玻璃钢压力容器

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六级,第七级,第八级,第九级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六级,第七级,第八级,第九级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六级,第七级,第八级,第九级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六级,第七级,第八级,第九级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六级,第七级,第八级,第九级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六级,第七级,第八级,第九级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六级,第七级,第八级,第九级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六级,第七级,第八级,第九级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六级,第七级,第八级,第九级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六级,第七级,第八级,第九级,*,*,非金属压力容器评审员培训教材,玻璃钢压力容器部分,1,复合材料 （,Composite materials),是由两种或两种以上不同性质的材料，以一种材料为基体,(Matrix),，另一种材料为增强体,(reinforcement),通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。,各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。,由基体材料和增强材料复合而成,2,复合材料,(Composite materials),基体材料分：,金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。,非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。,增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。,3,复合材料,(Composite,materials,),纤维增强塑料,纤维： 玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、高强聚乙烯纤维、玄武岩纤维,塑料：,热固性：环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛 树脂等,热塑性：,PP,、,PBT,、,PA,等,4,复合材料,(Composite materials),玻璃钢（,FRP,）亦称作,GRP,，即玻璃纤维增强热固性树脂，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛、呋喃树脂基体。,国际上称,FRP,GRP,GFRP,或,fiberglass products,。,碳纤维增强塑料,CFRP,5,复合材料净化水罐,6,复合材料净化水罐,7,复合材料净化水罐,水处理系统,8,玻璃钢反渗透膜壳,9,复合气瓶,10,玻璃钢储罐,11,玻璃钢塔器,12,玻璃钢现场缠绕储罐,13,复合材料,(Composite materials),纤维增强热固性塑料的特点,优点： 轻质高强，性能可设计,耐腐蚀，爆破碎片少、,成型方便,缺点： 耐温受限、疲劳、离散、抗冲击性能低、老化、耐有机溶剂差,14,玻璃钢压力容器,玻璃钢压力容器成型工艺：,手糊成型,缠绕成型,袋压成型,模压成型,15,纤维材料及织物,16,纤维材料及织物,及用途,玻璃纤维 碳纤维 芳纶纤维 高强聚乙烯,无碱、中碱,表面毡,30-50g/m,2,短切毡,300,、,450g/m,2,布,100,、,200,、,400,、,600,、,800g/m,2,直接纱,1200,、,2400,、,4800TEX,单向布,多轴向布,缝编毡,复合毡,17,玻璃纤维,玻纤布性能指标,JC,T 2811994,5.1.1,无碱无捻粗纱布采且铝硼硅酸盐玻璃成分，其碱金属氧化物含量小于,0.8,。,5.1.2,无碱无捻粗纱布含无蜡浸注剂。其含量为,0.5,2.0,，如更换浸润剂类型或改变含量时，由供需双方商定。,（含油率）,5.1.3,无碱无捻粗纱布含水率小于,1.0,。,5.1.4,无碱无捻粗纱布织物密度和单位面积质量如表,。,18,纤维种类及性能,玻璃纤维,玻璃纤维类别,特性,无碱玻璃纤维,E,电器性能和耐老化性能优良,玻璃纤维,C,耐酸性好,高强玻璃纤维,S,拉伸强度高，比,E,玻璃,35%,高模玻璃纤维,M,弹性模量高于,E,玻璃和,S,玻璃,中碱玻璃纤维,国产、量大价优,密度,g/cm3,拉伸强度,MPa,拉伸模量,GPa,延伸率,%,热膨胀系数,10-6/,2.54,3448,72.4,4.8,5.0,19,不饱和聚酯树脂,20,树脂产品参数,21,树脂指标,22,热固性树脂,不饱和聚酯树脂 乙烯基酯树脂 环氧树脂 呋喃树脂 酚醛树脂,乙烯基酯树脂,双酚,-A,树脂,间苯树脂,邻苯树脂,机械、耐腐蚀性能,酚醛乙烯基,环氧乙烯基,不饱和聚酯树脂固化引发剂一般采用过氧化甲乙酮，促进剂有机钴盐，加速剂二甲基苯胺,23,缠绕成型工艺,主要原材料产品标准,GB/T 8237,玻璃纤维增强塑料,(,玻璃钢,),用液体不饱和聚酯树脂,GB/T 18371,连续玻璃纤维纱,GB/T 18370,玻璃纤维无捻粗纱布,GB/T 17470,玻璃纤维短切原丝毡和连续原丝毡,JC/T 277,无碱玻璃纤维无捻粗纱,JC/T 281,无碱玻璃纤维无捻粗纱布,24,辅助材料,固化剂,引发剂,加速剂,填料,着色剂,25,工装设备,模具设备 工装工具 耗材,钢模,玻璃钢模,水泥模,木模,橡胶模,尺寸准确稳定,承受成型及固化压力、温度,耐树脂侵蚀,26,工装设备,各型号模具,纤维缠绕生产线,（包括：制衬机，固化机，缠绕机和脱模机）,切割、打磨修整设备,搅拌罐、喷枪等原材料搅拌混合设备,组装环等其它的工装夹具,计量设备装置等。,FRP/,塑料复合罐生产中塑料内胆的加工设备,FRP/,铝、钢内胆的相应金属内胆加工设备,27,玻璃钢手糊工艺,28,玻璃钢罐的设计,使用条件及载荷,强度及刚度稳定性,局部补强、法兰等配件,加工工艺选择,原材料选择,-,内衬层、结构层,铺层设计,固化制度,检验校核,29,缠绕成型工艺,产品标准,HG/T20696,1999,玻璃钢化工设备设计规定,HG/T3983-2007,耐化学腐蚀现场缠绕玻璃钢大型容器,JC/T587-1995,纤维缠绕增强塑料储罐,CD130A19-1985,手糊法玻璃钢设备设计技术条件,HG/T20640-1997,塑料设备,GB/T 14354,玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂食品容器,30,缠绕成型工艺,引用标准及规范,GB/T 1446,纤维增强塑料性能试验方法总则,GB/T 1447,玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验方法,GB/T 1449,玻璃纤维增强塑料弯曲性能试验方法,GB/T 2577-89,玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法,GB/T 2576-89,玻璃纤维增强塑料树脂不可溶成份含量试验方法,GB/T 3854-83,玻璃纤维增强塑料巴氏（巴柯尔）硬度试验方法,31,缠绕成型工艺,引用标准及规范,GB/T 5349-85,玻璃纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法,GB/T 5351-85,玻璃纤维增强热固性塑料管短时水压失效压力试验方法,GB/T 3857-87,玻璃纤维增强热固性塑料耐化学药品性能试验方法,ASTM D2563,玻璃增强塑料层合板部件外观检测分类方法标准。,32,玻璃钢容器设计,使用介质条件,介质种类,浓度,温度,寿命,33,玻璃钢容器结构设计,设计核载计算,内外压力、,冲击载荷、,非金属压力容器自重和介质重量、,人员动载荷、,风载和地震载荷、雪和冰载荷、,热膨胀和温差变化引起的载荷，,因支撑吊耳、环、鞍座或其他支撑作用而引起的载荷等,34,玻璃钢失效,强度失效,爆破失效设计准则,疲劳失效设计准则,刚度失效,稳定失效,泄漏失效,内衬失效,1,、 模型容器验证法；,2,、 强度设计和验证试验法。,监察规程要求：,设计主要包括筒体强度计算、二次粘接、开孔及补强计算、接管及其他部件的连接结构、螺栓连接、鞍座及支撑结构形式和安全附件等,35,设计限制；,玻璃钢制压力容器最低设计温度不应超过,-54,最高设计温度不应超过,121,或树脂热变形温度减去,19,，两者取其中较低值。,耐腐蚀能力,耐腐蚀评价,腐蚀寿命,降解考虑； 制作方法； 组合单元；,复合材料的各向异性特性。,36,缠绕玻璃钢压力罐工艺流程,增,强,材,料,胶,液,配,制,表面毡,短切毡,玻纤布,促进剂,固化剂,内衬树脂,FRP,内衬制作,常温,/,加热固化,脱模修整,过程检验控制,外观缺陷检查,拼接为整体,起 模,吹塑成型,塑料原料准备,塑料内胆,37,内衬外表面处理,缠绕增强层,缠绕纱,胶,液,配,制,着色剂,促进剂,固化剂,结构层树脂,助剂,/,填料,固 化,过程控制检验,外观、固化度,后 固 化,产品检验,外观、厚度、重量、巴氏硬度,产品检验,水压试验,接口支撑配件装配,标签标志、包装,成品入库,38,玻璃钢容器制作步骤,第一步：内衬制作,清理模具,在模具表面涂贴脱模材料,涂贴玻璃纤维和配制好的胶液,固化（常温或加热）,脱模修整,检查,与已制作好的内衬部件如封头粘结为一个容器整体。,第二步：缠绕增强层,将制作好的容器内衬装上缠绕装置,修整内衬,机械缠绕玻璃纤维和配制好的胶液,固化,过程检验,安装管口等附件,检验,出厂。,39,操作工艺文件,工艺操作规程,设计说明,承压元件的成型和粘结工艺按监察规程需要验证；,工艺铺层设计文件需要说明：,1,、,纤维及制品类型；,2,、 树脂体系及配比；,3,、 铺层的次序、方向和层数；,4,、 成型工艺（含固化工艺）；,5,、 树脂及不溶份的含量（含胶量）。,工艺指导书,图纸,40,现场缠绕储罐质量控制点,序 号,控 制 点 名 称,1,封头制作,2,制作模具,3,封头安装加强筋,4,制 作 内 衬,5,封头与内衬对接,6,缠绕结构层,7,制作底封头,8,8.1,筒身与底封头对接,8.2,筒身与筒身对接,9,装 配,41,纤维缠绕,42,缠绕工艺参数,1,、纤维的热处理和烘干,去除水分,2,、浸胶和树脂含量,强度和厚度、气泡,3,、缠绕张力,强度和疲劳性能、含胶量及密实度,4,、缠绕速度,效率及含胶量、绕丝小车行走安全性,5,、固化制度,加热固化、升温速度、恒温降温,43,缠绕参数,缠绕角：缠绕纱和模具轴线方向的夹角,容器筒身缠绕按线形分有环向缠绕、螺旋缠绕、极孔缠绕,缠绕中给纤维施加张力，可以控制树脂及气泡含量，变张力缠绕可以使固化后的制品中纤维均匀承载内压，极孔缠绕时带张力缠绕可以使在极孔处按设计轨迹铺设,44,铺层工艺,-,内衬层,45,铺层工艺,-,缠绕结构层,46,手糊粘接,47,手糊粘接,48,内衬及粘接,监察规程要求：制造单位应对实际的粘接情况进行检查,1,、粘接的粘接剂其性能不应低于内衬层树脂的性能；,2,、接管和筒体的粘接处应当按照设计规定进行补强；,3,、固化时间和温度应符合工艺要求；,4,、采用纤维缠绕时，应当使内衬具备工艺规定的厚度及硬度，以保证缠绕角度和缠绕张力；,5,、内衬层必须能完全延伸到压力容器所有开孔处（插入式金属接管除外,),；,6,、粘接试验用层合板应当取自容器或平层合板；,7,、平层合板材料应当与容器相同；,8,、采用金属材料和工程塑料制作内衬时，应当对粘接面进行机械或化学处理，保证粘接质量。,49,玻璃钢压力容器,组织人员,设计、质量管理、检验、生产、包装仓储、安装施工,生产岗位,手糊工、打磨工、配胶工、缠绕工,50,人员管理,管理负责人：,关键岗位,质量安全员：,关键岗位,微机操作手：,关键岗位,喷枪手：,关键岗位,配胶工：,关键岗位,手糊工：,打磨工：,看纱工：,材料管理员：,51,微机控制纤维缠绕,52,微机控制缠绕机,53,复合材料净化水罐,成品检验,外观,厚度重量,树脂含量,硬度、固化度,水压渗漏,短时水压失效,（爆破）,疲劳试验,（长期水压失效,/,循环压力失效）,54,玻璃钢外观制品尺寸检查,ASTM D2563 - 08 Standard Practice for Classifying Visual Defects in Glass-Reinforced Plastic Laminate Parts,玻璃纤维增强塑料层压零件中可见缺陷分类,监察规程要求： 制造单位应当对检验结果进行记录，填写好相应的检测报告，并由检查责任人确认：主要检查项目及合格指标应当符合以下要求：,不应有杂质、纤维外露、裂纹、明显划痕、疵点、白化和严重色泽不均现象,。,任意,300mmx300mm,面积内，最大直径为,3mm,的气泡不得超过,2,个,55,外观缺陷检查,内表面缺陷检验,容器内表面及法兰面应光滑平整，无对使用性能有影响的杂质、纤维裸露、裂纹、明显划痕、龟裂、分层、起皮、鼓泡、贫胶区等缺陷。,封头筒身对接、法兰接口、支撑件补强,应避免烧白、起皮、分层、翘边、毛刺等。,56,制品检测,厚度及重量检查,总重量不小于设计值的,95,固化度,巴氏硬度值不得低于,40,水压试验,试验压力为设计压力的,1.5,倍，,且保持时间不少于,2,分钟,57,检验仪器设备,天平（最小分度值,0.1mg,）,瓷甘埚（不小于,30mL,）,巴氏硬度仪（,HBa-1,型或,GYZJ934-1,型）,电热恒温水浴（室温,100,控温,2,）,索氏萃取仪（,250mL,）,电热鼓风干燥箱（误差,2,）,箱式电阻炉（,450,650,，控温,20,）,热变形仪,旋转粘度计,缠绕成型工艺,58,游标卡尺,(,分度值,0.02mm,）,直角尺（分度值,1mm,）,万能材料试验机,(,示值误差,1%),管子水压试验装置,(,压力表,1,级、分度值,0.05MPa),水压循环压力试验机,检验仪器设备,缠绕成型工艺,59,检验仪器设备,60,检验仪器设备,61,检验仪器设备,62,检验仪器设备,63,谢谢,64,