋，與錐形頂蓋相比，其結構簡單、剛性好、承載能力強，是立式貯罐

5、廣為使用的一種形式。為取得罐頂與罐壁等強度，罐頂?shù)那拾霃脚c貯罐直徑差值不超過20%。即 =（0.8 。</p><p><b>　　貯罐罐底設計</b></p><p>　　立式貯罐罐底采用平底，罐體與罐底的拐角處理，對貯罐設計極為重要。尤其是立式貯罐底部受力較為復雜，應引起足夠的重視。一般在拐角處都應設計成一定的圓弧過渡區(qū)，圓弧半徑不應小于38mm。</p&

6、gt;<p><b>　　支座設計</b></p><p>　　常用立式貯罐支座有床式、懸掛式、角環(huán)支撐式和裙式4鐘形式。床式支座是將貯罐直接置于基礎上，屬于直接支撐形式。因為支承面積大、設備底部的應力狀態(tài)均勻、應力集中的現(xiàn)象較少，所以這種支承方式可以不再采取其他固定措施，對于室外大型設備，大多要另加地角螺栓固定[3]，本設計采用床式支座。</p><p&g

7、t;　　造型設計簡圖 如圖2.1所示</p><p><b>　　圖2.1</b></p><p><b>　　性能設計</b></p><p><b>　　樹脂的選擇</b></p><p>　　根據(jù)制品的使用條件，對復合材料的物理性能、耐化學腐蝕性能及力學性能進行設計，儲

8、罐中儲存的物質為飽和鹽水，使用溫度為80℃，有使用條件可知，所選擇的樹脂必須耐鹽，具有高的熱變形溫度，此外還要有一定的力學承載能力。</p><p>　　貯罐設計中常用樹脂主要是不飽和聚酯樹脂，由于不飽和聚酯樹脂價格便宜，也可以滿足儲罐的使用要求，常用不飽和聚酯樹脂的牌號如下：</p><p>　　表3-1 樹脂的選擇要點</p><p>　　根據(jù)本儲罐的使用條件，

9、可以選擇乙烯基型不飽和聚酯樹脂。</p><p><b>　　增強材料的選擇</b></p><p>　　玻璃纖維價格便宜，性能優(yōu)異，可以滿足儲罐的使用要求，增強材料選擇玻璃纖維，常用的玻璃增強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[4]:</p><p>　　E-玻璃纖維，無堿纖

10、維，具有優(yōu)良的、耐老化性和耐水性。</p><p>　　C-玻璃纖維，耐酸性好，耐堿性不如無堿纖維，成本低。</p><p>　　A-玻璃纖維，有堿纖維，含堿量大于</p><p>　　S-玻璃纖維，高強度玻璃纖維，拉伸強度較大。</p><p>　　中堿玻璃纖維，耐酸性好，成本低。</p><p>　　耐堿玻璃纖維，

11、抗堿性較好，主要用于增強水泥制品。</p><p>　　空心玻璃纖維，纖維中空，彈性模量較高。</p><p>　　表3.2 無堿和中堿纖維的性能對比</p><p>　　儲罐用來儲存飽和鹽水，使用溫度為80℃，并且有一定的力學承載，以及經濟效益綜合考慮選擇無堿玻璃纖維，因為無堿玻璃纖維耐水性好，但成本較高。</p><p><b>

12、;　　2.3 助劑選擇</b></p><p>　　2.3.1引發(fā)劑的選擇</p><p>　　A.過氧化酮類引發(fā)劑</p><p>　　國內玻璃鋼工業(yè)大多用50%過氧化環(huán)已酮糊。純凈的過氧化環(huán)已酮為粉末狀，很不穩(wěn)定，需配成糊狀產品使用，單獨使用固化時間長。過氧化環(huán)已酮存在著易分層，在樹脂中不易分散、活性低、添加量大、固化程度不高、在低溫下易出現(xiàn)結晶等缺

13、點。</p><p><b>　　B.過氧化甲乙酮</b></p><p>　　過氧化甲乙酮是不飽和聚酯樹脂固化在世界上應用最廣泛的引發(fā)劑，其價格低、性能好，使用方便，和樹脂容易混溶[5]。</p><p>　　通過比較，選用過氧化甲乙酮做為引發(fā)劑。</p><p>　　2.3.2 促進劑的選擇</p>&

14、lt;p>　　由于引發(fā)劑選用了過氧化甲乙酮，所以促進劑選用鈷鹽類促進劑，且常用鄰苯二甲酸二甲酯稀釋后使用。</p><p>　　2.3.3 脫模劑的選擇</p><p>　　脫模劑采用聚乙烯醇溶液、脫模蠟等。</p><p><b>　　3 結構設計</b></p><p>　　3.1 立式貯罐結構設計</p

15、><p>　　3.1.1立式貯罐設計條件</p><p>　　裝滿飽和鹽水的立式貯罐，貯罐的高度為H，半徑為R，充滿飽和鹽水密度 / ，貯罐安裝在太原地區(qū)，貯罐頂均勻雪荷載 =400N/ ，風壓為 =300N/ ，無地震。玻璃鋼材料的拉伸強度 ，安全系數(shù)取K=10。貯罐內裝滿液體介質，以地面完全接觸方式安裝在水平面基礎上。</p><p>　　3.1.2 貯罐壁厚計算

16、[6]</p><p>　　罐體沿高度分為12段，先計算罐下1m處的壁厚</p><p>　　t= （4.1）</p><p>　　式中 p-----荷載引起的罐壁壓力。</p><p>　　P= 3.6N/cm

17、 （4.2）</p><p>　　= （4.3）</p><p><b>　　依次求得</b></p><p><b>　　=0.77cm</b></p><p><b>　　=0.93cm</b>

18、;</p><p><b>　　=1.08cm</b></p><p><b>　　=1.23cm</b></p><p><b>　　=1.39cm</b></p><p><b>　　=1.54cm</b></p><p>&l

19、t;b>　　=1.70cm</b></p><p><b>　　=1.85cm</b></p><p><b>　　=2.01cm</b></p><p><b>　　=2.16cm</b></p><p><b>　　=2.31cm</b&g

20、t;</p><p>　　由表查得貯罐對應段最小厚度均小于計算厚度，所以貯罐厚度以計算值為準。</p><p>　　3.1.3 貯罐頂蓋的厚度設計 </p><p>　　拱形頂蓋的曲率半徑 =D=3.6m。h為罐頂高，r為轉角曲率半徑，r小則h也小，一般取r=0.2D，此時h 0.2D，貯罐頂蓋受均布荷載 =400N/ 拱頂頂板的最小厚度為</p>&

21、lt;p>　　=4 =4 =0.27cm （4.4）</p><p>　　式中 --------頂板最小厚度，mm；</p><p>　　P--------作用在頂蓋上的荷載，MPa；</p><p>　　E-------拱頂材料的彈性模量，MPa。</p>&l

22、t;p>　　按強度設計的拱頂厚度，還必須進行穩(wěn)定性驗算，拱頂?shù)淖钚『穸炔坏眯∮?mm，大于計算結果，故取頂蓋厚度5mm。</p><p>　　在外載荷的作用下，拱頂?shù)脑S用臨界荷載為</p><p>　　[ ]=0.1 =0.1 1.1 =2121.9N/ >p （4.5）</p><p><b>　　故

23、設計安全。</b></p><p>　　3.1.4 貯罐底板設計 </p><p>　　罐底為平板，直接安裝在平面基礎上。貯罐內的液體重可直接傳給混凝土基礎，因此罐底所受的應力很小。但罐底和罐壁連接處受力十分復雜，一般需要加強，</p><p>　　根據(jù)ASTM—D3299中規(guī)定，底板厚度 取9.5mm，罐壁下部t=23.1mm時，拐角處 =32.6m

24、m，L=300mm，M=100mm。</p><p>　　根據(jù)底板厚度，可計算得，底板需鋪層的層數(shù)：</p><p>　　n= = （4.6）</p><p>　　纖維選用 無堿玻璃纖維氈，其單位面積質量為600g/ ，樹脂選用不飽和聚酯樹脂，密度為1.3g/ 。鋪層時可采用 各四層交替鋪層。</p>&l

25、t;p>　　3.1.5 風荷作用下貯罐強度設計 </p><p>　　貯罐設計地區(qū)風壓 =300Pa，計算風壓為</p><p>　　W=0.72 =0.72 300=216Pa （4.7）</p><p>　　貯罐沿高度方向承受的均布荷載為</p>

26、<p>　　=0.72 =0.72 777.6N/m （4.8）</p><p>　　由風壓引起的最大彎矩和剪力為</p><p>　　= 2=777.6 2=55987.2N m （4.9）</p>

27、<p>　　= （4.10）</p><p>　　貯罐迎風面的最大拉伸應力，應小于玻璃鋼材料的許用拉伸強度；背風面的最大壓縮應力；應小于玻璃鋼材料的許用壓縮強度。在最大風荷載下貯罐的厚度： </p><p>　　= = =0.039cm

28、 （4.11）</p><p><b>　　貯罐自重為</b></p><p>　　=罐體重+罐底重+罐頂重 D + +[ ]</p><p>　　=360 95 — ]</p><p>　　=2441.66+174+407.5=3023kg 302.3kN

29、 （4.12）</p><p>　　貯罐自重引起的抗風彎矩為</p><p>　　= =302.3 （4.13）</p><p>　　風壓引起貯罐的傾覆彎矩為</p><p>　　=5598

30、7.2N 5598.7kN （4.14）</p><p>　　貯罐不會因風壓而傾覆。</p><p>　　3.1.6 設計結果 立式貯罐設計結果如下：</p><p><b>　　管壁厚度</b></p><p>　　底部厚 2

31、3.1mm</p><p><b>　　上端厚 6.2mm</b></p><p><b>　　罐底厚 9.5mm</b></p><p><b>　　罐頂厚 5mm</b></p><p><b>　　3.2 支座設計</b></p>&l

32、t;p>　　本設計采用的是床式支座，因為該貯罐比較大，所以要另加地腳螺栓固定。如圖4.1所示。</p><p><b>　　圖3.1</b></p><p><b>　　4 工藝設計</b></p><p>　　玻璃鋼儲罐的成型方法主要有手糊成型工藝、纏繞成型工藝和預應力組裝成型。</p><p&

33、gt;　　4.1 預應力玻璃鋼組裝貯罐制造技術[7]</p><p>　　預應力玻璃鋼組裝貯罐制造，適用于大型貯罐。其特點是罐體構件在工廠內預制 ，運輸?shù)浆F(xiàn)場后，用螺栓把玻璃鋼構件連接制成儲罐殼體，然后在罐體外纏繞鋼絲繩，使罐體受壓應力。當儲罐裝滿液體介質后，環(huán)向壓應力變成拉應力，而拉應力主要用鋼絲繩承擔。</p><p>　　玻璃鋼貯罐由2塊加肋頂蓋板、18塊周邊帶法蘭的拱板和整塊底板組

34、成。各構件之間的連接主要由法蘭螺栓，并用作內襯層的材料。</p><p>　　這種貯罐的制造技術分為：玻璃鋼構件工廠制造；運輸?shù)浆F(xiàn)場后拼裝；纏繞鋼絲繩預加應力。</p><p>　　4.1.1 儲罐玻璃鋼構件制造</p><p>　　罐底、罐壁及罐頂玻璃鋼構件采用手糊成型工藝，工藝流程如下：</p><p><b>　　A、原材料

35、的準備</b></p><p>　　根據(jù)儲罐的性能要求選用玻璃纖維和樹脂種類及牌號。本設計中選用乙烯基型不飽和聚酯樹脂，增強材料選用無堿玻璃纖維表面氈，無堿玻璃纖維布，無堿玻璃纖維短切氈，玻璃纖維需用浸潤劑處理。</p><p><b>　　B、模具的準備</b></p><p>　　根據(jù)儲罐的生產數(shù)量和外觀質量要求，本工藝選用玻璃

36、鋼模具。底板和頂蓋選用陽模成型；拱板的表面質量要求高，并且要保證法蘭連接的尺寸，拱形壁板選用陰模成型。拱板選用陰模的原因，是為了保證法蘭尺寸及表面精確。</p><p><b>　　C、構件的糊制</b></p><p>　　先在模具上涂脫模劑，將加入引發(fā)劑和促進劑的不飽和聚酯樹脂涂刷在磨具表面上，內襯層采用玻璃纖維采用表面氈，保證內襯層的樹脂含量在以上；結構層使用玻

37、璃纖維布，保證結構層厚度和控制含膠量在70%~80%；外表層糊制時樹脂中要加入紫外線吸收劑，采用中堿玻璃纖維表面氈，糊制完以后鋪一層聚酯薄膜，使制件獲得雙面光。</p><p>　　4.1.2 儲罐現(xiàn)場安裝</p><p>　　儲罐裝配時，將罐體拱形板法蘭重合，擰緊螺栓，用聚酯樹脂膠泥填縫，并在儲罐內的接縫處糊制和內襯層材料相同的玻璃鋼層密封。</p><p>　　

38、貯罐殼體裝配好后，根據(jù)設計要求，在法蘭上開槽，在罐體外纏繞鋼絲繩。法蘭上的槽可作為導槽，使鋼絲繩按設計間距纏繞到玻璃鋼罐體上。由于貯罐受的環(huán)向應力是由底頂逐漸減少，因此，鋼絲繩的間距也逐漸由小變大。鋼絲繩纏繞張力控制十分重要，最佳的張力大小是使貯罐裝滿液體介質后，罐體的環(huán)向應力等于零，即應力完全由鋼絲繩承擔。</p><p>　　4.2 整體式玻璃鋼貯罐制造技術</p><p>　　整體式

39、玻璃鋼貯罐多為中小型，常采用手糊成型。本設計中貯罐為大型貯罐，不采用這種成型方式，故不做詳細介紹。</p><p>　　4.3 纏繞成型儲罐的制造技術</p><p>　　纏繞玻璃鋼成型是先將儲罐分成“鐘罩”和封頭。將這兩部分組裝在一起即構成儲罐的完整結構，然后再進行結構層纏繞。</p><p>　　4.3.1 “鐘罩”的成型</p><p>

40、;<b>　　A、模具的清理 </b></p><p>　　纏繞成型的儲罐的模具一般為鋼模，對模具進行清理是為了保證其表面平滑無異物，使制得的產品內表面光滑，便于脫模。清理完后，膠黏帶堵住模具上的脫?？?，</p><p><b>　　B、涂脫模劑</b></p><p>　　用脫模蠟或聚乙烯醇脫模劑在鐘罩模上均勻涂層，要求

41、厚度均勻，防止漏涂。</p><p><b>　　C、加熱樹脂</b></p><p>　　使其溫度達到35~40℃。</p><p>　　D、按設計要求的原材料和厚度制造內襯層</p><p>　　封頭的內襯層用噴射成型或手工成型，鋪覆方法根據(jù)設計要求，可選用噴射、干法或者濕法纏繞。制作封頭的加強層，采用噴射和鋪玻璃纖

42、維布。</p><p><b>　　E、脫模</b></p><p>　　待鐘罩固化完全后脫模。脫模是利用液壓空氣，通過模具上的脫?？资鼓＞吆顽娬珠g形成一層空氣墊，靠空氣壓力將鐘罩推出。</p><p>　　4.3.2 第二個封頭制造</p><p>　　A、清理模具，堵脫模氣孔；</p><p>

43、;<b>　　B、涂脫模劑；</b></p><p>　　C、按設計要求纏制內襯層和加強層。在制作過程中，始終進行手動滾壓，排除氣泡，待樹脂固化后脫模。</p><p><b>　　4.3.3 組裝</b></p><p>　　將第二個封頭和鐘罩對接成一個整體。對接時先將兩部分對接邊磨成坡口，用短切氈片和聚酯樹脂進行加強，

44、保證組裝區(qū)平整。</p><p>　　4.3.4 在纏繞機上進行纏繞</p><p>　　由于此臥式儲罐具有軸向應力，要進行螺旋纏繞；纏繞工序在纏繞機上進行。纏繞成型用的原材料為乙烯基酯樹脂，增強材料為中堿玻璃纖維。纏繞成型需要在全自動纏繞機上進行。</p><p>　　纏繞成型工藝參數(shù)控制[8]：</p><p><b>　　A、

45、纏繞角 </b></p><p>　　B、無捻粗紗的烘干處理</p><p>　　玻璃纖維表面的含有水分，不僅影響樹脂基材與玻璃纖維之間的粘結性能，同時將引起應力腐蝕，并且使微裂紋等缺陷進一步擴展，從而使制品強度和耐老化性下降。因此玻璃纖維在使用之前必須進行烘干處理。無捻粗紗在60~80℃烘干24h。</p><p>　　C、玻纖浸膠含量分布</p

46、><p>　　玻纖含膠量的高低及其分布對玻璃鋼制品性能影響很大，直接影響制品的重量及厚度；含膠量過高，玻璃鋼制品的復合強度降低；含膠量過低，制品的纖維孔隙率增加，使制品的氣密性、防老化性能及剪切強度下降，同時也影響纖維強度的發(fā)揮；此外含膠量變化大會引起應力分布不均，并在某些區(qū)域引起破壞。因此，過程必須嚴格控制，控制結構層含膠量在25%~30%。</p><p><b>　　D、纏繞張

47、力</b></p><p>　　纏繞張力大小、各纖維束間張力的均勻性，以及各纏繞層之間纖維張力的均勻性，對制品的質量影響極大。張力過小，制品的強度低，內襯層所受壓縮應力較小，因而內襯在充壓時的變形較大，其疲勞性能就越低。張力過大，則纖維磨損大，使纖維和制品強度下降。此外，纏繞張力對制品的密實度和含膠量會產生很大的影響。</p><p>　　為了使制品里的各纏繞層不會由于纏繞張力

48、作用導致產生內松外緊的現(xiàn)象，采用張力遞減制度，使內外層纖維的初始應力相同，容器充壓后內外層纖維能同時承受荷載。</p><p>　　E、紗片寬度的變化和纏繞位置</p><p>　　紗片間隙會成為富樹脂區(qū)，結構上的薄弱環(huán)節(jié)。紗片寬度很難精確控制，這是因為它會隨著纏繞張力的變化而變化，選取紗片寬度20mm。</p><p><b>　　F、纏繞速度</

49、b></p><p>　　纏繞速度通常是指紗線速度，應控制在一定范圍內。因為紗線速度過低，生產率低；紗線速度過大，運行不穩(wěn)，因產生顛簸振動。纏繞速度控制為0.85m/s。</p><p><b>　　G、固化制度</b></p><p>　　玻璃鋼的固化主要有常溫固化和加熱固化兩種，加熱固化制度包括加熱的范圍，升溫速度，恒溫溫度及保溫時間

50、。本設計采用加熱固化，因為加熱固化可以提高化學反應的速度，縮短固化時間，縮短生產周期，提高生產率。升溫速率一般在0.5℃/min~1℃/min，本設計選用1℃/min，既可以提高生產周期，提高生產率，又不至于影響玻璃鋼制品的質量。保溫時間由樹脂發(fā)生聚合反應所需要的時間和傳熱時間決定；降溫冷卻階段速度要始終，防止使制品產生內應力，并且要盡量縮短生產周期。</p><p>　　采用分層固化制度，這樣可以消弱環(huán)向應力沿

51、筒壁的分布高峰；可以提高纖維的初始張力；減緩樹脂含量沿筒壁分布不均的現(xiàn)象，同時利于溶劑的揮發(fā)，提高制品內外質量的均勻性。</p><p><b>　　H、環(huán)境溫度</b></p><p>　　環(huán)境溫度降低，樹脂的粘度升高，纖維浸漬不充分。所以環(huán)境溫度要控制在一定的范圍內，保證纏繞過程的浸漬效果，避免某些固化劑的低溫析出。環(huán)境溫度控制在15℃以上。</p>

52、<p>　　綜上三種方法，選用纏繞成型工藝，考慮到本貯罐體積較大，采用現(xiàn)場制作的纏繞成型工藝。</p><p><b>　　5 零部件設計</b></p><p>　　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。</p><p>　　5.1貯罐的開孔與補強[9]</p><

53、;p>　　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生較大的附加內力分量。其中影響最大的是附加彎曲內力，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

54、應力增長現(xiàn)象，稱為應力集中[10]。</p><p>　　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。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。</p><p>　　在實際工作中較多的采用局部補強形式。即在殼

55、體開孔處的一定范圍內將增加殼體的壁厚。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。</p><p>　　5.2貯罐進出口管和人孔設計[10]</p><p>　　5.2.1進出口管 </p><p>　　進出口管一般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180 100mm。殼

56、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表5.1所示。有時進口管插入殼體50 80mm，除了祈禱增強作用外，并能避免腐蝕液體進入殼體內時沿著殼壁流淌，沖刷殼壁[9]。法蘭接管尺寸選接管內徑51mm。</p><p><b>　　5.2.2人孔 </b></p

57、><p>　　人孔是為了檢查設備的內部空間，對設備內部進行清洗、安裝及拆卸內部結構而設置的。手孔通常是在短接管加一個盲板而構成。</p><p>　　表5.1 手糊成型法蘭接管尺寸（額定壓力0.18MPa）</p><p>　　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部，及時發(fā)現(xiàn)內表面的腐蝕、磨損或裂紋，并進行修補。常用的人孔形式為圓形。

58、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450 600mm，頸高100 150mm。人孔尺寸如表6.2所示。深度大于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。人孔尺寸選取人孔直徑508mm。</p><p>　　表5.2

59、典型人孔尺寸</p><p><b>　　5.3排液管 </b></p><p>　　貯罐的排液管通常設置在罐底和罐壁下部。其典型設計如圖5.1所示。</p><p><b>　　圖5.1</b></p><p><b>　　5.4排氣孔 </b></p>&l

60、t;p>　　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，使封閉貯罐不產生正壓或負壓。</p><p><b>　　5.5 液面計孔</b></p><p>　　液面計口用于測量液面高度。</p><p>　　經查閱中華人民共和國行業(yè)標準，玻璃鋼儲罐標準

61、系列HG 21504.1-92，立式儲罐容積，選用液面計口內徑。</p><p><b>　　6 安裝設計</b></p><p>　?。?）立式平底貯罐應安裝在連續(xù)支承的平面基礎上,并有足夠的強度,以支承充滿液體的貯罐。</p><p>　　（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。</p>&l

62、t;p>　?。?）與設備連接的管道及附件應避免其重量直接作用在設備上。起吊時，設備上的接管、人孔等不得作為著力點使用。</p><p>　?。?）儲罐下部如有接頭或法蘭連接的管子要垂直于桶壁，最好使用軟連接，以免裝滿液體后，桶壁上下不均勻膨脹導致接頭連接受損導致泄漏，嚴重時損壞接頭和桶體。</p><p>　?。?）開口斷面處應進行封閉處理，所用材料應與內襯層材料相同。</p&

63、gt;<p>　?。?）開孔補強[11]</p><p>　　貯罐是用連續(xù)纖維制成的整天成型的設備，由于工藝和結構上的需要，貯罐要開設各種孔，供成型接管或者零部件安裝時使用。用機械方法切孔后，無疑會破壞纖維的連續(xù)性，纖維被切斷后，不但會削弱貯罐強度，而且由于結構連續(xù)性受到破壞，殼體和接管變形不一致，在開孔和接管處將產生較大的附加內力分量，因此開孔處必須采取適當加厚接管或殼體厚度的方法，使之達到提高殼

64、體強度，降低應力集中系數(shù)。</p><p>　　在實際工作中較多采用局部補強形式，即在開孔處的一定范圍內增加殼體的壁厚，補強設計采用等面積補強法，即局部補強的面積必須大于或等于開孔所挖去的殼壁截面積。</p><p>　　在貯罐筒壁和封頭開設，按圖紙要求的直徑，并且在圖紙要求的位置開設圓孔，本設計總共開設八個孔，其中包括人孔、手孔、排液孔、排氣孔和液面計孔。</p><

65、p>　?。?）裝配法蘭及配件</p><p>　　貯罐纏繞層全固化后，從纏繞機上卸下，并拆除旋轉支撐環(huán)，然后按照圖紙安裝預先做好的進料口、出料口、排氣口、人孔和其他配件。</p><p><b>　　7 制品檢驗</b></p><p>　　每個產品必須進行出廠檢驗，檢驗項目有各層厚度，總厚度，溢流管尺寸，法蘭平面與管軸線垂直度，法蘭接管

66、方位偏差，管接頭力矩載荷，管接頭扭轉載荷，總質量，總長度，滲漏，巴氏硬度和外觀檢驗[12]。</p><p><b>　　7.1 各層厚度</b></p><p>　　用精度為0.05mm的卡尺對開孔處切取的試樣進行測量，測量五個點取最小值。7.2 筒體和封頭厚度</p><p>　　用精度為 0.05mm的卡尺對開口處切取的試樣進行測量，或

67、測量筒體的內、外徑。7.3 按設計充水，檢查溢流功能。7.4 貯罐裝滿清水后，用靜態(tài)電阻應變儀測量環(huán)向應變，取最大值7.5 內壁錐度用精度為lmm的鋼卷尺測量筒體兩端內徑差與其對應的長度，按錐度公式求得。7.6 彎曲強度和彎曲彈性模量按GB 1449測試，試樣從貯罐開口處切取，其長度方向的曲率可與貯罐的曲率一致。7.7 筒身軸向拉伸強度可用同工藝同層次的小直徑管試樣按 GB 5349測試。7.8 法蘭平面與接管軸線的垂直度

68、用角尺檢驗。7.9 法蘭接管的方位偏差用精度為lmm的鋼卷尺測量；角度偏差用角度尺測量。7.10 管接頭力矩載荷通過連接在管接頭法蘭上的一根lin長的管，將力矩載荷加到貯罐管接頭上來測量，加載增量為規(guī)定載荷的20％，直至加到規(guī)定的力矩載荷。7.11管接頭扭轉載荷通過連接在管接頭法蘭上的一根 lin長的管將扭轉載荷加到貯罐管接頭上來測量，加載增量為規(guī)定載荷的20％，直至加到規(guī)定扭矩載荷。7.12 總質量用地中衡或起吊時串接測力傳感

69、器測量。7.13 貯罐總長度用精度為 lmm鋼卷尺或合適的儀</p><p>　　測定固化度方法也很多，如：溶劑萃取法，差示掃描量熱法及紅外光譜法。但目前應用較廣的仍是溶劑萃取法。萃取就是利用不同物質在選定的溶劑中溶解度的不同分離混合物中組分的方法。萃取所選用的溶劑，要求對液體或固體混合物中被提取的組分具有選擇性的溶解能力。并要求有較大熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，較小的毒性和腐蝕性。</p><p

70、>　　將玻璃鋼粉末試樣（或其它增強材料的粉末試樣）用丙酮溶劑萃取。使沒固化的部分通過丙酮萃取而分離出來，根據(jù)萃取前后試樣的質量變化計算樹脂的固化度。丙酮溶劑萃取法適用于以環(huán)氧、不飽和聚酯、酚醛等為樹脂基體；以玻璃纖維、碳纖維，芳綸為增強材料的纖維增強塑料樹脂固化度的測定[14]。7.16 外觀檢測</p><p>　　內表面外觀質量在 100W白熾燈照明下目測，外表面在充足的日照下用肉眼目測，儲罐內表面應

71、該平整光滑，色澤均勻，無雜質混入，無纖維外露，無目測可見的裂紋、劃痕、瑕疵點及白化分層等缺陷。玻璃鋼層間粘結，不允許有分層脫層、異物夾雜、樹脂脫節(jié)等現(xiàn)象。其余外觀質量及修補辦法按照CD130A19-85規(guī)定[15]。</p><p><b>　　8 小結</b></p><p>　　玻璃鋼貯罐的應用由它自身的優(yōu)勢，應用越來越廣，但在設計貯罐時也要注意一些問題，在本產品

72、設計時，它包括有造型設計、性能設計、結構設計、工藝設計、零部件設計、安裝設計及制品檢驗。在性能設計時，要充分考慮它所貯存的介質，選擇合適的基體材料和增強材料，以滿足使用要求；在結構設計時，要充分考慮到它的受力情況，按標準選擇合適的直徑、高度等；在工藝設計時，要考慮到它的經濟性、方便性和可行性等，以使產品可以制造出來；在安裝設計時，要考慮到它的安裝場地及風雪等因素，根據(jù)不同的情況，對貯罐進行加固及其它處理；制品檢驗時要依照相關的標準，檢驗

73、合格才可以使用，以免造成不必要的損失。</p><p>　　總之，我們在進行設計時，一定要考慮的謹慎細致，以使我們的產品可以達到使用要求。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1].陳博.我國玻璃管道和貯罐的生產與應用[J].中國建材.1995.11：21~22.</p><p>　　[2

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