预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示，源文件没有水印，内容可编辑和复制

　　玻璃钢贮罐是玻璃钢制品中应用非常广泛的一种，主要是采用微电脑控制的缠绕工艺制成。与传统的金属、钢筋混凝土相比，它有如下特点：耐腐蚀性能好；强度高、自重轻；隔热保温效果好；成型容易；安装、运输方便等等。目前对于玻璃钢贮罐的设计主要分卧式和立式。目前我国在玻璃钢贮罐方面的设计和检测标准已经比较健全，如国家石油和化学工业局发布的《HG-T20696-1999玻璃钢化工设备设计规定》，我国工业和信息化部发布的建筑行业标准《JCT 587-2012玻璃纤维缠绕增强热固性树脂耐腐蚀立式贮罐》，《JCT 718-2012 玻璃纤维缠绕增强热固性树脂耐腐蚀卧式贮罐》。但是对于特定的贮罐，如何对其进行结构计算和受力分析，对此进行细致深入的研究很少。

　　卧式玻璃纤维增强塑料储罐主要用作化工化工储罐、运输罐车、反应釜、喷雾洗涤剂器等。与立式贮罐相比，卧式储罐的容积较小，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提高贮罐的物理化学性能，以适应不同介质和工作条件的需要。

　　玻璃钢贮罐具有一系列的优点，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。

　　罐用的原材料、生产工艺、结构形式、产品性能和几何尺寸、验收条件等等，规了玻璃钢产品市场，对提高玻璃钢贮罐产品的质量起到了促进作用。目前国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。

　　本课题研究一种容积为30m3卧式玻璃钢原油储罐，储存介质为原油（20o C，）密度为810kg/m3，工作温度为20o C，所受的压力为

　　玻璃钢贮罐按形式分类可分为立式贮罐、卧式贮罐等。100m3以上为大型贮罐，多为立式贮罐；100m3以下的为小型贮罐，多为卧式贮罐。本次设计的储罐

　　所以选择卧式储罐。本次设计的直径D=2800mm ，高度，桶体长度4000mm ，封头壁高度700mm

　　储罐尺寸的确定：取储油罐径2800mm ，储罐容积V 计算公式为： V H 3L 4D

　　卧式圆桶形的封头一般采用凸形封头，常用的封头有半球形，半椭圆形封头和蝶形封头。

　　半球形封头：受力最佳与筒体平滑过渡，局部附加应力小。但是由于这样的封头深度大，手糊成型不方便，脱模比较困难，所以很少选用。 （2）半椭圆形封头：其是由半个椭圆球壳和一段高度为H 的圆桶

　　形部分构成。由于半椭圆封头曲线曲率半径变化是连续的，所以封头中应力分布比较均匀，受力仅次于半球形分头，加工也比较方便。

　　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 的过度部分组成。应力分布不如椭圆形分布均匀，缓和。 小结：综上分析，选择半椭圆形封头，因为其加工简单，且受力条件好，依据本课题要求，满足使用条件。（H==700mm ）

　　为充分利用封头的加强作用，使A≤，取A=660mm。取鞍座的包角150°，采用双鞍座，鞍座间距L-2A=2680mm，小于公称直径的倍，因此可以采用双鞍座。

　　（1）衬层：主要起防腐、防渗作用。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，要求胶量达90%左右，其厚度为~。

　　（2）次表层：主要是防止介质渗漏结构层承受载荷引起的各种应力，其含胶量比表层低，通常有短切纤维制成的短切毡铺成。

　　（3）结构层：贮罐的所有载荷靠该层次来承受。通常由连续纤维缠绕成型，玻璃钢储罐的结构设计主要是确定这一层的铺层方式和厚度。

　　工程上通常选用玻璃纤维、凯夫拉纤维或者碳纤维作为增强材料。对于硼纤维，由于它的刚度大和直径粗，弯曲半径大，成型困难，所以应用围收到很大的限制。所以，在生产中一般以玻璃纤维为主。玻璃纤维价格便宜，性能优异，可以满足储罐的使用要求，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、捻布、短切毡、表面毡、玻璃纤维无捻粗纱和短切玻璃纤维。玻璃纤维按其使用要求分为：

　　（1）E-玻璃纤维，无碱纤维，具有优良的、耐老化性和耐水性。 （2）C-玻璃纤维，耐酸性好，耐碱性不如无碱纤维，成本低。 （3）A-玻璃纤维，有碱纤维，含碱量大于12%。 （4）S-玻璃纤维，高强度玻璃纤维，拉伸强度较大。 （5）中碱玻璃纤维，耐酸性好，成本低。

　　（6）耐碱玻璃纤维，抗碱性较好，主要用于增强水泥制品。 （7）空心玻璃纤维，纤维中空，弹性模量较高。

　　长期使用温度-50℃～110℃，可耐酸、碱、盐溶剂或酸碱交替等恶劣的腐蚀环境，具有优异的耐腐蚀性能，其阻燃性能高于一般树脂

　　BPA 是一种食品级树脂，长期使用温度-50℃～80℃，逐渐被乙烯基取代，具有优良的耐

　　为充分利用封头的加强作用，使A ≤ ，A=660mm ，取鞍座包角150o ，采用双鞍座。

　　在工程中储罐自重所占的比例仅为介质的5%~10%，储罐容积越大，其比例越小。所以取储罐自重为介质质量的8%，于是总载荷为：

　　筒体衬层外成型短切毡2层（规格为200g/m 2），然后采用单螺旋缠绕成型，缠绕角±55o 。在进行强度计算时，不考虑衬层的强度。取总安全系数为10。 ①确定许用应变，短切毡单层的许用应变为：

　　③确定螺旋缠绕的纤维量 设单螺旋缠绕（±55o ）的纤维用量为n kg/m 2， 周向：2

　　(γ-+=计算各层壁厚 式中 m f -----纤维的质量含量； γm -----树脂的相对密度；

　　m of ----层和结构中的单层或单层组在单位面积上的纤维质量，kg/m 2； t i -----i 单层或单层组的厚度；

　　每层单位载荷2mm ，设层数为n 2n ≥，n=，所以n=6层 筒体载荷强度校核

　　E ui ---各单层组的单位弹性模量，（ -2玻璃纤维） f ----安全系数，通常f=4

　　封头采用手糊成型的方式衬层外成型，选用延伸率较大的乙烯基酯树脂做基体，采用1-衬层，2-短切纤维原丝毡（/m2），3-短切纤维原丝毡（/m2），4-无捻粗纱方格布（/m2）5-表面薄毡

　　（1）强度高：纤维比强度是钛合金的3倍，钢的4倍。玻璃纤维缠绕压力容器比一般同体积的钢制容器，质量轻40%-60%

　　（2）可靠性强：缠绕成型很好的解决了韧性与强度的矛盾（金属的韧性随强度提高而降低）

　　（3）生产效率高：缠绕制品质量高而稳定，可以采用机械化或自动化生产，需要操作工人少，缠绕速度快，生产效率高，适用大批量的生产。

　　米乐M6平台 M6平台网页版

　　玻璃纤维在使用前，一般都需要烘干处理，因为玻璃纤维往往含有一定水分，而这些水分的存在给玻璃钢制品的性能带来很多不利影响，如极易引起材料腐蚀，从而导致微裂纹进一步扩不利于树脂与玻璃纤维的粘结，从而导致玻璃钢制品强度和耐蚀性下降。一般要求无捻粗纱在60～80℃烘干24小时。

　　玻纤浸胶含量分布在玻璃钢卧式贮罐的加工制造过程中，玻纤含胶量的控制非常的重要，它直接影响着玻璃钢贮罐的性能。含量过高或过低都会带来不利影响，如过高，会造成玻璃钢贮罐材料复合强度降低；过低带来的不良影响也会很多，如纤维的孔隙率增加，气密性变差，抗老化性能降低，同时还会影响纤维强度的发挥，降低材料的剪切强度。如果贮罐玻璃钢材料含胶量不均匀，自然会造成材料强度不均，降低产品使用寿命。因此，玻纤含胶量必须严格控制，要求结构层含胶量在25%～30%

　　缠绕力力的控制在长纤维缠绕过程中是非常重要的环节。力不匀或者力过大、过小均会影响产品性能。在工艺设计过程中，若缠绕力设置得过大，会导致纤维更易磨损，从而降低产品强度。相反，如果缠绕力设计的过小，装满液体介质后，衬的变形会比较大，导致贮罐的疲劳性能降低。除此之外，缠绕力对玻璃钢贮罐的含胶量也会产生很大影响。为了玻璃钢贮罐应力均匀，使外层的纤维能同时承载，可以在缠绕时可以逐渐降低力的大小，这样，外层纤维的初始应力就会相同。

　　纱片宽度的变化会造成纱片间隙，它的形成，容易使树脂在此处产生堆积，成为富树脂区，这就形成了结构上的薄弱环节，使贮罐的整体性和强度受到影响。（6）.纱线速度也就是缠绕速度，在作工艺设计时，要将其控制在一定围。在加

　　工时，速度一定要注意保持均匀。速度过低或过慢都不好，纱线速度过低，导致生产率低，产品成型慢，成本增高；速度过大，则会使缠绕过程不稳定，易产生颠簸振动，从而导致贮罐材质不匀，性能下降。一般将纱线速度控制在 左右。

　　固化制度常温固化和加热固化是玻璃钢固化时常用的两种方法，其中常温固化，化学反应慢，周期长，而加热固化，由于加热温度的提高，反应速度加快，能提高生产效率，有效缩短生产周期[36]。所以本设计采用加热固化。这一工艺需要设计的工艺参数有加热温度，加热速度，保温温度及保温时间。升温速度一般控制在℃/min～1℃/min 之间，本设计选用1℃/min。这一工序中还应注意的问题是，要控制玻璃钢的冷却速度，防止速度过快导致玻璃钢材料部应力过大，最终发生破裂。

　　环境温度在贮罐制备过程中，环境温度不可以过低，否则会导致某些固化剂的低温析出，树脂的粘度升高，从而使纤维浸渍不充分。所以要保证缠绕过程的浸渍效果，必须将环境温度控制在一定的围，本文产品制造过程中要求环境温度控制在15℃～25℃。

　　封头采用手糊成型的工艺，手糊成型工艺在实际生产中包括的主要容。（1）生产场地：手糊成型的工作场地的大小，要根据产品大小和日产量决定，场地要求清洁、干燥、通风良好，空气温度大约在15℃～25℃之间，后加工整修段需设有抽风除尘和喷水装置。

　　配胶量不能过多，每次要保证在树脂凝胶前用完。（4）糊制与固化铺层糊制：用预浸布为原料，先将铺层加热软化，然后一层一层地紧贴在模具上，并注意排除层间气泡，使密实。

　　手糊工具：手糊工具对保证产品质量影响很大。有羊毛辊、猪鬃辊、螺旋辊及电锯、电钻、打磨抛光机等。

　　固化：制品固化分硬化和熟化两个阶段：从凝胶到三角化一般要24h，此时固化度达50%-70%（巴克尔硬性度为15），可以脱模，脱后在自然环境条件下固化1-2周才能使制品具有力学强度，称熟化，其固化度达85%以上。加热可促进熟化过程。

　　本课程采用压力脱模：磨具上留有压缩空气或水入口，脱模时将压缩空气或水（）压入模具和制品之间，同时用木锤和橡胶锤敲打，使制品和模具分离。