目 录
1.前言 (1)
2.造型设计 (2)
2.1储罐构造尺寸确定 (2)
2.2封头的选择 (2)
2.3伸臂长度确定 (3)
2.4支座及间距 (3)
3.性能设计 (4)
基体3.1材料性能及其特点介绍 (5)
3.2增强材料介绍 (6)
4.节构设计 (7)
4.1储罐荷载计算和设计简图 (7)
4.2由储罐的轴向应力计算壁厚 (8)
4.3由储罐的剪力计算储罐的壁厚 (8)
4.4由储罐的环形应力计算储罐壁厚 (8)
4.5由蝶形封头设计壁厚 (10)
4.6设计结果 (10)
5.工艺设计 (11)
5.1筒身设计 (11)
5.2封头的制造工艺及模具制造方法 (12)
6.玻璃钢卧式贮罐零部件设计 (14)
6.1贮罐的开孔与补强 (14)
6.2排气孔 (14)
6.3贮罐进出口管和人孔设计 (14)
6.4排液管 (16)
6.5支座设计 (16)
7.安装设计 (17)
8.制品检
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2012/6/30
验 (18)
9.小结 (19)
10.参考文献 (20)
前言
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]。
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
河南大学2#中试线玻璃钢储罐 序号名称容积（M3) 介质浓度介质比重温度℃材质压力数量 1 储罐20 热水 1 80 FRP 常压1台 2 储罐45 硅酸钠≤40﹪ 1.2～1.4 60 FRP 常压2台 3 储罐30 纯水 1 常温FRP 常压1台 4 储罐4 5 纯水 1 常温FRP 常压2台 5 储罐10 自来水 1 常温FRP 常压1台 6 储罐45 硫酸铵≤5﹪ 1.1 常温FRP 常压3台 要求： 1.45立方储罐直径设为3.5米，高度5.6米；30立方直径3米高度5米；20 立方储罐直径2.5米高度4.7米；10立方储罐直径2米高度3.7米。采用平 底立式椭圆封头。（高度为总高度） 2.储罐/计量罐需加液位计，液位计形式为浮子式现场显示液位计。其中纯水 储罐加差压式液位变送器（需远传显示，并与纯水设备连锁） 3.储罐需开直径125进料口/出料孔，直径50排污孔及放空孔，人孔。 4.45立方储罐需外加爬梯。 5.内衬层树脂采用酚醛型乙烯基树脂或环氧型乙烯基树脂。 6.结构层采用帝斯曼或天马牌环绕型树脂。 7. 增强材料选用天马牌或重庆国际集团复合材料有限公司。
玻璃钢设备技术参数 注：1.以下厚度均指平均厚度。 规格介质数量 （台）内衬厚 度 总厚度 重量（kg）体积（m3）上封头厚 度 筒体厚度底封头厚 度 Φ2500*H4700 热水 1 3 12 14 14 1036.4 20 Φ3500*H5600 硅酸钠 2 4 13 17 16 2380.9 45 Φ3500*H5600 纯水 2 4 13 17 16 2380.9 45 Φ2000*H3700 自来水 1 3 12 14 14 750.7 10 Φ3500*H5600 硫酸铵 3 4 13 17 16 2380.9 45 Φ3000*H5000 原水 1 3 12 15 15 1644.8 30
简介： 天马牌玻璃钢贮罐采用玻璃纤维高张力、多层次、多角度、包封头缠绕，满足有机、无机溶剂及具有化学、电化学腐蚀性介质的储存、中转和生产需要，满足非电解质流体的中转、输送、消除静电的需要满足抗各式支承剪切及掩埋与荷载的力学要求。 玻璃钢缠绕贮罐特点： 1、设计灵活性大、罐壁结构性能优异。
纤维缠绕玻璃钢可以通过改变树脂体系或增强材料来调整贮罐的物理化学性能，以适应不同介质和工作条件的需要。通过结构层厚度、缠绕角和壁厚结构的设计来调整罐体的承载能力，适应不同压力等级、容积大小，以及某些特殊性能的玻璃钢贮罐需要，是各向同性的金属材料无法与其相比的。 2、耐腐蚀、防渗漏、耐候性好。 玻璃钢具有特殊的耐腐蚀性能，在贮存腐蚀性介质时，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。 3、具有优良的机械物理性能。 玻璃钢贮罐制品的材料密度在1.8-2.1g/cm3之间,约为钢材的1/4-1/5，采用直径为7-17μm的玻璃纤维缠绕成型，降低了纤维的微裂纹存在率，实现等强度，该成型方法能使纤维含量高大80%，比强度高于钢材、铸铁和塑料等，热膨胀系数与钢大体相当，热传导系数只有钢的0.5%。 4、使用寿命长，维护费用低。 制造工艺：采用先进的微机控制缠绕主机，在芯模上按要求制做内衬层（含防腐、过渡），凝胶后按规定设计好的线型、厚度缠绕结构层，最后制做结构层的外保护层。根据贮存介质不同，采用薄壳无矩理论分别设计贮罐壁厚。 原辅材料：本厂自行开发的各种型号缠绕树脂，玻璃纤维毡（表面毡，短切毡）、粗纱等。 检验标准：执行国家行业标准JC/T587-1995《纤维缠绕增强塑料贮罐》，进行规定的制造工艺及产品性能检验。
玻璃钢储罐生产工艺 玻璃钢储罐成型工艺为喷射缠绕成型，在我国储罐生产过程中为先进的玻璃钢成型工艺，“喷衬工艺”可以理解为用喷枪喷射技术使玻璃钢缠绕容器的内衬成型的工艺。“衬”就是玻璃钢缠绕容器的内衬，从结构上又分为内衬层和过渡层，主要起到防腐防渗的作用。玻璃钢容器结构由防腐防渗内衬层、增强结构层、外表抗老化层组成。确保既有良好的耐介质腐蚀性，又具有足够的物理机械性能满足盛装要求。采用玻璃纤维高张力、多层次、多角度、包封头缠绕，满足有机、无机溶剂及具有化学、电化学腐蚀性介质的储存、中转和生产需要，满足非电解质流体的中转、输送、消除静电的需要，满足抗各式支承剪切及掩埋与荷载的力学要求。设计灵活性大、容器壁结构性能优异。纤维缠绕玻璃钢可以通过改变树脂体系或增强材料来调整贮罐、塔器等的物理化学性能，以适应不同介质和工作条件的需要。通过结构层厚度、缠绕角和壁厚结构的设计来调整罐体的承载能力，适应不同压力等级、容积大小，以及某些特殊性能的玻璃钢贮罐、塔器的需要，是各向同性的金属材料无法与其相比的。耐腐蚀、防渗漏、耐候性好。玻璃钢具有特殊的耐腐蚀性能，在贮存腐蚀性介质时，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，由此可见玻璃钢的应用十分普遍，但是玻璃钢产品的质量却是取决于原材料、施工工艺等几方面因素。玻璃钢喷衬工艺作为一种国内新兴的机械化生产工艺是存在很大的优点的。
喷射成型的优点： 1、生产效率比手糊的高4-8倍。 2、产品整体性好，无接缝，层间剪切强度高，树脂含量高，抗 腐蚀、耐渗漏性好。 3、可减少飞边，裁布屑及剩余胶液的消耗。 4、产品尺寸、形状不受限制。 5、喷射机能使催化剂和树脂于喷射前在液压下在喷管内混合均 匀，故喷射时无压缩空气漏出，喷射时空气污染少。 生产准备： 一、材料准备：原材料主要是树脂和无捻玻纤纱。 二、模具准备：准备工作包括清理、组装及涂脱模剂等。 三、喷射成型设备：喷射成型机分压力罐式、泵供式和综合式三种： 1、泵式供胶喷射成型机，是将树脂引发剂和促进剂分别由泵输送到 静态混合器中，充分混合后再由喷枪喷出，称为枪内混合型。其组成部分为气动控制系统、树脂泵、助剂泵、混合器、喷枪、纤维切割喷射器等。树脂泵和助剂泵由摇臂刚性连接，调节助剂泵在摇臂上的位置，可保证配料比例。在空压机作用下，树脂和助剂在混合器内均匀混合，经喷枪形成雾滴，与切断的纤维连续地喷射到模具表面。这种喷射机只有一个胶液喷枪，结构简单，重量轻，引发剂浪费少，但因系内混合，使完后要立即清洗，以防止喷射堵塞。
玻璃钢储罐部分施工组织设计 联合站增容工程 施工组织设计 （玻璃钢储罐部分） 编制人： 审核人： 审批人： 胜利油田新大安装工程有限公司 2010年3 月22日 目录 一、工程概况 二、编制依据 三、施工方案 四、施工准备 五、施工技术措施 六、施工进度计划 七、工程质量保证措施 八、HSE管理措施 工程概况 车 1联合站增容工程，由于该站产能的需要需增加原油沉降罐，为了解决对金属罐和金属管道的腐蚀问题，工程选用了具有优越耐腐蚀性能的玻璃钢罐和玻璃钢管道。
1.1建设地址：xx联合站 1.2建设性质：改造扩建 1.3建设用地：原有站址 1.4工程内容 程量一览表 序号名称规格及型号单位数量备注 1 1000m3玻璃钢罐DN11500×10725 座 1 二、编制依据 2.1施工蓝图 2.2标准规范 《玻璃纤维增强热固性树脂现场缠绕立式储罐》 Q/SH1020 1798―2007 《纤维缠绕增强塑料贮罐》 JC/T 587―1995 《纤维缠绕玻璃钢耐腐蚀管道施工及验收规范》 Q/SL 1287―1997《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 GB50236―98 《石油天然气站内工艺管道工程施工及验收规范》 SY0402--2000 《油气田地面管线和设备涂色标准》 SY/T0043―2006 《油田集输管道施工及验收规范》SY0422―97 《建筑工程施工质量验收统一标准》 GB50300―2001 三、施工方案 3.1总体施工方案 施工时遵循以下总体方案：先地下、后地上；先土建，后安装；先基础，后
设备安装；先设备安装，后工艺管道安装；特殊情况应视具体情况而定。 3.2玻璃钢罐安装工程 玻璃钢罐采用工艺先进的微控现场缠绕设备，在现场进行缠绕；罐顶预制后在现场进行组装，然后进行构件、爬梯、配管安装；最后进行充水试验。 四、施工准备 4.1人员准备 组织成立工程项目部。 成员名单 职务姓名项目经理技术负责人施工负责人电工起重工质检员安全员主要职责 项目经理：作为该工程的总负责人，全本项目管理。认真组织全体施工人员合理计划工程保证的各项目标全部实现组织项目内部评审评估的工作，领导并组织项目管理总结。参加图纸会审，负责分项工程的技术、质量和安全交底组织有关人员学习和熟悉施工图并按图施工，解决施工中技术疑难问题材料管理工作，及时编制材料计划及加工计划。具体落实材料降本目标，并进行动态控制做好材料进场、调拔、转移、竣工验收前的物资利用和余料处理工作。4.2技术准备对施工现场进行自然地貌等情况进行全面了解，组织有关人员熟悉施工图纸和有关标准规范，技术人员作好施工前的技术交底。 对参加本工程的工人进行施工技术、施工标准及安全制度的培训并严格考核，持证上岗。 4.3材料准备 工程所用材料、设备，由项目部材料员负责落实货源和委托预制，保证在开工前将80%材料落实到位。质检人员做好设备、材料的质检、验收工作。 施工用原材料须进行严格的质量检验。材料进场须有生产厂家出具的产品合
目 录 1.前言 (1) 2.造型设计 (2) 2.1储罐构造尺寸确定 (2) 2.2封头的选择 (2) 2.3伸臂长度确定 (3) 2.4支座及间距 (3) 3.性能设计 (4) 基体3.1材料性能及其特点介绍 (5) 3.2增强材料介绍 (6) 4.节构设计 (7) 4.1储罐荷载计算和设计简图 (7) 4.2由储罐的轴向应力计算壁厚 (8) 4.3由储罐的剪力计算储罐的壁厚 (8) 4.4由储罐的环形应力计算储罐壁厚 (8) 4.5由蝶形封头设计壁厚 (10) 4.6设计结果 (10) 5.工艺设计 (11) 5.1筒身设计 (11) 5.2封头的制造工艺及模具制造方法 (12) 6.玻璃钢卧式贮罐零部件设计 (14) 6.1贮罐的开孔与补强 (14) 6.2排气孔 (14) 6.3贮罐进出口管和人孔设计 (14) 6.4排液管 (16) 6.5支座设计 (16) 7.安装设计 (17) 8.制品检 [键入公司名称] [键入文档标题] [键入文档副标题] [键入作者姓名] 2012/6/30
验 (18) 9.小结 (19) 10.参考文献 (20) 前言 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]。 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
《玻璃钢产品设计》课程任务报告书 项目三 玻璃钢贮罐设计 复材141 第 13 组 项目负责人： 项目组成员： 起止时间：2016.3.21--2016.4.4 指导老师：杨娟
绵阳职业技术学院材料工程系 2014-2015 学年第2学期 玻璃钢产品设计课程任务书 班级复材141 部门（组）第13 组任务项目三 一、任务题目： 任务一：设计任务为50t卧式贮罐，贮存质量分数为50%的硝酸，使用温度为常温。 任务二：设计条件贮罐直径D=3.5m，高H=7m；罐顶为锥形顶盖，锥体母线与水平面夹角θ=20o；罐底为平底，直接安装在基础平面上，罐体内液体密度ρl=1.2t/m3。贮罐顶均匀雪荷载p=400N/m2，风压W=300N/m2，无地震。玻璃钢材料的拉伸强度=140Mpa，安全系数K=10。 二、任务内容和要求： （1）内容及要求： 1. 通过查阅资料选择贮罐各层所用的原材料； 2. 分析已知条件，初步确定贮罐结构尺寸； 3. 通过对贮罐受力分析，确定设计贮罐筒体壁厚； 4. 确定封头、支座壁厚，宽度等参数。 （2）任务报告要求 任务报告内容包括封面、任务书、正文、总结（收获体会）、参考文献。 任务报告统一用A4纸打印，版面边距上空2.5cm，下空2cm，左空2.5cm，右空2cm；正文用宋体小四号字；页码底端居中，小五号字；行间距：固定值19磅。 （3）进度要求： 任务下达日期：2016 年3月21 日 任务完成日期：2016 年 4 月 4 日 （4）其它要求 各组成员必须服从组长安排，积极配合、认真完成下达任务并按时提交任务报告。
任务一：设计任务为50t卧式贮罐，贮存质量分数为50%的硝酸，使用温度为常温。 一、选择贮罐各层所用的原材料 （1）内表层：其功能是抵抗介质腐蚀，是防腐蚀结构的主要组成部分。其制造方法有两种。一是用玻璃纤维表面毡、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0.25mm—0.5mm。二是采用热塑性塑料，如聚氯乙烯或橡胶等内衬材料。（呋喃树脂，中碱纤维） （2）次表层：其含胶量比内表层低，约70%—80%。通常采用短切纤维做成的短切毡铺成；其主要功能是防止介质渗漏。次表层通常至少含有1200g/㎡的短切原丝毡。 内表层和次表层因选用韧性好、冲击强度搞高的耐腐蚀性树脂。内表层和次表层的组合纤维含量应为（27±5）%，组合厚度不小于2.5mm。 （3）结构层：其是储罐的主要结构，用来承受外载荷，由连续纤维缠绕成型或由纤维织物手糊成型，含胶量35%—55%。玻璃钢储罐的结构设计主要是确定这一层的普曾方式和厚度。 （4）外表层：它是储罐结构层的外保护层。主要功能是保护结构层免受外界机械损伤和外界环境条件引起的老化。同时也是对储罐外表面的装饰。其含胶量约为60%—70%。外表层也可以用树脂腻子修补后喷漆处理。 二、结构设计 1、贮罐构造设计 ①容积换算 =1.25t/m2 , 50t硝酸的体积为浓度为质量分数50%的硝酸, 其密度为ρ L V=50/1.25=40m3。 ②贮罐构造尺寸确定 贮罐直径取2.5m，则贮罐长度为L=V/(D/2)2π=40/4.9=8.16m。 初定贮罐结构尺寸为 :
各种玻璃钢贮罐规格 一、玻璃钢贮罐: 玻璃钢贮罐采用玻璃纤维高张力、多层次、多角度、包封头缠绕,满足有机、无机溶剂及具有化学、电化学腐蚀性介质的储存、中转与生产需要,满足非电解质流体的中转、输送、消除静电的需要满足抗各式支承剪切及掩埋与荷载的力学要求。 二、玻璃钢缠绕贮罐特点: 1、设计灵活性大、罐壁结构性能优异。 纤维缠绕玻璃钢可以通过改变树脂体系或增强材料来调整贮罐的物理化学性能,以适应不同介质与工作条件的需要。通过结构层厚度、缠绕角与壁厚结构的设计来调整罐体的承载能力,适应不同压力等级、容积大小,以及某些特殊性能的玻璃钢贮罐需要,就是各向同性的金属材料无法与其相比的。 2、耐腐蚀、防渗漏、耐候性好。 玻璃钢具有特殊的耐腐蚀性能,在贮存腐蚀性介质时,玻璃钢显示出其她材料所无法比拟的优越性,可以耐多种酸、碱、盐与有机溶剂。 3、具有优良的机械物理性能。 玻璃钢贮罐制品的材料密度在1、8-2.1g/cm3之间,约为钢材的1/4-1/5,采用直径为7-17μm的玻璃纤维缠绕成型,降低了纤维的微裂纹存在率,实现等强度,该成型方法能使纤维含量高大80%,比强度高于钢材、铸铁与塑料等,热膨胀系数与钢大体相当,热传导系数只有钢的0、5%。 4、使用寿命长,维护费用低。 制造工艺:采用先进的微机控制缠绕主机,在芯模上按要求制做内衬层(含防腐、过渡), 凝胶后按规定设计好的线型、厚度缠绕结构层,最后制做结构层的外保护层。根据贮存介质不同,采用薄壳无矩理论分别设计贮罐壁厚。 原辅材料:本厂自行开发的各种型号缠绕树脂,玻璃纤维毡(表面毡,短切毡)、粗纱等。 检验标准:执行国家行业标准JC/T587-1995《纤维缠绕增强塑料贮罐》,进行规定的制造工艺及产品性能检验。 贮罐型号、命名:在压力为常压-0、05Mpa范围内,缠绕产品公称直径50-4000mm, 公称长度2000-12000mm,产品容积1-160m3。 三、玻璃钢贮罐主要技术参数
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
课程设计任务书
目录 1.前言 (1) 2.造型设计 (2) 2.1储罐构造尺寸确定 (2) 2.2封头的选择 (2) 2.3伸臂长度确定 (3) 2.4支座及间距 (3) 3.性能设计 (4) 3.1基体材料性能及其特点介绍 (5) 3.2增强材料介绍 (6) 4.节构设计 (7) 4.1储罐荷载计算和设计简图 (7) 4.2由储罐的轴向应力计算壁厚 (8) 4.3由储罐的剪力计算储罐的壁厚 (8) 4.4由储罐的环形应力计算储罐壁厚 (8) 4.5由蝶形封头设计壁厚 (10) 4.6设计结果 (10) 5.工艺设计 (11) 5.1筒身设计 (11) 5.2封头的制造工艺及模具制造方法 (12) 6.玻璃钢卧式贮罐零部件设计 (14) 6.1贮罐的开孔与补强 (14) 6.2排气孔 (14) 6.3贮罐进出口管和人孔设计 (14) 6.4排液管 (16) 6.5支座设计 (16) 7.安装设计 (17) 8.制品检验 (18)
安丘正浩玻璃钢有限公司发布欢迎你登录我们网站了解更多信息 玻璃钢卧式贮罐参数表 公称容器m3 计算容 器 m3 主要容器 罐体厚 度 重量kg Dg L1 L2 a b C 3 2．93 1000 3900 3400 50 0 2 5 50 12 297 4 4，07 1200 3800 3200 50 0 2 5 80 15 480 5 5．03 1400 3700 2800 50 0 2 5 80 18 650 6 6．3 1600 3400 2600 50 0 2 5 80 18 750 8 8．64 1800 3700 2800 50 0 2 5 80 20 840 10 10．17 1800 4300 3400 50 0 4 80 20 1060 16 15．17 1800 6500 5600 50 0 4 80 20 1500 20 20．26 2200 5700 4600 50 0 5 10 25 2273 25 24．83 2200 6900 5800 50 0 5 10 30 2718
30 32 2600 6800 5600 50 0 5 10 32 4132 40 40 2300 7900 6700 50 0 5 10 35 5086 50 50．06 2800 8600 7200 50 0 5 10 40 6727 63 60．6 2800 10800 9400 50 0 5 10 45 8797 70 71．36 3000 10500 9000 50 0 5 10 48 10012 80 80 3000 11720 10220 60 0 5 10 50 11463 100 99．96 3000 14550 13050 60 0 5 10 50 13863 120 120．1 3200 15400 73820 60 0 5 10 55 16971
中北大学
课 程 设 计 说 明 书
学生姓名： 学 专 题 院： 业：
詹锋
学 号： 0603044238 材料科学与工程学院 复合材料与工程
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： 指导教师： 陈剑楠
曹 杨
职称: 职称: 讲 师 讲 师
2009 年
12 月 31 日
1
中北大学
课程设计任务书
学年第 一 学期
学 专
院： 业：
材料科学与工程学院 复合材料与工程 学 号：
3
学 生 姓 名：
课程设计题目：容积为 60m 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： 指 导 教 师： 系 主 任： 中北大学材料科学与工程学院 陈剑楠 曹 杨
李迎春
下达任务书日期: 2009 年 12 月 18 日
2
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
通过复合材料玻璃钢产品课程设计，强化学生课堂上学习到的复合材料产品设计的 知识，加深学生对复合材料设计思路的理解，培养学生独立设计复合材料产品的能力， 使学生熟练掌握 Auto CAD 等绘图软件的应用，为学生以后的毕业设计和从事相关工作 打下良好的基础。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
（1）卧式玻璃钢贮罐，容积为 60m3； （2）贮存质量分数为 37%的硝酸； （3）使用温度为常温，采用蝶形封头设计； （4） 设计内容包括卧式玻璃钢贮罐装配图一张及铺层表， 全部非标准件零件图及铺层表， 并打印设计说明书。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
本次课程设计的工作内容包括以下几个部分： （1）产品设计图纸一张，要求写明技术要求以及所用原材料； （2）产品设计图（零号图纸）一张； （3）产品零件图（除标准件） ； （4）复合材料产品结构计算说明书一本。
注：以上各项内容均要求打印。
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一、玻璃钢贮罐: 玻璃钢贮罐采用玻璃纤维高张力、多层次、多角度、包封头缠绕，满足有机、无机溶剂及具有化学、电化学腐蚀性介质的储存、中转和生产需要，满足非电解质流体的中转、 输送、消除静电的需要满足抗各式支承剪切及掩埋与荷载的力学要求。 二、玻璃钢缠绕贮罐特点: 1、设计灵活性大、罐壁结构性能优异。 纤维缠绕玻璃钢可以通过改变树脂体系或增强材料来调整贮罐的物理化学性能，以适应不同介质和工作条件的需要。通过结构层厚度、缠绕角和壁厚结构的设计来调整罐体的承 载能力，适应不同压力等级、容积大小，以及某些特殊性能的玻璃钢贮罐需要，是各向同性的金属材料无法与其相比的。 2、耐腐蚀、防渗漏、耐候性好。 玻璃钢具有特殊的耐腐蚀性能，在贮存腐蚀性介质时，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。 3、具有优良的机械物理性能。 玻璃钢贮罐制品的材料密度在 1.8- 2.1g/cm 3 之间，约为钢材的1/4-1/5，采用直径为7-17gm 的玻璃纤维缠绕成型，降低了纤维的微裂纹存在率，实现等强度，该成型方法能使纤 维含量高大80%比强度高于钢材、铸铁和塑料等，热膨胀系数与钢大体相当，热传导系数只有钢的 4、使用寿命长，维护费用低。 存介质不同，采用薄壳无矩理论分别设计贮罐壁厚。 原辅材料：本厂自行开发的各种型号缠绕树脂，玻璃纤维毡（表面毡，短切毡）、粗纱等。 检验标准：执行国家行业标准 JC/T587-1995《纤维缠绕增强塑料贮罐》，进行规定的制造工艺及产品性能检验。 贮罐型号、命名：在压力为常压 -0.05Mpa 范围内，缠绕产品公称直径 50-4000mm 公称长度2000-12000mm 产品容积1-160m 3 。 三、玻璃钢贮罐主要技术参数 各种玻璃钢贮罐规格 0.5%。 制造工艺：采用先进的微机控制缠绕主机，在芯模上按要求制做内衬层（含防腐、过渡）， 凝胶后按规定设计好的线型、厚度缠绕结构层，最后制做结构层的外保护层。根据贮
各种玻璃钢贮罐规格 一、玻璃钢贮罐： 玻璃钢贮罐采用玻璃纤维高张力、多层次、多角度、包封头缠绕，满足有机、无机溶剂及具有化学、电化学腐蚀性介质的储存、中转和生产需要，满足非电解质流体的中转、输送、消除静电的需要满足抗各式支承剪切及掩埋与荷载的力学要求。 二、玻璃钢缠绕贮罐特点： 1、设计灵活性大、罐壁结构性能优异。 纤维缠绕玻璃钢可以通过改变树脂体系或增强材料来调整贮罐的物理化学性能，以适应不同介质和工作条件的需要。通过结构层厚度、缠绕角和壁厚结构的设计来调整罐体的承载能力，适应不同压力等级、容积大小，以及某些特殊性能的玻璃钢贮罐需要，是各向同性的金属材料无法与其相比的。 2、耐腐蚀、防渗漏、耐候性好。 玻璃钢具有特殊的耐腐蚀性能，在贮存腐蚀性介质时，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。 3、具有优良的机械物理性能。 玻璃钢贮罐制品的材料密度在1.8-2.1g/cm3之间,约为钢材的1/4-1/5，采用直径为7-17μm的玻璃纤维缠绕成型，降低了纤维的微裂纹存在率，实现等强度，该成型方法能使纤维含量高大80%，比强度高于钢材、铸铁和塑料等，热膨胀系数与钢大体相当，热传导系数只有钢的0.5%。 4、使用寿命长，维护费用低。 制造工艺：采用先进的微机控制缠绕主机，在芯模上按要求制做内衬层（含防腐、过渡），凝胶后按规定设计好的线型、厚度缠绕结构层，最后制做结构层的外保护层。根据贮存介质不同，采用薄壳无矩理论分别设计贮罐壁厚。 原辅材料：本厂自行开发的各种型号缠绕树脂，玻璃纤维毡（表面毡，短切毡）、粗纱等。 检验标准：执行国家行业标准JC/T587-1995《纤维缠绕增强塑料贮罐》，进行规定的制造工艺及产品性能检验。 贮罐型号、命名：在压力为常压-0.05Mpa范围内，缠绕产品公称直径50-4000mm，公称长度2000-12000mm，产品容积1-160m3。 三、玻璃钢贮罐主要技术参数
前言 玻璃钢贮罐是树脂基复合材料制品中应用最广泛的产品之一，与传统的金属、钢筋混凝土贮罐相比，它具有耐腐蚀性能好、强度高、自重轻、隔热保温效果好、成型容易、维修方便、耐久性好及安装、运输方便的特点[1]。 由于玻璃钢贮罐具有这些特点，它已广泛用于化工、石油、造纸、医药、食品、冶金、粮食、饲料等领域。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。国产玻璃钢贮罐主要采用机械化缠绕成型工艺，手糊成型已基本淘汰。工厂缠绕成型玻璃钢贮 罐容积可达150；现场缠绕成型的贮罐直径达15m、容积可达2500 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。玻璃钢贮罐设计要求适应这一发展方向，不断拓展玻璃钢贮罐的应用领域，根据使用条件和结构要求，合理选择材料，确定产品结构形式和制造工艺方法，达到降低成本，满足使用要求的目的[2]。
1.造型设计 1.1贮罐的构造尺寸确定 初取贮罐的直径3.6m，则贮罐高度H===11.8m，故可初选贮罐的结构尺 寸为：D=3.6m；H=12m。 1.2贮罐顶盖的设计 玻璃钢贮罐顶盖有平顶盖、锥形顶盖和椭圆形顶盖三种形式。本设计采用拱形顶盖，与锥形顶盖相比，其结构简单、刚性好、承载能力强，是立式贮罐广为使用的一种形式。为取得罐顶与罐壁等强度，罐顶的曲率半径与贮罐直径差值不超过20%。即= （0.8。 1.3贮罐罐底设计 立式贮罐罐底采用平底，罐体与罐底的拐角处理，对贮罐设计极为重要。尤其是立式贮罐底部受力较为复杂，应引起足够的重视。一般在拐角处都应设计成一定的圆弧过渡区，圆弧半径不应小于38mm。 1.4支座设计 常用立式贮罐支座有床式、悬挂式、角环支撑式和裙式4钟形式。床式支座是将贮罐直接置于基础上，属于直接支撑形式。因为支承面积大、设备底部的应力状态均匀、应力集中的现象较少，所以这种支承方式可以不再采取其他固定措施，对于室外大型设备，大多要另加地角螺栓固定[3]，本设计采用床式支座。 1.5造型设计简图如图 2.1所示
硫酸储罐设计
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１硫酸腐蚀原理及特点 表１市面上的硫酸常见的浓度、状态及腐蚀特点浓度状态腐蚀性特点备注 <5% 特稀硫 酸溶液 电化学腐蚀 为主，腐蚀 性一般 1）65%浓度以下的稀硫酸在所有温度都为还原性； 2）稀硫酸对碳钢的腐蚀速率随浓度的提高而增 强；达到一定浓度后（47%～50%是电化学腐蚀速 度的峰值点），腐蚀速率随浓度的提高而急剧下 降； 3）同一浓度的稀硫酸随着温度的增加，腐蚀性会 加大； 4）杂质对腐蚀也有很大的影响，如含氟、氯等其 他离子； 5）介质流速越大、固相颗粒多也会加剧稀硫酸溶 液的腐蚀性。 5～65% 稀硫酸 溶液 电化学腐蚀 为主，腐蚀 性非常强 65～85% 浓硫酸 溶液 电化学腐蚀 为主 1)65%～85%硫酸低温下为还原性，高温或沸点下 为氧化性； 2)85%～100%硫酸及发烟硫酸在所有温度下都呈 氧化性； 3)浓硫酸具有吸水性，空气中水份也会使敞空的 浓硫酸变稀，对碳钢的腐蚀性增大； 4)65%～85%期间，随温度上升，其对碳钢的腐蚀 速率下降； 5)碳钢在80%～100%的硫酸中可形成钝化保护膜， 在无流速、无冲刷、无充气、密封时可耐受60℃～ 80℃； 6)102%以上的发烟硫酸，会破坏钝化膜，腐蚀速 度上升，碳钢和铸铁耐不了。120%的发烟硫酸是 氧化性腐蚀的峰值点。 85～100% 高浓度 硫酸 氧化性腐蚀 为主 >100% 发烟硫 酸 氧化性腐蚀 为主 硫酸金属储罐外壁腐蚀主要为气相腐蚀，只是弱腐蚀，一般采取涂装防腐即可，不是这里讨论的重点。 碳钢在硫酸中发生的腐蚀过程是典型的电化学腐蚀。其化学反应式表述如下： Fe＋H2Ｓ０４→H２+ＦeS04 金属材料的本质、表面状态及金属阴极相杂质、硫酸浓度(pH值）、温度都会影响到金属的氢去极化腐蚀。此外，一些物理因素如介质流速、固相颗粒、结垢等也会影响硫酸的腐蚀性。 2 硫酸储罐的设计 ２.1类型及概况 分钢制储罐、塑料储罐和玻璃钢储罐,也分为压力容器类和非压力容器类硫酸储罐，还分为立式和卧式硫酸储罐。本文仅讨论常压硫酸储罐。 硫酸不存在较大的蒸汽压力,无需采用内浮盘。为隔离空气及雨水等杂质,需要用固定顶保护罐内介质，一般采取自支撑的固定顶,且应将加强肋等支撑件设置在
大罐壁厚设计计算书 1.计算参数 计算参数包含几何参数和工程设计参数（见表1、表2），以下计算书中统一按照将罐体分作七段阶梯计算，更加优化成本。计算中涉及到的一些材料力学性能参数数据，主要参考经验数据（见表3）。 表1 设计参数 参数名称代号数值单位 设计压力P 1960 Pa 操作负压Po 490 Pa 介质容重γ1000 kg/m3风压Mf 500 Pa 雪压Wx 350 Pa 顶部活载Pw 1200 Pa 许用应变【ξ】0.10% 地震烈度7 安全系数n 10 表2 几何参数 参数名称代号数值单位 储罐内径Di 16000 mm 储罐高度H 11900 mm 分段高度H1 11900 mm 分段高度H2 10000 mm 分段高度H3 8000 mm 分段高度H4 6000 mm 分段高度H5 4000 mm 分段高度H6 2760 mm 分段高度H7 760 mm 注：其中红色部分数据为待输入数据。
2计算壁厚（基于ASME-RTP-1-2007) 2.1接触型 Hoop Loading ： Axial Loading ： where Di —— inside diameter, in. n ——design factor ，n=10. N ax —— axial force per circumferential inch of shell, lb/in. P 总 —— total internal pressure, psig (internal pressure plus hydrostatic head)，P 总 = P+ρɡH i. Sa —— ultimate axial tensile strength, psi Sh —— ultimate hoop tensile strength, psi ta —— total wall thickness, in., for axial stress th —— total wall thickness, in., for circumferential tress n S D P t i /2h h 总= n S N t a /a ax =
JC/T587-1995纤维缠绕增强塑料贮罐 发布日期: 2013-01-11 阅读: 901 字体:大中小双击鼠标滚屏 JC/T587-1995 纤维缠绕增强塑料贮罐 1主题内容与适用范围 本标准规定了玻璃纤维缠绕增强塑料贮罐（以下简称贮罐）的分类、原材料、技术要求、试验方法、检验规则和产品标志、包装、运输和贮存。 本标准适用于缠绕法制造，在常压下贮存液体的地面立式、卧式圆筒形贮罐。 2引用标准 GB 1447玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验方法 GB 1449玻璃纤维增强塑料弯曲性能试验方法 GB 1462纤维增强塑料吸水性试验方法 GB 2577玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法 GB 3854纤维增强塑料巴氏（巴柯尔）硬度试验方法 GB 5349纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法 GB 5351纤维增强热固性塑料管短时水压失效压力试验方法 GB 8237玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）用液体不饱和聚酯树脂 JC／T 277无碱玻璃纤维无捻粗纱 JC／T 278中碱玻璃纤维无捻粗纱 JC／T 281无碱玻璃纤维无捻粗纱布 3分类 3．1按贮罐安装型式分为立式和卧式两种，其公称直径（内径）和公称容积规格系列见表1。 3．2按贮存的介质类别分为两类，其代号见表2。 3．3产品命名及其含义见图1 表 1 贮罐形 式 公称直径系列mm容积系列m3 立式600、800、1000、1200、1400、1600、 1800、2000、2200、2400、2600、2800、 3000、3200、3400、3600、3800、4000 1、2、3、4、6、7、8、9、10、12、 16、20、25、30、40、50、60、70、 80、90、100、120、140、160 卧式600、700、800、900、1000、1200、 1400、1600、1800、2000、2200、2400、 2600、2800、3000、3200、3400、3600、 1、2、3、4、6、7、8、9、10、12、 16、20、25、30、40、50、60、70、 80、90、100、120
1 硫酸腐蚀原理及特点 状态 腐蚀性 特点备注 电化学腐蚀 1）65%浓度以下的稀硫酸在所有温度都为还原性； 特稀硫 为主，腐蚀 2）稀硫酸对碳钢的腐蚀速率随浓度的提高而增 酸溶液 性一般 强；达到一定浓度后（ 47%～50%是电化学腐蚀速 度的峰值点），腐蚀速率随浓度的提高而急剧下 降； 3）同一浓度的稀硫酸随着温度的增加， 腐蚀性会 稀硫酸 电化学腐蚀 加大； 溶液 为主，腐蚀 4）杂质对腐蚀也有很大的影响， 如含氟、 氯等其 性非常强 他离子； 5）介质流速越大、 固相颗粒多也会加剧稀硫酸溶 液的腐蚀性。 浓硫酸 电化学腐蚀 1）65%～85%硫酸低温下为还原性，高温或沸点下 溶液 为主 为氧化性； 高浓度 氧化性腐蚀 2）85%～100%硫酸及发烟硫酸在所有温度下都呈 硫酸 为主 氧化性； 3）浓硫酸具有吸水性，空气中水份也会使敞空的 发烟硫 氧化性腐蚀 浓硫酸变稀，对碳钢的腐蚀性增大； 酸 为主 4）65%～85%期间，随温度上升，其对碳钢的腐蚀 浓度 <5% 65% 65～ 85% 85～ 100% >100% 表 1 市面上的硫酸常见的浓度、状态及腐蚀特点
速率下降； 5）碳钢在80%～100%的硫酸中可形成钝化保护 膜，在无流速、无冲刷、无充气、密封时可耐受 60℃～80℃； 6）102%以上的发烟硫酸，会破坏钝化膜，腐蚀速 度上升，碳钢和铸铁耐不了。120%的发烟硫酸是 氧化性腐蚀的峰值点。 硫酸金属储罐外壁腐蚀主要为气相腐蚀，只是弱腐蚀，一般采取涂装防腐即可，不是这里讨论的重点。 碳钢在硫酸中发生的腐蚀过程是典型的电化学腐蚀。其化学反应式表述如下： Fe+H2S04→H2+FeS04 金属材料的本质、表面状态及金属阴极相杂质、硫酸浓度（pH 值）、温度都会影响到金属的氢去极化腐蚀。此外，一些物理因素如介质流速、固相颗粒、结垢等也会影响硫酸的腐蚀性。 2 硫酸储罐的设计 2.1 类型及概况 分钢制储罐、塑料储罐和玻璃钢储罐，也分为压力容器类和非压力容器类硫酸储罐，还分为立式和卧式硫酸储罐。本文仅讨论常压硫酸储罐。 硫酸不存在较大的蒸汽压力，无需采用浮盘。为隔离空气及雨水等杂质，需要用固定顶保护罐介质，一般采取自支撑的固定顶，且应将加强肋等支撑件设置在罐顶外壁，并保证在液位下的部件不存在裂纹等缺陷。从安全角度出发，一般不在罐顶设置操作平台，为便于操作、检修，可以设置独立的操作平台。若必须设置罐顶平