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mile体育下载:立式玻璃钢贮罐设计

来源:mile体育下载  发布时间:2025-12-16 09:01:58


 

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  缠绕张力大小、各纤维束间张力的均匀性,以及各缠绕层之间纤维张力的均匀性,对制品的质量影响极大。张力过小,制品的强度低,内衬层所受压缩应力较小,因而内衬在充压时的变形较大,其疲劳性能就越低。张力过大,则纤维磨损大,使纤维和制品强度下降。此外,缠绕张力对制品的密实度和含胶量会产生很大的影响。为了使制品里的各缠绕层不会由于缠绕张力作用导致产生内松外紧的现象,采用张力递减制度,使内外层纤维的初始应力相同,容器充压后内外层纤维能同时承受荷载。

  贮罐罐底为平板,直接安装在平面基础上。贮罐内的液体重可直接传给混凝土基础,因此,罐底所受的应力很小。但罐底和罐壁连接处受力十分复杂,一般都需要加强[7]。如图3.1

  罐体构件在工厂内预制,运输到现场后,用螺栓把玻璃钢构件连接制成贮罐壳体,然后在罐体外缠绕钢丝绳,使罐体受压应力。当贮罐装满液体介质后,环向压应力变成拉应力,而拉应力主要用钢丝绳承担。

  贮罐直径 ,高 ;罐顶为拱形顶盖,罐底为平底直接安装在基础平面上。贮罐内为质量分数为70%的硫酸,密度 。贮罐顶均匀雪载荷 ,风压为 ,无地震。玻璃钢材料的拉伸强度为140MPa,压缩强度为89MPa,安全系数[6] 。

  C、按设计的基本要求缠制内衬层和加强层。在制作的步骤中,始终进行手动滚压,排除气泡,待树脂固化后脱模。

  将第二个封头和钟罩对接成一个整体。对接时先将两部分对接边磨成坡口,用短切毡片和聚酯树脂进行加强,保证组装区平整。

  封头的内衬层用喷射成型或手工成型,铺覆方法依据设计的基本要求,可选用喷射、干法或者湿法缠绕。制作封头的加强层,采用喷射和铺玻璃纤维布。

  待钟罩固化完全后脱模。脱模是利用液压空气,通过模具上的脱模孔使模具和钟罩间形成一层空气垫,靠空气压力将钟罩推出。

  B、锥形顶盖自由支承在贮罐的周边上。玻璃钢顶盖在承受外压时,其最大应力发生在椎体的最大直径处。

  C、拱形顶盖与锥形顶盖相比,结构相对比较简单、刚性好、承载能力强,是广为使用的一种形式。

  常用立式贮罐支座有床式、悬挂式、角环支承式和裙式4种形式。床式支座是将贮罐直接置于基础上,属于直接支承形式。悬挂式支座又称耳式支座或耳架,每台贮罐一般配置两个或四个支座,但在安装时不容易保证各制作在同一平面上,也不能够确保各支座受力均匀。角环支承式支座通常用于贮罐高度小且离地面较近的情况。裙式支座简称裙座,大多采用圆筒形式。床式支座简单方便、使用较广,此贮罐采用床式支座。

  玻璃钢贮罐向着抗渗漏性、多功能(阻燃性、防静电、结构强度)、复合化(热塑性内衬、玻璃钢结构层)低成本的方向发展。玻璃钢贮罐设计的基本要求适应这一发展趋势,不断拓展玻璃钢贮罐的应用领域,依据使用条件和结构要求,合理选择材料,确定产品结构及形式和制造工艺方法,达到减少相关成本,满足使用上的要求的目的。

  玻纤含胶量的高低及其分布对玻璃钢制品性能影响很大,直接影响制品的重量及厚度;含胶量过高,玻璃钢制品的复合强度降低;含胶量过低,制品的纤维孔隙率增加,使制品的气密性、防老化性能及剪切强度下降,同时也影响纤维强度的发挥;此外含胶量变化大会引起应力分布不均,并在某些区域引起破坏[11]。因此,过程必须严控,控制结构层含胶量在25%~30%。

  经查阅中华人民共和国行业标准,玻璃钢贮罐标准系列HG 21504.1-92,立式贮罐容积 ,可选直径系列有 和 [2],本设计初选 ,因此贮罐的高度 ,取 。

  A、平顶盖可按承受908Pa荷载或地区雪荷载进行设计。顶盖板允许挠度值为1%。从提高顶盖刚度和减少相关成本来考虑,顶盖最好加肋。

  根据制品的使用条件,对复合材料的物理性能、耐非物理性腐蚀性能及力学性能进行设计,贮罐中储存的物质为质量分数为70%的硫酸,使用温度为90℃,有使用条件可知,所选择的树脂必须耐酸,具有高的热变形温度,此外还要有一定的力学承载能力。贮罐设计中常用树脂主要是不饱和聚酯树脂,由于不饱和聚酯树脂价格实惠公道,能够完全满足贮罐的使用上的要求[4],常用不饱和聚酯树脂的牌号如下:

  根据贮罐的生产数量和外观品质要求,本工艺选用玻璃钢模具。底板和顶盖选用阳模成型;拱板的表面质量发展要求高,并且要保证法兰连接的尺寸,拱形壁板选用阴模成型。

  先在模具上涂脱模剂,将加入引发剂和促进剂的不饱和聚酯树脂涂刷在磨具表面上,内衬层采用玻璃纤维采用表面毡,保证内衬层的树脂含量在90%以上;结构层使用玻璃纤维布,保证结构层厚度和控制含胶量在70%~80%;外表层糊制时树脂中要加入紫外线吸收剂,采用中碱玻璃纤维表面毡,糊制完以后铺一层聚酯薄膜,使制件获得双面光。

  纤维增强塑料贮罐大多数都用在储存各种腐蚀性液体、气体和粉末状物料,应用在石油、化工、冶金、造纸、城市供水等领域。这类贮罐强度、刚度和防渗漏性要求比较高,对于容积较大的贮罐,特别适合于纤维缠绕工艺或喷射工艺整体成型,不宜采用手糊工艺分块制造、最后组装的结构形式。

  玻璃钢贮罐具有一系列特点,如质量轻、抵抗腐蚀能力强、强度高、保温隔热效果好、成型容易、安装和运输方便、维护费用低等,在各工业领域得到普遍应用。我国玻璃钢贮罐的发展十分迅速,已经颁布了纤维增强塑料贮罐的标准,规定了贮罐用原材料、生产的基本工艺、结构及形式、产品性能和几何尺寸、验收条件等等,规范了玻璃钢商品市场,对提高玻璃钢贮罐产品质量起到了推动作用。目前国内玻璃钢贮罐大多数都用在地下石油贮罐、化工及食品容器、运输罐、三次采油聚丙烯酰胺母液贮罐、工业用超纯水贮罐、污染回收罐等等。目前,许多厂家用油从国外引进或自行生产的贮罐缠绕设备,可以有效的进行直径12m一下系列贮罐的现场缠绕,最大容积可达到2000m3,具有相当的生产能力[1]。

  具有优异的耐腐蚀和抗老化性能,可耐酸、碱、盐溶剂或酸碱交替等恶劣的腐蚀环境,经常使用温度-50℃~110℃,阻燃氧指数约为28。

  具有优异的耐腐蚀和抗老化性能,可耐酸、碱、盐溶剂或酸碱交替等恶劣的腐蚀环境,经常使用温度-50℃~110℃,其阻燃性能高于一般树脂,氧指数为28~35。

  根据贮罐的性能要求选用玻璃纤维和树脂种类及牌号。本设计中选用间苯型不饱和聚酯树脂、乙烯基型不饱和聚酯树脂或者阻燃型不饱和聚酯树脂,增强材料选用中碱玻璃纤维表面毡,中碱玻璃纤维布,中碱玻璃纤维短切毡,玻璃纤维需用浸润剂处理。

  贮罐用来储存质量分数为70%的硫酸,使用温度为90℃,并且有一定的力学承载,以及经济效益考虑选择中碱玻璃纤维,因为中碱玻璃纤维耐酸性好,成本低。

  颈高200mm选用人孔尺寸如表52表52贮罐选用的人孔尺寸人孔直径mm法兰及盖子直径mm法兰及盖子厚度mm螺孔分布圆直径mm螺栓孔直径mm贮罐的排液管设计在罐壁下部主要有四种形式本设计采用虹吸收原理排液经查阅中华人民共和国行业标准玻璃钢贮罐标准系列hg21504192立式贮罐容积选用排液孔直径100短接管伸出贮罐的长度1001354排气孔设置排气口的目的是将贮罐内的气体自由排放到大气中使贮罐不产生正压或者负压因此最小排气口尺寸应足以控制所有的联合入口或者排出口的排气量

  贮罐装配时,将罐体拱形板法兰重合,拧紧螺栓,用聚酯树脂胶泥填缝,并在贮罐内的接缝处糊制和内衬层材料相同的玻璃钢层密封。

  先制作一个玻璃钢贮罐的芯模,然后在芯模上糊制结构层,芯模成型后不必取出,它就代替了贮罐的内衬层。除芯模制作外,其它的成型工艺与手糊玻璃钢制品相同。

  具有一般的耐腐蚀和抗老化性能,可耐海水、弱酸及大气老化环境,经常使用温度-50℃~60℃,最高使用温度达100℃,这是一种较经济的树脂类型,抵抗腐蚀能力一般,阻燃氧指数约为26。

  有优异的耐腐蚀和抗老化性能,可耐中等浓度无机酸、碱、各种盐类等环境,经常使用温度-50℃~90℃,最高使用温度达105℃,阻燃氧指数约为26。

  由于此贮罐具有轴向应力,要进行螺旋缠绕;缠绕工序在缠绕机上进行。缠绕成型需要在全自动缠绕机上进行。缠绕到设计厚度后,旋转固化,最后在罐体上喷涂保护层。

  玻璃纤维表面的含有水分,不仅影响树脂基材与玻璃纤维之间的粘结性能,同时将引起应力腐蚀,并且使微裂纹等缺陷进一步扩展,从而使制品强度和耐老化性下降。因此玻璃纤维在使用之前一定要进行烘干处理。无捻粗纱在60~80℃烘干24h。

  贮罐迎风面得最大拉伸应力,应小于玻璃钢材料的许用拉伸强度;背风面得最大压缩应力[9],应小于玻璃钢材料的许用压缩强度。

  按照贮罐尺寸对称分为两半,用水泥制成阳模。先在水泥阳模上糊制玻璃钢,制成芯模的一半,然后再将两个半模粘合在成整体贮罐芯模。需要注意的是芯模用的玻璃钢材料必须是内衬层用的材料。内衬层的厚度一般是1.5~2.5cm。

  在拼接好的整体芯模上,按照设计厚度糊制玻璃钢结构层。固化后不需脱模,便可获得贮罐半成品。然后再根据设计开孔,装配入口及排液管等。

  缠绕玻璃钢成型是先将贮罐分成钟罩和封头。将这两部分组装在一起即构成贮罐的完整结构,然后再进行结构层缠绕。

  缠绕成型的贮罐所使用的模具一般为钢模,对模具进行清理是为了能够更好的保证其表面平滑,没有异物,使制得的产品内表面十分光滑,便于脱模。清理完后,用胶黏带堵住模具上的脱模孔。

  底板采用复合材料层合板,内表层2mm,外表层2mm,结构层6mm,内、外表层用0.4的表面毡或短切玻璃纤维毡铺设,各5层,结构层用0.4中碱方格布和乙烯基不饱和树脂糊制[8]。

  间苯型食品级树脂同间苯树脂一样具有优良的耐腐蚀和抗老化性能,经常使用温度-50℃~90℃,最高使用温度达105℃,阻燃氧指数约为26。

  玻璃纤维价格实惠公道,性能优异,能够完全满足贮罐的使用上的要求,增强材料选择玻璃纤维,常用的玻璃增强材料主要有无捻粗纱布、加捻布、短切毡、表面毡、玻璃纤维无捻粗纱和短切玻璃纤维[5]。玻璃纤维按其使用上的要求分为:

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