玻璃钢储罐标准及规范

作者：华强科技开发有限公司

概述： 

       中国1986年中意玻璃钢有限公司从世界上四大玻璃钢生产集团之一的Sarplast公司引进了当时的自动化纤维缠绕玻璃钢储罐成型设备，为中国*家自动化纤维缠绕成型玻璃钢储罐设备的生产单位，开创了我国玻璃钢工业发展的新纪元。经过几年来的消化、吸收、改进和与国内大专院校的合作，设备的工艺保证越来越高，如今中意公司已达到了第七版本的生产线，很好的解决了国产材料通过生产参数实现设计参数，保证了产品质量。 

玻璃钢储罐生产引用标准及规范： 

       JC/T587-95 《纤维缠绕增强塑料贮罐》 
       Q/ZY05—1995《玻璃纤维增强热固性树脂现场缠绕大型贮罐》 
       JC277-80?《无碱无捻玻璃纤维纱》 
       HGJ534-91《玻璃钢管和管件》 
       GB1446-83《纤维增强塑料性能试验方法总则》 
       GB13117-91《玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）用液体不饱和聚酯树脂》 

玻璃钢储罐生产检验检测方法： 

       GB3845－83《纤维增强塑料巴柯尔硬度试验方法》??? 
       GB2576-81 《玻璃纤维增强塑料不可溶分含量试验方法》 
       GB2577-81《玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法》 
       GB1463-78《玻璃钢比重实验方法》 
       GB1447-83《玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验方法》 
       GB1449-83《玻璃纤维增强塑料弯曲性能试验方法》 
       GB7193.6-87《不饱和聚酯树脂25℃凝胶时间测试方法》 

玻璃钢储罐生产主要原辅材料： 

       玻璃钢作为一种纤维复合材料，是以玻璃纤维作为增强材料，以合成树脂为基体复合而成的工程材料。不同的玻璃纤维和不同的合成树脂所组成的玻璃钢的性能是不同的。只有合理、科学的进行选材，用其所长，避其所短，才能充分发挥玻璃钢的优越性。根据本工程中设备的工作条件及工艺要求，作如下选材： 

4.1内衬树脂： 

       玻璃钢储罐生产用乙烯基树脂，该树脂具有中等粘度和高反应活性，适合制造高机械性能的玻璃钢制品。该树脂具有对酸碱盐具有优异的耐腐蚀性、良好的热稳定性和高韧性，是作为贮罐抗渗，耐腐蚀的材料。 

树脂固化后的性能为： 

性能 数据 单位 
拉伸强度 80 Mpa 
拉伸弹性模量 3500 Mpa 
断裂延伸率 4.8 % 
弯曲强度 130 Mpa 
弯曲弹性模量 3600 Mpa 
冲击强度 19 KJ/m^2 
热变形温度 82 ℃ 

4.2结构树脂： 

      玻璃钢储罐生产采用温度大于80℃乙烯基树脂，该树脂具有中等粘度和高反应活性，并具有良好的机械性能，与缠绕玻璃纤维的匹配好。该树脂具有较高的断裂延伸率和冲击强度，能有效防止制品生产和使用中的表面开裂，同时具备固化快的特点，制品具有良好的强度和韧性。树脂固化后的性能为： 

性能 数据 单位 
拉伸强度 80 Mpa 
拉伸弹性模量 3700 Mpa 
断裂延伸率 3 % 
弯曲强度 144 Mpa 
弯曲弹性模量 3800 Mpa 
冲击强度 18 KJ/m^2 
热变形温度 85 ℃ 

4.3玻璃钢储罐外保护层树脂 

      玻璃钢储罐为抵抗使用环境的腐蚀，外壁采用间苯型内衬树脂制作一层保护层，以防止管道结构层被环境浸蚀而失效。 

4.4玻璃表面毡： 

      采用河南省开封玻璃纤维制品厂的玻璃表面毡，规格30g/m^2，技术参数如下： 

性能 数据 单位 
单重 30±5 g/m^2 
拉伸强度 ≥10 N/50mm 
有机物含量 6-12 % 
含水率 ≤0.9 % 
浸透时间（2层） ≤10 S 

4.5玻璃钢储罐无碱无捻玻璃纤维粗纱 

      采用池窑拉丝无碱无捻直接玻璃纤维粗纱，即浙江巨石集团公司FW258D? 2400TEX，山东泰安玻纤公司EDR240－T901? 2400TEX，重庆复合材料有限公司CQR-469/CQR-451? 2400TEX。以上规格的产品为一次大漏板拉丝成型，与无碱缠绕合股纱相比具有纤维张力均匀，无悬垂性；在树脂中能快速和*地浸透；良好的耐磨性，操作条件下无毛羽；机械性能优良的特点。 

玻璃钢储罐玻璃纤维缠绕制品物理、机械性能参数： 

指 标 名 称 指 标 
环向抗拉强度（MPa） 389 
轴向抗拉强度（MPa） 74.2 
环向弹性模量（MPa） 29×103 
轴向弹性模量（MPa） 10×103 
吸 水 率（%） 0.18 
表面固化度（巴柯尔） 42 
比 重（g/cm3） 1.9 

注：详见附后检测报告。 

贮罐的层合结构特点： 

      玻璃钢贮罐的结构大体为四层：内衬层，次内层，加强层，外保护层。 

      玻璃钢储罐内衬层的作用：通常是由玻璃纤维表面毡、内衬树脂组成的富树脂层，树脂含量为90%以上。是防渗防腐层，气密性好，光洁度高。 

      玻璃钢储罐次内层的作用：（也称中间耐腐蚀层）通常采用内衬树脂加无碱玻璃纤维喷射纱增强，树脂含量为75%以上。其作用除了作为耐腐蚀的外，更主要的是保护内衬层，起到保护或阻止内衬层裂纹延展的作用。 

      玻璃钢储罐结构层：用无碱无捻玻璃纤维缠绕纱浸润结构树脂后环向和交叉向结合的方法缠绕成型，树脂含量为35±5%。作用是承受各种应力及外载荷。壁厚是由我公司设计人员参照贵方所提供的技术规格及工程图纸，运用意大利引进软件和数据库，根据纤维缠绕玻璃钢设计规范，通过合理、科学的计算产品的环向应力、轴向应力、弯曲泊松比的，zui终确定的。 

     外表面层，保护罐体不受外界机械损伤和防止大气老化，它的组成与内表层相同，可与结构层结合在一起。 
设计计算书（以DN2800×5600盐酸贮罐为例）： 

（1） 主要计算参数： 

工作介质：26%KCl 
介质特性：无 
操作压力：静水压 
操作温度：50～70℃ 
设计温度：70℃ 
强度安全系数= 8 
容许zui大应变: [ε]=0.1% 
稳定安全系数=3 

（2）设计依据 

JC/T 587-1995 纤维缠绕增强塑料贮罐 
CD130A19-85 手糊玻璃钢设备设计技术条件 
ASTM D3299-88 玻璃纤维缠绕增强热固性树脂耐化学性贮罐标准 

（3）材料参数 

强度材料参数 

材料类别 强度（Mpa) 
玻璃钢 98.1 

弹性材料参数 

材料类别 弹性模量（Gpa) 
玻璃钢 13 

（4）结构计算模型 

边界条件在罐底部，其约束为：全部简支。 
工作压力为受静水压。 

（5）强度分析 

在设计压力作用下的应力分析： 
zui大应力：σhmax = 5.6 Mpa 
安全系数 = 98.1/5.6=17.5>8 

（6）刚度分析 

在水压作用下的整体位移 
zui大位移=0.623mm 

2） 形变分析： 

zui大应力：σhmax = 5.6Mpa 
εmax=5.6MP/13GP=0.43%< [ε] 

（7）稳定性分析 

因为没有工作负压作用，所以不用考虑稳定性， 

（8）结论 

综上所述，该立罐的强度、刚度、稳定性均符合设计要求。(end)