加强圈有两种形式一种是在筒体外设置加强圈另一种是在筒体内设置加强圈无论从美学还是力学的角度分析内置加强圈都要比外置加强圈要好因为筒体的应力是压应力如果还有操作内压作用时还会降低压应力的数值而采用外加强圈是筒体的应力是拉应力如果有操作内压作用时拉应力的数值会随之增加从防渗漏的角度分析拉应力对玻璃钢储罐来说是不利的因为树脂的延伸率比纤维大尽管玻璃钢

　　中北大学 课程设计说明书 学生姓名：詹锋学号：0603044238 学院：材料科学与工程学院 专业：复合材料与工程 题目：容积为60m3贮存质量分数为37%的硝酸 卧式玻璃钢储罐设计 指导教师：陈剑楠曹杨职称: 讲师讲师 2009年 12月 31日 中北大学 课程设计任务书 学年第一学期 学院：材料科学与工程学院 专业：复合材料与工程 学生姓名：学号： 课程设计题目：容积为60m3贮存质量分数为37%的硝酸 卧式玻璃钢储罐设计 起迄日期：2009年12月21日～2009年12月31日课程设计地点：中北大学材料科学与工程学院 指导教师：陈剑楠曹杨 系主任：李迎春 下达任务书日期: 2009年12月18日课程设计任务书

　　卧式玻璃纤维增强塑料贮罐主要用做化工贮罐、运输罐车、反应釜、喷雾洗涤器等。与立式贮罐相比，卧式贮罐的容积较小， 但具有搬运方便，可异地安装使用的特点。

　　玻璃钢容器、玻璃钢储罐耐化学腐蚀，使用寿命长，玻璃钢具有特殊的耐腐性能，在储存腐蚀性介质时，玻璃钢显示出其他材 料所无法比拟的优越性，可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂[1]。

　　玻璃钢容器、玻璃钢储罐设计灵活性大，罐壁结构性能优异，纤维缠绕玻璃钢可以改变树脂系统或增强材料来高速玻璃钢贮罐 及非标装置的物理化学性能，以适应不同介质和工作条件的需要。通过结构层厚度、缠绕角和壁厚结构和设计来调整罐体的承 载能力，制成不同压力等级或某些特殊性能的玻璃钢贮罐及非标装置，这是各向同性的金属材料无法与其相比的。

　　因为玻璃钢的比重通常为1.8-2.1，是钢的1/4-1/5，比钢、铸佚和塑料的比强度都高。玻璃钢的热膨胀系数与钢大体相当，热 传导系数只有钢的0.5%。玻璃钢贮罐具有一系列特点，如质量轻、耐腐蚀性强、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，在各工业领域得到广泛应用[2]。

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　　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、生产工艺、结构形式、产品性 能和几何尺寸、验收条件等等，规范了玻璃钢产品市场，对提高玻璃钢贮罐产品质量起到了促进作用。目前国内玻璃钢贮罐主 要用于地下石油贮罐、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、污染回收罐等等纤维增 强塑料贮罐是复合材料制品最广泛应用的一种产品结构形式，主要用于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。

　　图2-1 设计标准：《中华人民共和国行业标准 玻璃钢储罐标准系列HG 21504.1-92》，卧式储罐容积360V m =，可选直径系列有 2800D mm =和3000D mm =，本设计初选 3000D mm =，因此储罐的长度 85002()2 V L mm D π= =。 2.2 封头的选择 卧式圆筒形储罐的封头一般采用凸形封头，常用的凸形封头形式有半球形、半椭球形和蝶形封头[3]。 （1）半球形封头 受力最佳，与筒体的连接平滑过渡，局部附加应力小。但是由于这样封头深度大，手糊成型不方便，脱模比 较困难，所以玻璃钢储罐很少采用这样封头。

　　（2）半椭球形封头 其是由半个椭球壳和一段高度为h 的圆筒形部分组成。由于半椭球形曲线的曲率半径变化是连续的，所以 封头中的应力分布比较均匀，受力仅此于半球形封头，加工制造比较方便。

　　（3）蝶形封头 其是有折边的球形封头，由半径为R 的部分球面和高度为h 的圆筒形部分以及半径为r 的过渡部分组成，标准 蝶形封头0.9R D =且0.17r D =。在连接处，经线曲率半径有突变，应力分布不如椭球形分布均匀，缓和，但是蝶形封头的加工 制作最方便。

　　综合以上分析，选择蝶形封头，因为它加工制造最方便，本设计中的卧式储罐不是压力储罐，因此标准蝶形封头可以满足应力 使用要求，因此0.9R D =且0.17r D =，封 头高度0.52[()(2)] D H R R D R r =---550mm =。 2.3 伸臂长度确定 根据

　　图2-2 2.4 小节： （1）储罐鞍座选用三鞍座（如图2-1）,鞍座间距为3300mm （2）封头采用蝶形封头设计； （3）罐身长8500mm,内径3000mm； （4）进水、出水孔、人孔、液面计口、备用口安装标准按HG 21504.1-92《玻璃钢储槽标准系列》 （5）所用法兰按HG/T 21633-1991选用

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　　图3-1 （1）内表层 内表层也是防腐层，一般用玻璃纤维表面毡、有机纤维表面毡或其他增强材料的富树脂层，要求含胶量达到90%左右，其厚度 为0.25~0.5mm。各种材料指标如（表一）（2）次表层 其含胶量比内表层低，通常有短切纤维制成的短切毡铺成；其主要功能是防止介质渗漏。

　　（3）结构层 这一层是贮罐壁的主要结构，源自文库来承受外载荷，由连续纤维缠绕成型或由纤维织物手糊成型。玻璃钢贮罐的结构设计主要是确 定这一层的铺层方式和厚度。

　　（4）外表层 它是贮罐的结构层的外保护层。其功能是保护结构层免收外界机械损伤和外界环境

　　3.1基体的性能及其特点介绍： 1，内衬层树脂为SW901树脂，其特点如下： (1)极低的粘度，工艺性能好，放热峰在100°C以内； (2)成型树脂具有良好的力学性能和防腐性能； (3)其FRP成品可以在大于-45°C.的环境下面安全使用。 2，结构层树脂用S901，其特点是：价格便宜、实用性强，同时其强度要求满足工艺及其使用要求。 3.2增强材料的性能介绍： 3.2.1 聚酯毡 抗拉强力高、延伸性能好、热稳定性能优良、耐穿刺能力强、抗腐蚀、耐老化。

　　3.2.2 喷射纱 (1)硅烷偶联剂。 (2)优良的集束性和成带性。 (3)在树脂中能快速和彻底地浸透。 (4)优良的耐磨蚀性,无毛羽。 (5)优良的机械性能。 3.2.3 玻璃钢基布0.4布 玻璃钢基布（玻璃钢0.4布）是由中碱或无碱无捻粗纱纺织而成，无捻粗纱经硅烷偶连剂处理，易于被树脂浸润，耐腐蚀，强 度高，而且层间粘合性好，能适合各种曲面施工[7]。 3.2.4 表面毡，其特点如下： 玻璃纤维表面毡特有的生产工艺,决定其具有表面平整纤维分散均匀,手感柔顺,透气性好,树脂浸透速度快等特点.表面毡应用于 玻璃钢制品,良好的透气性能使树脂快速渗透,彻底消除气泡和白渍现象,它良好的伏模性适合任何形状复杂的产品和模制品表面, 能掩盖布纹,提高表面光洁度和防渗漏性,同时增强层间剪切强度和表面韧性,提高产品的耐腐蚀性和耐侯性,是制造高质量玻璃钢 模具及制品的必需用品. 产品适用于玻璃钢手糊成型，缠绕成型，拉挤型材，连续平板，线）内衬层选用树脂为SW901树脂； （2）结构层树脂用S901树脂； （3）外表层选用玻璃纤维表面毡混合S901树脂缠绕。 4 结构设计

　　4.1 储罐荷载计算和设计简图 4.1.1 储罐设计简图 储罐设计简图如图4-1所示：此储罐按照三支座外伸梁计算储罐受力分析