玻璃纤维增强热固性树脂现场缠绕立式储罐

2007-08-15 发布 2007-09-01 实施玻璃纤维增强热固性树脂现场缠绕立式储罐Q/SH1020 17982007前 言本标准的附录A、附录B为规范性附录。本标准由胜利石油管理局油气采输专业标准化委员会提出并归口。本标准由东辛采油厂、山东胜利新大实业集团有限公司负责起草。本标准主要起草人：吴永太、戴颂周、徐杉林、王义斌、曾万蓉、李风、井卫国、王荣、杨树森、宋西忠。本标准自发布之日起有效期三年，到期复审。玻璃纤维增强热固性树脂现场缠绕立式储罐1 范围本标准规定了玻璃纤维增强热固性树脂现场缠绕立式储罐（以下简称储罐）的产品分类、原材料、技术要求、试验方法、检验规则、标志。本标准适用于油气田生产用公称直径为4200 mm25000 mm，容积为100 m3 5000 m3储罐的质量检验与质量控制。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 1447 纤维增强塑料拉伸性能试验方法GB/T 1449 纤维增强塑料弯曲性能试验方法GB/T 1462 纤维增强塑料吸水性试验方法GB/T 2577 玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法GB/T 3854 增强塑料巴氏（巴柯尔）硬度试验方法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 8924 玻璃纤维增强塑料燃烧性能试验方法 氧指数法GB/T 16906 石油罐导静电涂料电阻率测定法GB/T 17470 玻璃纤维短切原丝毡GB/T 18369 玻璃纤维无捻粗纱GB/T 18370 玻璃纤维无捻粗纱布JC/T 5871995 纤维缠绕增强塑料储罐SY/T 06032005 玻璃纤维增强塑料储罐规范（API Spec 12P:1995,IDT）3 产品分类3.1 产品公称直径（内径）和公称容积规格系列见表1。表1 产品规格尺寸规 格公称直径系列（内径），mm公称容积系列，m34200 4500 4600 5000 5500 6000 65007000 7500 8000 8500 9000 10000 1100012000 13000 14000 15000 16000 1800020000 22000 25000100 120 150 200 240 300 400 500600 700 800 900 1000 1200 14001600 1800 2000 2200 2400 2500 28003000 3500 4000 4500 5000注1：上述直径和容积可有各种的组合，但不意味任何一种组合都对应一种商品罐。注2：其他规格的储罐可按用户的要求制作。3.2 产品按盛装的介质类别不同分为表2中两类。表2 介质分类介质类别普通类化学类代 号PH3.3 产品命名及含义。 TFRP-FW-介质类别代号容积，m3公称直径，mm容器代号：TFRP：玻璃钢罐；FW：纤维缠绕成型示例：TFRP-FW-4600-150-P表示盛装普通介质，容积为150 m3 ，公称直径为4600 mm的玻璃纤维增强热固性树脂现场缠绕立式储罐。4 原材料4.1.1 树脂树脂通常采用不饱和聚酯树脂，应符合GB/T 8237的规定。依据使用要求经供需双方同意也可使用其他树脂制作。4.1.2 储存化学介质时，应选择合适的耐化学树脂。4.2 增强材料4.2.1 制造储罐用玻璃纤维无捻粗纱应符合GB/T 18369的规定，玻璃纤维无捻粗纱布应符合GB/T 18370的规定。4.2.2 制作储罐用玻璃纤维短切原丝毡应符合GB/T 17470的规定，并且有良好的树脂浸润性。4.2.3 玻璃纤维表面毡和聚酯毡应满足表3规定。表3 玻璃纤维表面毡和聚酯毡主要性能指标项 目指 标玻璃纤维表面毡聚酯毡面密度偏差，%指定值5指定值5含水率，%0.20.2浸透时间，s2525抗拉强度，N/50 mm1550可燃物含量，%6124.3 石英砂石英砂粒径为0.5 mm2.5 mm之间，SiO2含量大于95%，含水量应不大于0.2%，并有良好的颗粒级配和流动性。5 技术要求5.1 罐体5.1.1 罐体由内衬层（内表层和防渗层）、结构层和外保护层构成，厚度由设计确定，但内衬层厚度应不小于4 mm，外保护层厚度不小于0.25 mm，结构层厚度不小于5 mm。5.1.2 罐体内表层树脂含量应不小于90%，防渗层树脂含量不小于70%，结构层树脂含量为30%-50%；为防止紫外线老化，罐壁外表应有一个不低于0.25mm厚的富树脂层。5.1.3 储罐内壁锥度应不大于1，内径偏差为0.5%，高度偏差为1%。5.1.4 在满载条件下（设计最高液位），罐壁上的最大环向应变不得超过0.1%。5.1.5 罐体结构层的力学性能应符合表4规定。表4 罐体结构层的力学性能 单位为兆帕性 能指 标轴向拉伸强度 25轴向拉伸弹性模量2.5103环向拉伸强度 300环向拉伸弹性模量2.91045.1.6 结构层内可增加无捻方格布、单向布、短切原丝毡等增强材料，提供附加强度。5.1.7 应采用下述任一种方法来提高储罐外层耐紫外线辐射的能力：a） 在树脂中加入紫外线吸收剂，按照质量的0.1%0.3%进行添加；b） 给外树脂层着不透明的颜料；c） 刷漆；d） 涂胶衣（聚酯涂料）。5.1.8 添加阻燃剂以提高耐火性能，玻璃钢罐阻燃氧指数大于28%。5.1.9 添加抗静电剂，以改善复合材料的表面性能，提高导电性，防止使用时产生静电的危害。玻璃钢罐工作面的表面电阻率不大于110 8。5.2 罐顶5.2.1 罐顶几何形状可为拱顶、锥顶。罐顶板由内衬层（内表层和防渗层）、结构层和外保护层构成，罐顶厚度由设计确定，同时符合5.1.6，5.1.7，5.1.8的规定。5.2.2 罐顶加强筋数量、形状、厚度以及与罐顶粘接方式、粘接尺寸按设计要求制作。5.2.3 罐顶板和加强筋树脂含量不小于40%。5.2.4 罐顶结构层拉伸强度不小于103 MPa、弯曲强度不小于152 MPa、弯曲模量不小于6.9 GPa。5.2.5 罐顶外表面任意102102面积上应能承受不小于1112 N的集中载荷，不允许有裂纹和永久变形，最大允许变形量为罐内径的0.5%。5.3 罐底5.3.1 罐基础应采用钢筋混凝土基础。5.3.2 罐底为平底，罐底板由内衬层（内表层和防渗层）、结构层构成，厚度由设计确定，但最小厚度不得小于10，树脂含量不小于40%。同时符合5.1.7，5.1.8的规定。5.4 储罐配件5.4.1 法兰接管尺寸规格符合JC/T 5871995中5.3.1的规定。5.4.2 直径不大于100的接管采用角撑板。板形角撑板见附录A中图A.3。5.4.3 储罐上部设置按设计制作，罐顶排气管与大气自由联通。5.4.4 储罐应设有梯子（盘梯、直梯、斜梯）、护栏，梯子及护栏按设计制作或按SY/T 06032005中附录B规定制作。5.4.5 玻璃钢储罐的防雷接地装置按设计制作。5.5 组装5.5.1 罐体内衬与罐顶的组装5.5.1.1 组装部位的填充材料应与罐体与罐顶所用材料一致。5.5.1.2 组装部位的外敷层厚度不小于内敷层厚度，且不小于罐顶结构层厚度的1/2。5.5.1.3 外敷层宽度不小于250，内敷层宽度不小于外敷层宽度的3/4，内敷层树脂与内表层树脂相同，外敷层树脂与结构层树脂相同。5.5.2 罐体与罐底组装5.5.2.1 罐体与罐底内、外补强层的拐角半径不小于50，拐角区域厚度不小于设计厚度，各部分长度及厚度由设计给出。常用的组装形式见图1、图2。5.5.2.2 树脂砂浆层可采用结构层树脂，树脂含量为（305）%。5.5.3 罐体与罐体对接组装5.5.3.1 一次成型不能满足罐体高度的要求，可采用罐体分段制作对接或罐体提升搭接缠绕的方式来实现产品的设计。5.5.3.2 罐体上下对接时，应打“V”形坡口并借助导向板完成，上下罐体对接缝处应平整、严实，接缝间隙小于5 mm，上下罐体中心线偏角小于0.5，错位间隙不大于罐壁厚度的1/4，且不大于10 mm。内接缝处采用与内衬层相同的材料补强，外接缝的补强材料与结构层相同，按设计要求制作。5.5.3.3 罐体提升搭接是在模具上进行的一种连接方式。将在模具上制作的罐体与罐顶一起提升达到设计要求的储罐高度后，继续在提升后空出的模具上以相同的工艺连续生产，接缝以缠绕的方式自然连接，内缝的补强则按设计要求进行。5.5.4 法兰接管与罐体或罐顶的组装5.5.4.1 开孔接管的中心位置偏差，应小于10 mm，接管外伸长度的允许偏差，应为5 mm。5.5.4.2 开孔安装的接管法兰密封面不应有胶瘤、划痕、裂纹等影响密封性能的缺陷，法兰的密封面应与接管的轴线垂直，且应保证法兰面垂直或水平，倾斜不应大于法兰外径的1%，且不应大于3 mm，法兰的螺栓孔应跨中布置。5.5.4.3 开口断面处应进行封闭处理，所用材料应与内衬层材料相同。5.5.4.4 接管组装形式见附录A中的图A.1、图A.2，对接接管装配尺寸见表A.1，人孔尺寸见表A.2。5.5.5 法兰接管的方位偏差及角度偏差法兰接管的方位偏差（法兰接管的轴线对罐体径向或轴向基准线的位置）见图3，角度偏差应符合表5规定。表5 法兰接管角度偏差法兰管公称直径250 mm250 mm容许角偏差，10.5DN罐内径； 罐底外径； T罐底厚度； H罐底直段高度；T2罐底直段厚度； T3内补强层厚度； L3内补强层宽度 ； H3内补强层高度；R内拐角半径； H1外封闭层高度1； H2外封闭层高度2； T5外封闭层厚度； H4外补强层高度； L4外补强层宽度； 外封闭层倾角。图1 平底储罐拐角加强示意图DN罐内径； T罐底厚度； T1树脂砂浆层厚度； R补强拐角半径；T3内补强层厚度； L3内补强层宽度； H3内补强层高度； L2外补强层宽度；T2外补强层厚度； H2外补强层高度。图2 平底储罐拐角图3 法兰接管的方位偏差5.5.6 管接头力矩载荷直径小于或等于50 mm的管接头应能承受1360 Nm的力矩载荷而无损伤，直径大于50 mm的管接头，应能承受2700 Nm的力矩载荷而无损伤。5.5.7 管接头扭矩载荷管接头应能承受表6规定的扭转载荷而无损伤。 表6 管接头扭矩载荷管接头尺寸，mm扭转载荷，Nm管接头尺寸，mm扭转载荷，Nm2023080400252701004303232015047040350200520503705.6 总体要求5.6.1 储罐的技术性能指标要符合设计技术条件，风载、雪载、地震烈度、储存介质、储存温度要符合设计要求。5.6.2 储罐内表面应平整光洁，无杂质，无纤维外露，无目测可见裂纹，无明显划痕、疵点、白化及分层；无明显气泡及严重色泽不匀。外表面应平整光滑，无纤维外露。5.6.3 储罐壁厚不应小于设计厚度的90%，平均厚度不应小于设计厚度。5.6.4 储罐壁高度偏差为1%。5.6.5 吸水率不大于0.3%。5.6.6 储罐的巴氏硬度应不低于36。5.6.7 储罐盛满水（设计最高液位）后，40 h应无渗漏。5.6.8 罐顶强度、严密性和稳定性性能应符合设计要求。5.6.9 储罐的安全要求见附录B。6 试验方法6.1 外观测试 目测。6.2 尺寸测量6.2.1 储罐内径测量用精度为1 mm的皮尺沿模具筒体两端部、中部测外部周长，取三次检测值的平均值，计算内径。6.2.2 储罐罐壁高度测量用精度为1 mm的钢卷尺测量。6.2.3 内衬层、结构层厚度测量从壁板任取2长，1宽试样两块，随即用精度0.02 mm的游标卡尺测量，每块样测两次，取4次测量结果的算术平均值。6.2.4 罐壁厚度测量用精度0.02的游标卡尺测量，测量法兰开口处的厚度，测四个对称点的厚度，也可测量筒体的内、外径计算壁厚。6.3 吸水性能按GB/T 1462测定。6.4 树脂含量按GB/T 2577进行。6.5 巴氏硬度按GB/T 3854进行。6.6 力学性能试验6.6.1 拉伸强度和模量按GB/T 1447测试。6.6.2 弯曲强度和模量按GB/T 1449测试。6.6.3 罐顶局部耐重压性能测试按JC/T 5871995的5.2.5执行。6.6.4 法兰管力矩载荷试验按JC/T 5871995的6.10执行。6.6.5 法兰管扭转载荷试验按JC/T 5871995的6.11执行。6.7 盛水试验6.7.1 罐体最大应变测试罐体最大应变测试时，向罐内装满水后，用静态电阻应变仪测定，测点不少于3处，取最大值。6.7.2 渗漏检验按JC/T 5871995的6.14执行。6.7.3 罐顶严密性试验和稳定性试验6.7.3.1 罐顶严密性试验（正压试验），罐内水位在最高设计液位下1 m时进行缓慢充水升压，当升至试验压力时罐顶无异常变形，无渗漏为合格。试验后，应立即使储罐内部与大气相通，恢复到常压。6.7.3.2 罐顶稳定性试验应充水到设计最高液位用放水方法进行。试验时应缓慢降压，达到试验负压时，罐顶无异常变形为合格。如罐顶发生局部弹性凹陷，恢复常压时凹陷消失，罐顶稳定性仍为合格。试验后，应立即使储罐内部与大气相通，恢复到常压。由于试验压力较低，宜使用U型管压力计进行压力测量。6.8 表面电阻率 按GB/T 16906执行。6.9 氧指数 按GB/T 8924执行。7 检验规则产品检验分竣工检验和型式检验。7.1 竣工检验7.1.1 检验项目外观、尺寸、树脂含量、渗漏、巴氏硬度、罐顶严密性试验和稳定性试验。7.1.2 判定规则经检验7.1.1各项，若有项目不合格时，返修，经检验合格后，判该项合格，否则判为不合格。各项指标符合要求，则判产品合格。7.2 型式检验7.2.1 有下列情况之一时，进行型式检验a） 正常生产后，遇到材料、结构、工艺有明显改变可能影响产品性能时；b） 连续半年以上停产，恢复生产时；c） 竣工检验结果与上次型式检验有较大差异时；d） 上级质量监督机构提出进行型式检验的要求时。7.2.2 判定规则经检验，若各项指标均合格则判型式检验合格，否则为不合格。8 标志产品铭牌应牢固固定在产品显著的位置，铭牌应包含下述内容：a) 制造商厂名、地址；b） 序列号；c） 制造日期；d） 公称直径，mm；e） 公称高度，mm；f） 公称容积，m3；g） 最高操作温度，；h） 设计压力，Pa；i） 设计真空度，Pa；j） 设计状态下介质及介质的相对密度；k） 执行标准编号。附 录 A（规范性附录）接管装配、接管支撑及人孔尺寸要求A.1 对接接管装配示意图见图A.1。d接管直径； hi内侧铺层粘合长度； hs抗剪铺层长度（hd+hi）；td外侧的粘合厚度； tr切口补强层厚度； tm整体粘合厚度； r最小9.5 ； dr切口补强直径（大于2 d或接管直径加上150）hd外侧铺层粘合长度； ti内侧装配层合板厚度； tn接管厚度； tw总装配厚度； ts罐体厚度。图A.1 对接接管装配（左、右两边为两种常见的补强结构形式）A.2 对接接管装配尺寸见表A.1。表A.1 对接接管装配尺寸 单位为毫米补强层厚度最小值6.489.51113141617.5192225.4hs抗剪（铺层长度最小值）76767690100114127140152178203注：hs=hd+hi铺层长度按设计要求。A.3 贯穿接管装配示意图见图A.2。 d接管直径； dr切口补强直径（大于2d或接管直径加上150mm）；hi内侧铺层粘合长度； hs抗剪铺层粘合长度（hd+hi）； tr切口补强层厚度；tm整体粘合厚度； r最小9.5mm； hd外侧铺层粘合长度；tn接管厚度； tw总装配厚度； ts壳体厚度； le伸到罐里的长度最小为50mm； ti内侧装配层板厚度。图A.2 贯穿接管装配（左、右两边为两种常见的补强结构形式）A.4 标准人孔尺寸见表A.2表A.2 标准人孔尺寸 单位为毫米人 孔 型 式公称直径法兰盖直径法兰盖最小厚度螺孔中心直径螺栓孔直径螺栓数量罐体侧面人孔（工作压力不大于0.1 MPa）450500600700800595645755860975252930323655060070581092023232525301620202424罐顶人孔（工作压力：大气压力）450500600595645755101010550600705232325162020A.5 板形角撑板示意图见图A.3。4块角撑板0.45 kg/m2的毡铺5层用树脂腻子填充图A.3 板形角撑板附 录 B（规范性附录）立式储罐的使用说明及安全要求B.1 在加液或排液过程中罐要与大气相通，或罐顶呼吸阀、安全阀必须工作正常，不能在封闭状态下加液或排液。B.2 储罐是根据合同规定的使用条件专门设计的，储罐使用用户不应超越合同规定的使用条件。未经供方技术部门同意，用户不要随意改变存放介质的浓度和温度，也不要随意改变存放介质的种类。B.3 除特殊要求外，不允许配装大型附件，例如搅拌器、特种阀门或震动型设备等，若实际需要这些附件，必须在合同中注明，以做特殊设计来保证使用安全。B.4 进入储罐内清洗和检修时，操作人员穿软底鞋，使用梯子时，所有与储罐接触的点均应包上软垫，以防划伤表面，在周围工作时，防止用工具、脚手架及其它硬物撞击储罐。B.5 暴露于阳光下的玻璃钢制品（尤其是罐顶），经若干年长时间曝晒后，可能表面纤维有裸露现象（地下或室内不存在此类问题），这不会影响强度，只影响外观，可做适宜的防护处理。B.6 玻璃钢罐不允许有火源接近。