玻璃钢卧式贮罐设计.doc

玻璃钢卧式贮罐设计概述玻璃钢容器的应用玻璃钢容器的应用十分广泛它的主要用途是贮存各种液体，气体和粉末状固体或者运输这些物质据不完全统计；国外已经制造了各种类型的玻璃钢容器如玻璃钢桶、反应釜、化工贮罐、运输罐车、喷雾洗涤器，烟气洗涤器、冷却塔、烟囱、沉淀槽，漂白槽以及各种复合罐和防腐蚀内衬等例如，美国公路加油站，由于钢制贮罐的腐蚀而引起的环境污染问题时有发生，为了防止钢罐腐蚀采取了种种方法，如双层壳、塑料板加衬等，均不能做到使钢不腐蚀因此，在美国每年新设的5万个汽油地下贮罐中，约有4050%；改用玻璃钢罐日本玻璃纤维协会FPR开发推进委员会评价估算得出作为加油站地下贮罐的材料，玻璃钢比钢在成本和性能两个方面都有很大的优点。以30kL贮罐为例，玻璃钢罐的制造成本比钢罐高5080%，安装费用前者为后者的43%，制造加安装费两者几乎相当玻璃钢罐综合使用性能的得分则为钢罐的28倍，预计日本加油站用贮罐不久也有玻璃钢化的动向另外美国还生产了一些容积为2X105L，38X105L等大型玻璃钢贮罐其中有现场制造的纤维缠绕大型贮罐，容积250000gap，用于贮存盐酸现场绕制不仅可以制造无法运输的大型贮罐，而目缠绕的罐体结构没有接缝，因而强度很高此外，还有组装立式贮罐它是采用工厂预制罐体单元，在现场组装，外用包塑钢丝绳增强，内壁再糊以富树脂毡材衬层，起防渗耐腐作用由于钢丝绳承担了主要环向载荷，故玻璃钢壁厚也减薄了，这种贮罐工作压力为常压，装料系数94%，介质温度70此类罐毋须专用大型机器，克服了大罐制作难、运输难、造价高的三大难题唯在设计、制造、现场施工时，必须保证结构的整体性，否则易发生渗漏此类罐美国设计的最大达2700m3我国设计最大可达2000m3。在日本，近些年来，出现了不少大型玻璃钢罐其设计和制造的特点是：(1)由工厂制造耐腐蚀内面板，板宽14m，长与罐体高度相同，厚度约8mm(根据荷载情况确定)；(2)现场缠绕高强度层，它是以预先装好的内面板为芯模，机械式沿罐体高度方向往复缠绕罐体体积一般在1501500m3左右。总之，从容积和规格上看，各国多以中小型为主，少数国家生产大型和超大型贮罐，容积在10002000m3，其中包括我国在内。玻璃钢贮罐的发展趋势为：制造树脂含量高、渗漏性低、腐蚀裕量大的全玻璃钢结构；注意发展热塑性玻璃钢，如采用玻璃纤维增强聚氯乙烯或聚丙烯做罐体的内面板，外面用热固性玻璃钢加强中小型贮罐已标准化和定型化生产我国玻璃钢贮罐的产量和品种逐年增加手糊法(整体)玻璃钢贮罐最大容积一般为60m3在玻璃纤维缠绕贮罐这一领域，河北省冀县中意玻璃钢厂首家引进意大利威德罗西娜公司(VetroresinaSPA)的技术与设备，建成了我国第一个现代化的玻璃钢管道和贮罐专业生产厂，该厂已具有生产12m以下的系列贮罐，最大容积可达2000m3国内纤维产品还有铁路罐车，大型玻璃钢脱水塔以及各种类型的油罐、槽车、水泥罐、沉淀罐、母液罐、中和罐等玻璃钢罐的特点与分类由于玻璃钢性能具有可设计性，所以可按不同的用途设计各种贮罐，有效地发挥各组分材料的特长，做到合理用材或有效地代-替其它材料玻璃钢罐的特点如下：(1) 重量轻：玻璃钢的密度约为1519gcm3，为钢材的114，而强度却较高，所以比金属罐轻得多(2) 耐腐蚀：玻璃钢罐，一般比金属罐耐腐蚀，而且可以根据要求设计，(3) 热膨胀系数小，隔热性能好(4) 成型容易，维修方便玻璃钢罐的种类很多，这里就目前的一般分类方法简述如下1 按用途分类(1)液体贮罐：贮存各种液体，如油类、水、各种腐蚀介质等，(2)气体贮罐：贮存各种气体，如天然气、液化石油气等(3)固体贮罐：贮存各种粉末及颗粒状固体，如化肥、水泥、饲料及粮食等2按使用状态分类(1)地下式贮罐：如地下油罐等(2)地上式贮罐：这是通常大量使用的形式(3)半地下式贮罐：是上述两种形式的结合(4)水上式贮罐：如海上贮罐等(5)水下式贮罐：由于罐体在海中，不受风浪影响，不占土地，装危险品时险情少，可以接近常温保存，颇有发展前途(6)宇航式贮罐：由于玻璃钢轻质高强，耐高低温，适于做宇航式贮罐，如火箭上的燃料贮罐，飞机上使用的各种容器等3按使用压力分类(1)常压贮罐：通常指承受液体自重压力的贮罐(2)压力贮罐：除自重压力外，尚有其它压力的贮罐这里须注意：未经国家劳动安全监察部门批准，不得自行生产压力贮罐一般玻璃钢罐均系在常压下工作，即式中，P设计压力(kgfcm2)； Dg公称直径(m)真空度低于200mmHg4 按贮权外形分类(1)圆筒形贮罐：它有卧式与立式两类是常见的形式，较经济(2)矩形贮罐：设计时应尽量少用，其受力状态不如圆筒形，而且需要对棱角进行结构处理，并且常常设有水平和垂直加强肋比制造圆筒形贮罐复杂一些，因；而造价也要高一些一般在限定的矩形空间里，求得最大罐体容积时，采用矩形罐例如，楼房上的水箱，多采用矩形。(3)球形贮罐：由几何可知，一定的表面面积所能形成的最大体积是球体因此，从用料而言，球形是最理想的形式。通常玻璃钢贮罐的材料费用约占贮罐总造价一半以上加之球壳受力状态好，特别是加压贮存，球形更为有利球形贮罐可以采用喷射成型或纤维缠绕成型，机械化施工比较方便，但需要一定的技术和设备。总之，球形贮罐是一种有发展前途的罐体5按成型方式分类由于新的成型方法不断出现，这里仅就目前主要成型方法分类如下：(1) 接触成型模制玻璃钢贮罐：采用玻璃布或毡作为增强材料，聚酯树脂作粘合剂，手糊模制成型(2) 纤维缠绕玻璃钢贮罐：采用连续纤维机械缠绕成型(3) 短切纤维喷射成型玻璃钢罐(4) 分段组合成型玻璃钢贮罐：分段组合的形式很多，其中典型的是封头部分采用手糊成型，筒身段缠绕成型，然后胶接组合玻璃钢贮罐的层合结构耐腐蚀玻璃钢贮罐的层合结构由下列四层组成：(1) 内表层(也称耐腐蚀层)：通常是用玻璃纤维表面毡、合成纤维(要求耐氢氟酸时)、石棉或其他适当的材料增强的富树脂层(树脂含量为90%左右)要求表面光滑且没有纤维裸露，其厚度约为02505mm(2) 次内层(也称中间耐腐蚀层)：通常采用短切纤维增强，树脂含量70一80%其作用除了作为耐腐蚀层以外，更重要的是保护内表层一旦结构层发生裂纹，次内层起到保护或延缓裂纹向内表层延展的作用。厚度为20mm以上(3)