HGT20696-1999玻璃钢化工设备设计规定.pdf 87页

'UDC中华人民共和国行业标准HGPHG/T20696一1999玻璃钢化工设备设计规定SpecificationofFRPEquipmentDesignforChemicalIndustry1999一12一10发布2000一04一01实施国家石油和化学工业局发布 国家石油和化学工业局文件国石化政发(1999)517号关于批准《不锈钢人、手孔分类与技术条件》等25项化工行业标准的通知中国化工勘察设计协会:你协会报批的(不锈钢人、手孔分类与技术条件》等25项化工行业标准草案，业经我局批准，现予发布。标准名称、编号为:强制性标准标准编号标准名称HG21594-1999不锈钢人、手孔分类与技术条件(代替HGJ503一86)HG21595一1999常压不锈钢人孔(代替HGJ504一86)HG21596一1999回转盖不锈钢人孔(代替HGJ505一86)HG21597一1999回转拱盖快开不锈钢人孔(代替HGJ506一86)HG21598一1999水平吊盖不锈钢人孔(代替HGJ507一86)HG21599一1999垂直吊盖不锈钢人孔(代替HGJ508一86)HG21600一1999椭圆快开不锈钢人孔(代替HGJ509一86)HG21601一1999常压快开不锈钢手孔(代替HGJ510一86)HG21602一1999平盖不锈钢手孔(代替HGJ511一86) HG21603一1999回转盖快开不锈钢手孔(代替HGJ512-86)HG21604一1999旋柄快开不锈钢手孔(代替HGJ513一86)推荐性标准HG/T20579.1一1999工艺装置模型设计规定(代替CD43AI一86)HG/T20579.2一1999工艺装置管道模型质量验收标准HG/T20579.3一1999模型设计成品包装运输技术规定HG/T20661一1999硫酸沸腾炉砌筑技术条件HG/T20662一1999化工粉体物料机械输送设计技术规定HG/T20663一1999化工粉粒产品计量、包装及码垛系统设计规定HG/T20664-1999化工企业供电设计技术规定(代替CD90A5一85)HG/T20665一1999化工建、构筑物抗震设防分类标准HG/T22814一1999化工矿山并巷工程设计规范HG/T20666一1999化工企业腐蚀环境电力设计规程(代替CD90A6一85)HG/"r20646一1999化工装置管道材料设计规定HG/T21629一1999管架标准图(代替HGJ524一91)HG/T20696一1999玻璃钢化工设备设计规定以上标准自2000年4月1日起实施，被代替的标准同时废止。国家石油和化学工业局一九九九年十二月十日 中国化工勘察设计协会中化勘设协字〔2000]023号关于委托编辑出版发行化工行业标准的通知全国化工工程建设标准编辑中心:国家石油和化学工业局关于批准《不锈钢人、手孔分类与技术条件》等25项化工行业标准的通知〔国石化政发(1999)517号〕中批准我协会组织编制的25项化工行业标准(批件另附)。经研究，此25项化工行业标准委托你中心负责编辑出版发行工作。附件:关于批准《不锈钢人、手孔分类与技术条件》等25项化工行业标准的通知。中国化工劫续设计协会-000年一月三十一日 中华人民共和国行业标准玻璃钢化工设备设计规定SpecificationofFRPEquipmentDesignforChemicalIndustryHG/T20696一1999主编单位:中国五环化学工程公司批准部门:国家石油和化学工业局实施日期:=000年四月一日省k-国下七口二口二程趁1又标准编辑中J心(原化工部工程建设标准编辑中心)2000北京 月U舀根据原化工部建设协调司的计划安排，由全国化工设备设计技术中心站组织，中国五环化学工程公司编制的《玻璃钢化工设备设计规定》(HG/T206%一1999)，经多次征求意见，在参照国外有关标准的基础上，经国家石油和化学工业局批准为化工行业设计标准，供设计部门使用。本规定对玻璃钢化工设备的适用范围、材料要求、结构设计、设计计算、检验要求等内容均作了具体规定，另有附录及编制说明。本规定的附录是本规定的参考件。本规定由中国五环化学工程公司编制，编制人:王荣贵、薛建设、黄耕、杨振奎、姚佩贤。本规定中不完善之处将在今后实践中进一步修订补充，具体问题可与全国化工设备设计技术中心站联系。 目次1总论t.(1)1.1概述t···tt·‘·······⋯t(1)1.2适用范围‘········⋯⋯‘·‘二‘二.....(1)1.3不适用范围·······⋯⋯’二’二’二⋯⋯(1)1.4设计压力················⋯⋯⋯(2)1.5设计温度····，····。··一:·⋯⋯‘·⋯⋯⋯(2)1.‘引用标准·······⋯‘⋯⋯‘·’‘·“”..⋯(2)1.7定义······‘·····‘-·····“··⋯·‘·(3)1.8载荷·····‘···t····‘·⋯t‘(4)1.9厚度·····‘·t·t·⋯⋯t‘·(4)1.10安全系数⋯(5)1.11压力试验(6)2材料·(7)2.1原材料要求···t·‘·t一tl··⋯(7)2.2玻璃纤维及织物···········一·⋯(7)2.3热固性树脂··········⋯‘·’‘二”‘⋯(8)2.4不饱和聚醋树脂常用的固化剂·⋯(10)2.5玻璃钢制品的力学性能·⋯(11)3结构‘二(工3)3.1玻璃钢壳壁结构⋯(13)3.2支座设计二(13)3.3玻璃钢储罐连接·(19)3.4开孔补强‘⋯(22)3.5加强圈的设计(23)3.‘罐底转角设计一(24)3.7接管结构设计··(24)3.8人孔结构设计(29) 3.，不可拆卸的连接一(30)3.10可拆卸的连接···.........................t(32)4计算t(34)4.1内压圆筒·(34)4.2内压球壳(34)4.3内压封头(35)4.4内压锥形壳体(36)4.5开孔补强t.(39)4.6外压圆筒和球壳设计二(41)4.，外压圆筒加强圈设计tt(44)4.8外压碟形封头设计·..··....····....·..·⋯⋯t(47)4.，外压锥形封头设计(48)4.10法兰计算·····.‘..·..··................⋯⋯(48)4.11平封头及螺栓连接··t‘t-‘·(49)4.12平封头、盖或盲法兰上开孔计算一〔52)4.13卧式容器设计...................................一(52)4.14立式储罐设计.......t...⋯t..，....·二(54)5检验要求一(62)5.1外观要求。(62)5.2厚度检查·二(62)5.3树脂固化度检查一(63)54树脂含量检查(63)5.5制品机械性能检查t(63)5.6制品尽寸检查·二(64)5.7盛水试验·(64)5.8水压试验........................⋯⋯‘.....⋯二(64)附录A耐腐蚀不饱和聚酷树脂的耐腐蚀性能(66)条文说明·..···.....................................⋯t.(71) 1总论概述本设计规定所叙述的玻璃钢化工设备(或称玻璃纤维增强塑料化工设备)系指以热固性树脂为基体材料，玻璃纤维为增强材料复合而成的整体耐腐蚀玻璃钢化工设备。.z适用范围本设计规定适用于机械缠绕成型工艺制作的非移动的整体耐腐蚀玻璃钢化工设备。1.3不适用范围直接火焰加热的设备;盛装极度危害介质的设备’;传导热的设备(如带夹套的反应釜等);专用化工设备(如槽车、电除尘器等)。·极度危害的介质分类应按HG20660-1991(压力容器中化学介质毒性危害和姆炸危险程度分类》标准规定 4设计压力本设计规定设计压力不大于0.6MPa，外压设计压力不大于0.1MPa真空设备按外压容器设计，其设计压力为0.1MPao5设计温度本设计规定设计温度范围一般为:通用型不饱和聚醋玻璃钢一40一+609-双酚A型不饱和聚醋玻璃钢-40一干1009C乙烯基醋不饱和聚醋玻璃钢一40一+120T环氧玻璃钢-40一十90`C各种类型、不同牌号树脂的耐蚀性及耐温性均不同，设计时应根据腐蚀介质的种类及使用条件，选择相应的树脂、辅料及玻璃纤维，制定合理的施工工艺，制作耐腐蚀玻璃钢化工设备。耐腐蚀玻璃钢化工设备在易燃、易爆的条件下使用时，应慎重、合理地选择相应的树脂配方及工艺，并应制作小样试件，检验有关指标，合格后才可正式制作。6引用标准JC277《无碱无捻玻璃纤维纱》JC278《中碱无捻玻璃纤维纱》JC281《无碱无捻玻璃纤维布》JC286(玻璃纤维制品代号命名方法总则》(;B1446《纤维增强塑料性能试验方法总则》 GB1447《玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验方法》GB1448《玻璃纤维增强塑料压缩性能试验方法》GB1449《玻璃纤维增强塑料弯曲性能试验方法》GB1450.1《玻璃纤维增强塑料层间剪切强度试验》GB1450.2《玻璃纤维增强塑料冲压式剪切强度试验方法》GB1451《玻璃纤维增强塑料简支梁式冲击韧性试验方法》GB1458《纤维缠绕玻璃钢环形试样拉伸试验方法》GB1461《纤维缠绕玻璃钢环形试样剪切试验方法》GB2576《纤维增强塑料树脂不可溶分含量试验方法》GB2577《玻璃钢树脂含量试验方法》GB3854《纤维增强塑料巴氏(巴柯尔)硬度试验方法》GB3857《玻璃纤维增强热固性塑料耐化学药品性能试验方法》GB6058《纤维缠绕压力容器制备和内压试验方法》GB8237《玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)用液体不饱和聚醋树脂》GB13657《双酚一A型环氧树脂》7定义1.7.1压力除注明者外，压力系指表压力。1.7.2最大工作压力最大工作压力系指在正常操作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。1.7.3设计压力设计压力系指在相应设计温度下用以确定受压元件厚度的压力，其值不得小于最大工作压力。对盛装液体的容器，其各个部位的3 设计压力为最大工作压力和该部位液柱静压力之和。外压容器应取不小于在正常工作过程中任何时间内可能产生的最大内外压力差，且不大于0.1MPao真空设备按外压容器设计，其设计压力为0.1MPao1.7.4玻璃钢温度玻琦钢温度系指容器受压元件沿截面厚度的平均温度。在任何情况下，玻璃钢元件的表面温度不得超过玻璃钢材料的允许使用温度。1.7.5设计温度设计温度系指玻璃钢设备在正常操作情况和在柑应设计压力下设定的受压元件的玻璃钢温度，其值不得低于玻璃钢元件可能达到的最高温度。容器的设计温度是指玻璃钢壳壁的设计温度。1.8载荷设计时应考虑以下载荷:1.8.1设计内压力或设计外压力。1.8.2工作条件下液体静压头压力。1.8.3设备在液压试验时液体静压头压力。1.8.4风载荷、地震载荷和顶部载荷(包括雪载荷、人载荷、顶盖、保温材料)。支座、支脚或其它部件引起的反作用力和局部应力。:一:::容器运输或吊装时承受的载荷。1.9厚度1.9.1计算厚度a 计算厚度系指按各公式计算得到的厚度。1.9.2厚度附加量考虑制造中产生的厚度不均匀度及设备吊装、运输等刚度的要求。当计算厚度小于5mm时，厚度附加量为3mm;当计算厚度大于或等于5mm小于lomm时，厚度附加量为2mm;当计算厚度大于或等于lomm小于15mm时，厚度附加量为lmm;当计算厚度大于或等于15mm时，不需要厚度附加量。1.9.3设计厚度So设计厚度系指计算厚度、厚度附加量及内层和外层之和。1.9.4名义厚度名义厚度系指设计厚度向上圆整至某整数的厚度，即是图样上注明的厚度。1.9.5有效厚度有效厚度系指名义厚度减去内层和外层厚度。.l0安全系数1.10.1机械缠绕玻璃钢设备的安全系数取n)10o1.10.2材料许用应变值对于玻璃钢储罐应限制罐壁的应变值，其材料许用应变值〔。」(0.1%。1.10.3稳定安全系数对于受外压的圆筒，其稳定安全系数m>-5;对于受外压的凸形封头其稳定安全系数m->15. 11压力试验1.11.1设备制成后应以1.5倍设计压力进行水压试验，对仅受液体静压力的设备只进行盛水试漏。1.11.2外压容器和真空容器以内压进行压力试验，试验压力PT按下式(1一1)确定。11.5PMPaPT-}(1一1)IP+UMPa取两者中较大值，尸为设计压力。 2材料2.1原材料要求选用原材料时应考虑腐蚀介质的组成及浓度、使用压力、使用温度等工艺条件，以及外界环境因素和现场施工条件等诸因素。同时，各项技术指标应符合有关标准或规定。验收时应具有质量合格证或相应的检验指标资料，必要时应予复验或抽验。2.2玻璃纤维及织物2.2.1耐腐蚀玻璃钢制品所采用的玻璃纤维为无碱纤维、中碱纤维。玻璃纤维物理机械性能应符合表2.2.1的规定，玻璃纤维织物的技术指标应符合有关标准。表2.2.1玻瑞纤维的物理机械性能项目指标密度(g左-,)2.40一2.70比热(kJ/kg-K)0.8导热系数(W/.-K)1线膨胀系数(【℃]一’)4.80x10一6拉伸强度(MP.)(1.08一1.67)x103弹性模量(MP.)(0.30一0.70)x105伸长率(%)3一5 2.2.2凡直接与腐蚀介质接触的耐蚀富树脂层应选用中碱玻璃纤维表面毡和短切玻璃纤维毡，其技术指标应符合表2.2.2的规定。表2.2.2玻璃纤维表面毡的物理机械性能指标项目单位SH一30SH一40SH一50SH一60CR一30CR一50单丝直径拜m9一139一139一139一139一139一13单重9/rnZ30士540士550士560士530士550士5抗拉强度N/50.:->15>20妻25}->30)10妻20有机物%6-126一126-126-126一126一12含量含水率%40断裂伸长率(%)妻0.8环向拉伸强度(MPa)120-180轴向拉伸强度(MPa)45一60环向弯曲强度(MPa)>250抗压强度(MP.)118一245环向弹性模量(MPa)1.41一2.45x100轴向弹性模量(MPa)1.09一1.27x100剪切模量(MP.)0-69X10"注:上述数据仅供参考。表25.2手糊玻玻钢板的.低力学性能保证值拉伸强度弯曲强度弯曲弹性模量板厚(mm)(MPa)(MPa)(MPa)3.5一5.0>63李110>4.8x1035.1一6.5要84>130>5.5x1036.6一10姿95>140>6.2x103>10妻110要150乒6.86x103注:此板是指包括耐腐蚀层(1.2一2.5.m)和增强层的玻璃钢板。试验条件:温度201v、湿度65%o12 3结构3.1玻瑞钢壳壁结构3.1.1玻璃钢化工容器适用于耐腐蚀介质，其壳壁由三层组成:内层:由富树脂层及中间层组成。富树脂层常用玻璃纤维表面毡，树脂含量应大于90，厚度约O.Smm。中间层常用短切玻璃纤维毡，树脂含量为70%一80%，厚度约2mma结构层:即增强层，采用无捻玻璃纤维粗纱，玻璃织物(或短切纤维毡)增强，承受载荷和保护内层，它的厚度按载荷条件计算确定。树脂含量为35士5%。外层:主要是保护外壁不受外界机械损伤和防紫外线作用，采用玻璃纤维表面毡增强，有时也可采用0.1-0.2mm薄玻璃带增强，厚度约1.5mm树脂含量应大于900"603.2支座设计3.2.1平底立式储罐的锚固安装在室外使用的储罐及遭受风载、地震或动载荷的各类平底储罐，其底部锚固方式见图3.2.10储罐的基础垫层材料可采用沥青、砂铺层，铺层厚度为25一30mmo按图3.2.1所示锚固形式设计选用螺栓时应考虑以下因素: (a螺栓锚固图3.2平底储幼的典型锚固形式(突缘或圈座)14 (b)压紧锚固图3.2.1(续)(1)静水压、内压;(2)风的倾覆力;(3)地震力，但不与(2)同时考虑;(4)储墩筒体、幼顶及附件重量;(5)试验压力。锚固螺栓尺寸及数量的确定:每一个螺栓最大总拉力Q，N0.4M+F_旦一五(3一1)D}"n应力为: _Q、乃」去——受、一口下1(3一2)loof--式中M—总的倾覆力矩，N"m;取地震弯矩计算值;D,,-螺栓分布圆直径，cm;F—升举力，N_n02少=尸“—4P罐顶内压，MPa;D;—储罐内径，mm;。—螺栓个数，个数应为4的倍数，且其沿弧长间距不得超过1500mm;G—储罐的最小质量，kg;了一每个螺栓的截面积，mm2__2K—重力加速度，9.81m厅;d-螺栓的根径，mm;〔。」—螺栓材料的许用应力，MPa。可按GB150(钢制压力容器》中选取。14z-螺栓计算应力，MPa.3.2.2碟形底立式储罐悬挂式支座当储罐通过建筑物的楼板或者通过具有环状托架或牛腿的结构支承时，其支座型式见图3.2.2。这种支承方式支承部位应当加强。同时，为了避免过大的弯曲载荷，应使支承构件与罐壁的距离尽可能小。3.2.3碟形底立式储罐支承式支座，底部支承的支承式支座见图3.2.3，环状托架或支脚的支承面积应足够大，以保证支座和环托架16 之间的层板不产生过大的压缩载荷，同时，应校核倾覆力矩及确定相应地脚螺栓。支承构件戛支承圈托架储罐圈座或牛腿A-A剖面详图图3.2.2是挂式支座圈3.2.3支承式支座注:为减少壳体由支座集中载荷所产生的局部弯曲应力，b值应尽量小。，3.2.4碟形底立式储罐裙式支座裙式支座的型式见图3.2.4,裙式支座上开孔需补强，以保证储罐的稳定，图中裙式支座需经计算确定其铺层结构，另外，裙式支座与罐体的胶结长度也需由计算确定。17 根据需要还可进行补强胶结长度应足够承受剪切载荷圈3.2.4裙式支座3.2.5碟形底立式储罐碟形封头支座碟形底立式储罐碟形封头支座见图3.2.5，支承在钢制碟形封头内，可承载较重的玻璃钢设备。图3.2.5破形封头支座3.2.6卧式玻璃钢设备支座卧式玻璃钢设备支座多采用鞍式支座。鞍式支座由钢板制成。鞍座是由垫板、腹板、肋板和底板构成。垫板的作用是改善壳体局部受力情况。通过垫板鞍座接受储罐载荷，钢制鞍座垫板处需衬橡胶 板。鞍座的包角e>12o0，见图M,6.b0叠图3.2‘卧式支座3.3玻瑞钢储罐连接3.3.1玻璃钢储罐的封头与筒体间以及筒体间的连接形式，可采用承插连接或对接连接。见图3.3to或to_侧枯结线伍)承插连接(b)对接(e)对接图3.3.1连接形式 3.3.2现场组装大型储罐的封头与筒体间，筒体间的环向连接，或者半圆筒体间的纵向连接，采用耐蚀螺栓连接，螺栓间距一般为200一250mm，其结构分别见图3.3.2一1一图3.3.2一3}圈3.3.2一1封头与筒体间连接图3.3.2一2筒体间连接图3.3.2一3半圆筒体间连接3.3.3连接厚度的确定当连接储罐直壳环向部分，或封头与壳体连接采用粘接铺设时，则结构连接接头包覆层的厚度按下式计算。 (P+ygH)D(3一3)2000[a]式中【司—连接用玻璃钢的许用应力，MPa勺J-一一n(3一4)aB—玻璃钢材料在设计温度下环向的抗拉强度，MPa;尸—设计压力，MPa;H—由液面顶点到接头的距离，cm;D;—壳体内径，m;g—重力加速度，9.81m/s2;Y—储液密度，kg/m3，如y<1000kg/m3，取y=1000kg/m3;n—安全系数。选用的接头包覆层厚度应不小于计算壁厚，且不小于5mmo3.3.4连接宽度的确定储罐底部连接接头铺敷的最小宽度见表3.3.40表3.3.4接头铺橄的.小宜度HX口(澎)5.5913162024A(,nm)105105130155180205HXDi(m")273135394246A(..)229254279305330356表中H—由液面顶点至接头的距离，m;D;—储罐内径，m;A一叫包覆层的最小宽度凸 3.3.5可拆卸连接采用法兰螺栓连接，对有压力的容器，采用高颈法兰螺栓连接，连接的结构可按图3.3.50圈3.3.5蛆栓连接3.4开孔补强3.4.1受压容器的开孔补强结构按4.5节计算。3.4.2当容器壳体或封头在承受静液压力尸的某一区域上开孔时，应在以孔为中心的环形区域内补强，补强方式见图3.4.20 廖颧缪全外侧平衡个内侧(a)平接型接管印匆歌全外侧平衡全内侧(6)插入型接管图3.4.2簇曾装配和开孔补强结构(a)平接型接管;(b)插人型接管(其中全内侧型仅用于接管与整体锥形角排板联接)3.5加强.的设计容器受外压时或为保证强度与刚度，须设置加强圈，截面形式可按4.7.2条6款要求。23 3.6确底转角设计罐底转角设计参见4.14.17节。3.7接管结构设计3.7.1接管采用玻璃钢管与法兰整体接触模塑成型的结构。3.7.2法兰的尺寸:法兰连接尺寸应符合HG管法兰标准。法兰的厚度由计算确定。3.7.3法兰颈部的高度大于4倍的法兰设计厚度，法兰颈部的厚度在圆角上部至少大于0.5倍法兰厚度，颈部应有均匀的锥度，圆角的曲率半径在法兰根部最小应取lomm以上。其结构尺寸见图3.7.3图3.7.3法兰结构尺寸3.7.4接管管口法兰至罐体的距离应不小于l00mm，且此距离不得小于接管装配时粘接所需的最小长度，见表3.7.40 表3.7.4剪切钻接长度《m..)铺敷层6.489.51113141617.51922125.4厚度h,76767690100114127140152178203注:h,—总粘接长度(h十hi)，见图4.5.3，当内铺敷层仅用于防腐蚀层时，总粘接长度必须设置在外部铺敷层上。3.7,5DN镇l00mm的接管在管口处需设置支撑板，板式支撑板结构见图3.7.5一1,圆锥形支撑板结构见图3.7.5一20图3.7.5一1板式支摊板25 内侧铺覆图3.7.5一2回谁形支摊板3.7.6埋入式的螺栓连接的开孔结构见图3.7.6.钢螺母埋人玻璃钢本体内。螺母尺寸大小应根据计算确定。钢螺母圈3，.‘埋入式娜性结构 3.7.7进液管结构型式如图3.7.7一1所示，对于易腐蚀、磨损及易堵塞的液料，为了清洗和检修方便，可采用图3.7.7一1(b)结构型式。对于易燃又不导电的液体，进液管插人液体中，管端成450一60，一般进液管插人深度为筒体高度的2/3，为了防止液体的虹吸现象，可在上部开朽小孔，见图3.7.7一2，或上部敞开结构，见图3.7.7一30图3.7.，一1进液管擂入幼内)7 图3.7.7一3进液管插入液体中圈3.，.，一2进液管插入液体中(管上部敝开)3.7.8对于易燃储液，必须考虑消除静电措施，进液管应沿罐壁敷设并插人液体，见图3.7.8图3.7.8进液管沿峨壁敷设28 3.7.9储罐出液日结构见图3.7.90一}}}14加一层}A}h7c、‘二崖翌离蚀树脂封口户储罐基础A-A剖面(b)江群面·(c)圈3.7.，储猫出液口3.8人孔结构设计3.8.1对于要检修和清除液渣的储罐应设置人孔(DN450一600),颈高100一150mmo 3.8.2高度超过1.8m的储罐，为便于安装和维修，可设置两个人孔，一个在顶部，一个在侧面，开孔处应采取等强度补强措施。3.8.3封头和筒体的人孔结构要求见图3.8.30最少四层最小压力人孔图3.8.3封头和筒休的人孔3.9不可拆卸的连接3.9.1包缠对接适用于直管、弯管、三通或异径管之间的固定连接。30 包缠的厚度应不小于管子的壁厚，包缠长度应满足轴向荷载引起的剪切强度要求，可用式(3一5)计算，其结构见图3.9.10图3.9.1包缝对接，，、nPd(3一5)比芳.2z舀mm式中P—管子的内压，MPa;d-管子的内径，mm;ze—粘接层的剪切强度，一般取49MPa;n—安全系数;2L-粘接长度，mm.3.9.2粘接方式可分为套管粘接、承插粘接、管箍粘接，其结构见图3.9.20套管粘接:其套管通常采用缠绕法制成，其长度可按式(3一5)进行计算。承插粘接:将管子插人已预制好的承插口，然后通过承口上的钻孔灌人掺有固化剂的树脂，常温或加温固化即完成。管箍粘接:与套管粘接相似，管箍通常是模压制品，两侧带有斜31 面，连接时将管端加工成与管箍相同的斜面，然后粘接。粘接层套管管插(a)套管粘接(b)承插粘接(c)管箍粘接图39.2粘接方式3.10可拆卸的连接3.10.1采用法兰连接，其型式有三种。1任意式法兰:法兰通常采用模压成型，再将法兰与玻璃钢管进行粘接，如图3.10.1(a),(b)所示。2整体法兰:法兰与管子整体成型，要求法兰厚度大于管壁厚度，并在法兰颈部圆滑过渡，如图3.10.1(c)所示。3松套法兰:钢制法兰松套在模压成型的法兰凸缘上，见图3.10.1(d)所示。3.10.2模压法兰与管子粘接长度L按粘接层抗剪强度计算，见式(3一5), r"-,1(a)(c)鬓14:E3-(b)(d)图3.10.1法兰型式33 4计算本节以下各式算得的各种壁厚系指承受强度的结构层的厚度。4.1内压圆筒4.1.1符号说明P—设计压力，MPa;D;—圆筒内径，mm;ab—圆筒材料在设计温度下环向拉伸强度，MPa;n—安全系数;S—圆筒的计算厚度，mm.1.2内压圆筒计算壁厚nP1)二(4一1)tab4.2内压球壳4.2.1符号说明P—设计压力，MPa;D—球壳内直径，mm;ab—球壳材料在设计温度下环向拉伸强度，MPa;n—安全系数;S—球壳的计算厚度，mmo4.2.2内压球壳壁厚计算34 nPD(4一2)S一4a.mm4.3内压封头4.3.1符号说明P—设计压力，MPa;D;—凸形封头内直径，mm;a6—凸形封头在设计温度下环向拉伸强度，MPa;h—凸形封头曲面深度，mm;n—安全系数;S—凸形封头厚度.mm.4.3.2采用凸形封头时应尽量采用椭圆形封头、半球形封头和碟形封头。4.3.3椭圆形封头的壁厚计算、_刀尸OK(4一3)“一-至a式中K—椭圆封头的形状系数，其值为‘一告[2+1D"IZJ目前储罐采用2Dh;:-2的标准椭圆形封头。4.3.4碟形封头的壁厚计算(凹面受内压) 碟形封头由三部分组成。以R，为半径的球面部分(R;0.9D;)，以及曲面深为h的圆筒部分，以r;为半径的过渡区，r;)0.1D.，且不得小于3倍壁厚。4.3.5碟形封头壁厚计算nMPD(4一4)2an式中M—碟形封头形状系数。M一习、+压一，其值见表4一104I一匀r;J衰4一1形状系数M值R;/r,1.01.251.501.752.02.252.502.75M1.001.031.061.081.101.131.151.17R,/r,3.03.253.54.04.55.05.56.0M1.181.201.221.251.281.311.341.36R/r;6.57.07.58.08.59.09.510.1M1.391.411.441.461.481.501.521.544.3.6当凸形封头折边段为加强时，加强部分应扩大到球形部分.至少为2,/百万的宽度，再逐渐减少。4.3.7受内压(凹面受压)球形封头壁厚计算按式(4一2)04.4内压锥形壳体4.4.1符号说明36 a.锥形壳体材料在设计温度下弯曲强度，MPa;D;,—确定环向应力用的基准内径，mm;:—大端折边过渡段转角半径，mm;ab—锥形壳体材料在设计温度下环向拉伸强度，MPa;a—锥形壳体半顶角，[’];，—安全系数;Do—锥形壳体大端外直径，mm;S—锥形壳体计算厚度，mm;—锥形壳体折边段厚度，mm;—过渡段两端加强宽度(见图4.4.2),mm.4.4.2锥形壳体壁厚计算适用大端的比例为S/Do>0.005的锥形壳体。锥形壳体的壁厚计算按4.4.2条1款和4.4.2条2款;折边段的计算按4.4.2条3款和4.4.2条4款，其中应以较大壁厚值为准。在折边段，纵向和周向上要求的弯曲强度必须得到保证。1周向应力下锥形壳体所需要的壁厚s刀0_尸(4一5)“=-tab“Cosa2纵向应力下锥形壳体所需要的壁厚S刀D_P(4一6)S一49b“王c赢os石amm3周向应力下锥形壳体大端折边段所需的壁厚S, nD,PC,S,(4一7)20=mm4纵向应力下锥形壳体大端折边段所需的壁厚8,nD,PCIS=(4一8)4口。mm式中C1—形状系数，可依据折边段与所连接筒体形成的夹角a及折边处半径与计算直径之比:/Do，从表4.4.2中查取。锥形壳体应具有:/Do>0.1折边段。6如果锥形壳体折边段得到补强，其补强层在折边段两边的宽度应为x>丫万os，并为均匀过渡见图4.4.20表4.4.2，体折边段筒体计‘的形状系，C,和计‘系。赢于伙0.10.150.20.30.40.51/cos。1001.21.21.21.21.21.21.0152002.12.01.91.71.61.41.0643002.92.82.62.32.01.71.1554504.24.03.73.12.62.11.4146005.45.14.73.93.12.42.00038 图4.4.2锥形壳体的结构形式4.5开孔补强4.5.1符号说明d—开孔直径，mm;B—补强圈外径，mm;h—纵向或横向内部连接长度，mm;ho—纵向或横向外部连接长度，mm;h,—总连接长度，h:二h;+ho,mm;8—内部贴合层厚度(S;=8W一So),mm;氏—外部贴合层厚度，mm;8,—补强圈厚度，mm;8w—总贴合厚度，mm;氏—接管厚度，mm;8—容器计算壁厚,mm;r-圆角的曲率半径，mm; 尸—设计内压力，MPa;Cb—补强圈材料在设计温度下的环向拉伸强度，MPa;—容器的内直径,mm;—安全系数;K—常数，当容器上开孔直径大于或等于150m。时，K=1;小于150mm时，K二-d万一d4.5.2玻璃钢容器所有开孔处均应铺设衬垫作补强用。4.5.3采用圆形开TL时，，开孔处的补强见图4.5.34W平接型接管(b)插入型接管圈4.5.3开孔处的补强4.5.4补强部位尺寸40 1补强圈外径B开孔处补强圈外径B，对于公称直径小于150mm的接管，规定为接管外径加上150mm;对于公称直径大于或等于150mm的接管，规定为接管内径的2倍以上。2补强圈厚度圆筒形壳体(或碟形封头)上开孔补强圈的厚度由式(4一9)确定。”尸门K(4一9)S}=2,,厂3总连接长度h,表4.5.4列出了对于储罐壁厚的补强总的连接长度h表4.5.4玻瑞钢器盛朴强总的连接长度从容器壁厚4.86.48.09.611.212.814.416.017.619.2mm总连接长度75100125150175200225250275300"h5mm注内部和覆盖涂层仅作为耐蚀层时，内部连接长度为零。4在封头转角区域及壳体与壳体或壳体与封头连接区域152mm范围内，应尽量避免开孔。4.6外压国筒和球壳设计4.6.1符号说明B—系数，可由图4.6.2求得;D=—圆筒或球壳外径，mm; L—外压圆筒体的计算长度，见图4.7.1,mm;D;—圆筒或球壳内径，mm;8e—圆筒或球壳的有效厚度,mm;P,—圆筒或球壳受外压开始失稳时的临界压力，MPa;LPl—圆筒或球壳许用外压，MPa;E—玻璃钢材料的轴向弹性模数，MPa;Pa—设计外压，MPa;1c稳定安全系数，对受外压的圆筒，m)5;对受外压凸形封头m>15o4.6.2外压圆筒外压圆筒所需的有效厚度可按图4.6.2进行计算，步骤如下:(1)假设8e;(2)确定外压筒体计算长度L，定出LID。和D=/8e;(3)在图4.6.2的左方找到LID。的值，过此值沿水平方向向右移与Do/8。线相交(遇中间值可用内插法)，过此点垂直向上或向下移动与材料线相交(遇中间值可用内插法)，再过此交点水平方向右移，在图的右方得到系数B值;(4)用式(4一10)计算出开始失稳时临界压力P。P。一赢MPa(4一10)(5)并满足[尸〕一P`>P.(4一11)4.6.3外压球壳外压球壳所需的有效厚度可按图4.6.2进行计算，计算步骤同4.6.2，不同的是用球壳线代替D=/Se，并以D;/1008。代替L/Da ﹃;1515246117581256984.3703]562.5421_8281.2巧2109。工翻X︹全:一:恶山84.37t。5，524.610.艺50.180.140.10.08:;;0.064_21824682468246824680.000010.00010.0010.010.1系数A图4.6.2团筒体的外压计算圈表43 4.7外压圆筒加强圈设计4.7.1符号说明R。—加强圈的外半径，mm;I—加强圈与壳体组合段应具有的惯性矩;1,—壳体起加强作用的有效段与加强圈的组合截面对通过与壳体轴线平行的该截面形心轴的惯性矩，mtn0oI，值的计算可计人在加强圈中心线两侧有效宽度各为0.55丫Do/8的壳体。若加强圈中心线两侧壳体有效宽度与相邻加强圈的壳体有效宽度相重叠，则该壳体的有效宽度中相重叠部分每侧按一半计算。L—圆筒计算长度见图4.7.1,mm;L,—在与壳体轴线相平行的方向，从加强圈中心线到相邻两侧加强圈中心线距离之和的一半，若与凸形封头相邻，在该长度中还应计人封头曲面深度的1/3mmoA,—加强圈的截面积，MM"o4.7.2加强圈的计算1选定加强圈的距离L_z、材料及截面尺寸，并计算它的横截面积A，和壳体有效段与加强圈组合截面的惯性矩I,2按式(4一12、计算R值竺。PaDa、，_D=—iviva(4一12)t1,d+下-儿凡3用计算图4.6.2在图的右方划到按式仪一12)计算出的B值，过此点沿水平方向移动与材料线相交，并从该交点垂直移动至图的底部，读出A值。4用式(4一13)计算加强圈与圆筒组合段所需的惯性矩Ia44 切户h1(a)h1切点加强筋间距(b:加强筋图4.7.1外压筒体的计算长度(a)无加强圈筒休;(b)有加强圈筒体;(c)圆锥部分45 _。、5(“二AL,s)A(4一13)10.95若I大于Ig，须选用有较大惯性矩的加强圈，重复上述步骤的计算，直到I，大于或等于I为止。6加强圈截面形式加强圈截面可以为矩形、圆形、半圆形、三角形以及角钢断面，见图4.7.2一1，被包覆材料可用玻璃纤维木材、泡沫塑料、扁钢等包覆，最小厚度不小于0.6mmo图4.7.2一2为半圆形截面加强圈，表4.7.2为半圆形加强圈的尺寸和惯性矩。恤鬓票慧浏、盛疆慈熟碰夔编阵霆馨(c)(d)”滋垫幽阵夔熟到(e)M终洲彝冷翔知鑫呐(9)(h)图4.7.2一1加强圈截面图4.7.2一2半团形加强圈F=R，加强圈由毡和玻璃布交替铺傲而成 表4.，.2半圈形加强圈的尺寸和惯性矩加强圈厚度储罐壁厚度8,(-m)顺性矩(c00)S(mm)50.87.9/83.25}9.5/104.0650.87.9/104.0619.5/124.8776.27.9/312.17一9.5/332.9911.1/374.6176.27.9/374.6119.5J395.4211.1/416.231211.1/957.337/1040.5819.1/1248.69:::.价l512.7/1082.29/1290.3219.1八415.1912.719.5/1123.8212.7/1248.6915.9/1415.19119.1/1540.06一:::l27/1873.0415.9/2081.1619.1/2247.65192.57l27/2372.52巧9/2539.0119.1/2788.75:::.l90一15.9112.7/2788.7515.9/2996.871/3246.61l9152.419.5一12.7/3204.989/3496.341/3787.71125.4/4328.81一::.:一{:.引12.7/4078376.，46469/4287.18119.1/4661.79125.4/5327.7615.9/5119.65(19.1/5452.635.4/6243.474.8外压碟形封头设计4.8.1符号说明Ro碟形封头球面部分的外半径，mm;爪—碟形封头的有效厚度，mm;E—操作温度下材料的轴向弹性模数，MPa;47 u—玻璃钢材料的波桑系数，取产二0.33;M-稳定安全系数M>-15;[P]—许用外压，MPao4.8.2外压碟形封头临界载荷按式(4一14)计算。2E8[P]MPa(4一14)R三m了3(1一uZ)4.8.3式(4一14)同样适用于球形封头，其中符号除R。为半球形封头的外半径外，其它符号意义与碟形封头相同。4.，外压锥形封头设计4.9.1当半锥角a-<22030}时，锥体厚度可按承受外压的圆筒体进行计算。此时圆筒长度，当无加强圈时，等于锥体的轴向长度;当设加强圈时，等于加强圈之间的轴向间距;该圆筒外直径，当无加强圈时，等于锥体大端外直径;当有加强圈时，等于加强圈之间大截面处的直径。4.9.2当半锥角22030"60*时，锥体厚度可按圆形平盖厚度确定。4.1。法兰计算4.10.1法兰计算可按GB150中宽面螺栓紧固法兰进行计算。但 其许用应力须满足以下4.10.2和4.10.3条的要求。4.10.2在法兰计算中对厚度lomm以上的法兰，弯曲强度取137MPao4.10.3法兰安全系数取n=8o4.11平封头及妞栓连接4.11.1符号说明K—系数，取决于封头、盖或法兰连接方式，见图4.1毛.10保持环K(a=)0.3K=0.30螺纹环K-O30K=0.25图4.11.1平封头连接形式 Dr;—图4.11.1所示的直径，mm;hr.-垫片力矩臂，等于由螺栓孔中心至垫片槽中心距，mm;仁。〕—平封头材料许用应力，MPa;P—设计压力，MPa;t—平封头、盖的最小要求厚度，mm;W—总的螺栓载荷，N;Wml—操作条件下所需的螺栓载荷、N;Wm2—预紧状态下所需的螺栓载荷，N;M-垫片系数，参见GB150标准;Y-垫片比压，参见GB150标准;Ay—实际的螺栓总面积，mm";Am—所需的螺栓总面积，mm2;Am,-操作所需螺栓总面积，mmZ;A=a—预紧所需螺栓总面积，mmm2;「司。—常温下螺栓材料许用应力，MPa，可按GB150选用。4.11.2螺栓载荷计算操作条件下所需的螺栓载荷Wm,=0.785D乙P+2rbD}mPN(4一15)预紧状态下所需的螺栓载荷Wm2=3.14bDcyN(4一16)4.11.3螺栓面积计算操作状态下所需螺栓截面积 Am,W.,m,(4一17),a」卜预紧状态下所需螺栓截面积A.,zW-r==,,Zmmz(4一19)L口Jb所需螺栓总面积Am取Am，与A},中的大值。且实际螺栓总面积A、应不小于所需的螺栓总面积A_4.11.4螺栓设计载荷计算操作状态下w=Wm,}取两者中”大值(4一19)预紧状态下wW=A号b[a]N4.1.5最小厚度计算平的、无支撑的圆形平封头、盖的最小厚度按式(4一20)计算。t二D,了KP/[a]mm(4一20)当平封头、盖与螺栓的连接结构引起边缘力矩时(见图11.1)，其厚度按下式(4一21)计算。=Dc了K-P/[a]+1.9Wh,/[a]"D息mm(4一21) 4.12平封头、盖或盲法兰上开孔计算4.12.1符号说明B—开孔直径，mm;t—平封头、盖或盲法兰的最小计算厚度，mm;A—补强的总截面积，,mmm2o4.12.2平封头、盖或盲法兰当满足下述要求时，可不另行补强。1当平封头、盖或盲法兰的名义厚度在lomm或小于lomm时，不补强的接管尺寸为DN6002当平封头、盖或盲法兰的名义厚度在大于lomm时，不补强的接管尺寸为DN5004.12.3平封头、盖上开孔直径不超过平封头直径DG的1/2时，其补强的总截面积应不小于下式(4-22)求出的数值。A=0.5B(4一22)4.12.4平封头上开孔直径超过平封头直径DG的1/2时，应按GB巧。第九章螺栓法兰连接的要求进行设计。4.12.5如不采用4.12.4节方法计算，平封头的厚度可按下列办法增加，以获得开孔所需的补强。1将式(4一20)中K改为2K.2将式(4一21)中根号内的量乘以204.13卧式容器设计4.13.1适用于对称布置的双支座、三支座支承的卧式容器的设计，卧式容器的支座结构可采用贯通型(图4.13.la),鞍型(图4.13.1b)、吊索型(图4.13.1c).52 筒体长度LXD;))百>0.75D}(a)根据需要设置加强圈圆B(b)必须设置加强圈此处吊索未示出(c)圈4.13.1卧式储.的典形支座(a)贯通型;(b)鞍型;(Of索型53 4.13.2鞍式双支座支承的卧式容器和鞍式三支座支承的卧式容器的计算可参照HG20582及有关标准规定。4.14立式储罐设计4.14.1符号说明D;—储罐内直径，m;H-罐体计算点至最高液位的高度，m;ab—玻璃钢圆筒材料在设计温度下环向拉伸极限强度，MPa;a-罐体壁的最小计算厚度，mm;E—玻璃钢材料的轴向弹性模量，MPa;n—安全系数;Y—储液密度，kg/ms，当y<1000kg/m3时，取Y二1000kg/m3:仁。〕—材料许用应变值，按1.10.2条取值;尸—罐内操作负压，Pa;P}储罐设计外压，Pa;[p,了—许用临界压力，Pa;K,—风压系数。对建筑地区为接近海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区时，取K,=1.38;对田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中、小城镇和大城市郊区时，取K,=1.0;对有密集建筑的大城市区时，取K,=0.71;q,-10m高度处的基本风压值N/.2;K2—对于安装呼吸阀的储罐，考虑到阀打开后的动作滞后的系数，取Kz=1.2;对不安装呼吸阀的储罐，取Kz=1o4.14.5罐壁厚度计算54 Y(H一0.3)D。6=0.0049(4一23)ab}O4.14.6按罐体的刚度计算壁厚Y月D.d=U.UU49-mm(4一24)LC」.上4.14.7储罐罐壁设计外压力计算P}-2.25K,-q,+K2"PPa(4一25)4.14.8罐壁的许用临界压力「P〕计算。占1125[p,:一，6000(是)((4一26)D式中H-罐壁筒体的当量高度，m;H，二乏H断HQ一、(8ei}2’He,—第i圈罐壁板的当量高度，m;h;—第i圈罐壁板的实际高度，m;se,—第i圈罐壁板的有效厚度，mm;a,-最薄层罐壁板的有效厚度，MM.4.14.9罐壁的稳定校核应满足下式的要求:LP〕>尸。(4一27)55 4.14.10当罐壁的许用临界压力不能满足式(4一27)的要求时，罐壁筒体上应设置加强圈。加强圈的数量应按式(4一28)计算。n=INT(P,/[P,])(4一28)式中n—加强圈的数量;INT—向上圆整的运算符。4.14.11需设置加强圈的罐壁，沿高度方向被分成(n+1)段，每一段罐壁的高度应按下式计算:Lp=Hey(n+1)m(4一29)式中LQ—设置加强圈后，每段筒体的当量高度，m;4.14.12当加强圈位于最薄的罐壁上时，加强圈至包边玻璃钢角型圈的实际距离等于式(4一29)的计算值。4.14.13当加强圈不在最薄的罐壁板上时，加强圈至包边角型玻璃钢圈的实际距离应进行换算。4.14.14加强圈采用玻璃钢角型圈时，最小的截面尺寸应符合表4.14.14的规定。衰4.14.14加强翻最小健面尺寸(mm)储罐内直径DAXBXSD;-<2000Ll00x63x820001.8一3.5>35最小有效厚度(mm)4.86.49.6拱顶的稳定性验算应满足下式P=(仁PJ(4一36)式中【P了—拱顶的许用临界压力，PaoLP}:一。AE(叠))ZPa(4一37)式中a,—拱顶有效厚度，mm.当〔尸。]>尸。时，则认为安全;若不满足，则应加厚。3自支承锥顶锥顶计算厚度按下式计算.但不得小于表4.14.16一2规定。D;}/Pa二(4一38)187.9,i.0mm式中a-锥顶的计算厚度，mm;D;—储罐内径，m;P}-罐顶设计外压，按4.14.16条1款确定，Pa;0锥顶圆锥母线与其水平投影线夹角，度。 4.14.17罐底底板设计平底储罐底部转角半径r应不小于40mmI最大为150mmo圆角区域最小厚度Ss-81+80(式中S;为壳壁名义厚度，S。为底部厚度)。转角半径区域的加强应当递减，使其相切于平底，且不超出罐底切线之外。平底储罐底板的厚度应不小于表4.14.17中列出的最小厚度。表4.14.17平底储植底板.小厚度(mm)储镶直径D底板最小厚度So600--370010筒体上局部加强其详细尺寸见图4.14.170图4.14.17平底储幼底板(a)—底与壳体为整体(单面补强).(6)-底与壳体为连接(双面补强) 5检验要求5.1外观要求5.1.1外表面应平整光滑，色泽均匀无泛白，纤维必须充分浸透树脂，无夹杂物，无纤维外露。不允许有层间分层、脱层、树脂瘤等。5.1.2富树脂层表面应无破损，表面光洁，无泛白、脱层和夹杂物，纤维不得外露，不得有直径大于3mm、深或高大于0.5mm以上的凸凹;对于受压容器，允许气泡的最大直径为4mm;1平方米范围内，直径不大于4mm的气泡数不得超过3处，否则应划破修补;裂纹深度不得大于0.2mm。对千一般设备，允许气泡的最大直径为5mm，且1平方米范围内直径不大于5mm的气泡数不得超过3处，否则应划破修补。51.3强度层要求层间胶接良好，不允许有任何夹杂物和树脂结节等，无泛白。凸出高度或凹陷深度部分厚度不得大于强度层厚度的20%;裂纹深度不得大于设计厚度的20%，当设计厚度大于lOmm时，其裂纹深度不得超过2mm。对于受压容器，裂纹深度不得大于lmm，长度不得大于30mma5.1.4对于已发现的缺陷，允许进行修补，同一部位的修补次数不得超过两次。5.2厚度检查5.2.1厚度检查:最薄处壁厚不得小于总厚度的80，且不小于设 计厚度。5.3树脂固化度检查5.3.1外表面选取不同部位的10点(每平方米至少有3个测点)进行硬度检查，按GB3854《纤维增强塑料巴氏(巴柯尔)硬度试验方法》规定进行，其值应大于3605.3.2如有必要，按GB2576《纤维增强塑料树脂不可溶分含量试验方法》的规定进行，试样不少于3个，树脂固化度不应低于85%o5.4树脂含f检查树脂含量检查按GB2576《纤维增强塑料树脂不可溶分含量试验方法》的规定进行。试样每组为3件，纤维缠绕成型其树脂含量:内层(富树脂层))90%;中间层70%--80%;增强层为35%士5%;外层)90%。5.5制品机械性能检查5.5.1壳壁材料的整体强度应达到设计要求，试件从容器本体上切取，或从制品同步工艺的样板或样管上切取。手糊成型部件的测定方法:抗拉强度按GB1447《玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验方法》，弯曲强度按GB1449《玻璃纤维增强塑料弯曲性能试验方法》。缠绕成型的测定方法:环向抗拉强度和弹性模量的测定按GB1458<纤维缠绕增强塑料环形试样拉伸试验方法》，轴向抗拉强度按GB5349《纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法》，弯曲强度按GB1449《玻璃纤维增强塑料弯曲性能试验方法》，压缩强度按GB1448《玻璃纤维增强塑料压缩性能试验方法》。63 5.6制品尺寸检查5.6.1对圆筒制品，内径允差为士196，但最大不超过50mm,圆筒内表面的圆度公差为圆筒内径的士10.6;对椭圆形制品，长短轴公差为士196;容器总长(高)度允差(上下封头顶头间的距离)为士0.596a5.6.2容器管法兰端面与接管轴线的垂直度不应大于表5.6.2一1的规定。接管的标准方位(法兰接管的轴线对容器径向或轴基准的位置)的位置度偏差不应大于表5.6.2一2的规定。表5.6.2一1(mm)管法兰5100一52501<500一51000一618001<2500153500154000公称直径DN垂直度2.5!3.5}4.510}13表5.6.2一2(mm1管法兰公称直径DN0一300300一10001000-2000>2000位置度偏差06090150205.7盛水试验玻璃钢容器制造完后，应进行常温盛水试验，试验时间为48小时，要求无渗漏，无冒汗，无明显变形等。5.8水压试验5.8.1受压容器应进行水压试验，水压试验压力为1.5倍的设计压 力，保压3分钟后降至设计压力，保压时间不得小于20分钟，以无渗漏及无明显变形为合格。5.8.2压力容器工艺评定用模型容器的内压试验及应变测定按GB6058(纤维缠绕压力容器制备和内压试验方法》进行，试验报告按GB1446《纤维增强塑料性能试验方法总则》的规定。 附录A耐腐蚀不饱和聚醋树脂的耐腐蚀性能表A一1MFE型乙烯基菌树脂的耐腐蚀性浓度建议使用浓度建议使用化学介质(%)温度咬℃)一化学“质(汤)温度(℃)醋酸镇25565乙醇5一30一硝酸2050甲醇l010一2580氨水落20一”化’5090氢氧化按5一次抓酸钠5一1580铬酸(20一硫酸钠90氢氧化钙硫酸毛7080四氯化碳70一7545柠檬酸尿素成5065硫酸铜二氧化氯85甲醛海水100盐酸镇20双氧水廷306520一36次氛酸1080氢氟酸102065注:以上为浇铸体试件测试数据。66 表A一2W2一1乙佛基亩树脂的耐腐蚀性浓度建议使用浓度建议使用化学介质化学介质(蜷)温度<(℃)(%)温度<(℃)铬酸2010049柠檬酸16050一甲‘20一3782硫酸铜氢氟酸1065环己酮2038乙二醇一次抓酸1082甲醛2065甲酸10双氧水<3065汽油80磷酸100氢氧化钠10二氧化氛85255040醋酸50湿抓气65次氯酸钠5一15氟硅酸1020硫酸钠硝酸580硫酸<50敖酸378050一70海水10050注:以上为浇铸休试件测试数据。67 表A-3YX系列乙始墓酸树脂的耐有蚀性使用温度(℃)化学介质浓度(%)YX一2/YX一931YX一125<100一<100硫酸70808075室温一145<20一}80}110盐酸371}60180磷酸所有<100<100亚磷酸70一室温室温56080硝酸20一}4516040一}不耐一}室温发烟硝酸80801018080酸甲酸性98}不耐一室温介<25{<100<100质醋酸50801807560160冰醋酸100不耐室温<258080氢澳酸486060621}室温室温10一}60160氢氟酸20室温一}室温106060高氯酸30室温室温水杨酸10060一苯磺酸一}65不耐室温次氛酸钠一<1880-180过氧化氢306060氧化次氯酸钙所有701-80性攻氛酚f湿)饱和8080介纸浆漂白粉一10018090质抓水饱刁阳80<100过氧化钠}一饱刁阳<100一<10068 续裹A一3使用温度(℃)化学介质浓度(%)YX一2/YX一931YX一1<10658065氢氧化钠25808050}<100}<100碱碳酸钠<3580}80性<2560/8060介氢氧化钾质45801一80醋酸钠所有<100<100液气不耐不耐氨水气室温室温二甲苯I}100}室温45乙醇95室温室温丁醇所有4545乙二醇<100<100乙二醇40室温室温溶甲乙酮一}100不耐I}室温5}一}45苯酚剂88不耐室温尿素一}5060I60航空汽油100}80}80煤油1008080天然酸性油一}100一}<100120险料油烟道气一}一}160200H2S(气)80170气Cq(气)<100170相CO(气)<100200介质Brz(气)室温室温HCl(气)一{<10170HF(气)8080锌电解液60一}60电镀镀铂液一}}80液类镍电镀液808069 表A一4双酚A耐酸不饱和树脂化学品试验结果(室温)介质浓度(%)一}介质浓度(%)评定硫酸毛70耐丙酮不耐硝酸簇40耐汽油耐盐酸(30耐氨水25尚耐醋酸50耐硝酸镍耐氢氟酸镇40耐硫酸锰电解液耐氢氧化钠5耐尿素饱和耐氯化钠饱和耐苯尚耐硫酸铜电解液耐水耐硫酸按饱和耐二氧化氯耐表A一5双酚A耐酸不饱和树脂浇铸体在80℃下的耐蚀性介质一浓度〔%)评定介质浓度(%)评定30盐酸耐氢氧化钠尚耐35硝酸耐乙醇尚耐50硫酸耐氨水耐20醋酸耐苯尚耐5氢氧化钠尚耐硫酸铜电解液耐70 玻璃钢化工设备设计规定HG/T20696一1999条文说明玻璃钢化工设备具有良好的耐腐蚀性能、承载能力及制作方便等特点，国内已获广泛应用，国外许多先进国家均已制定了有关标准规范。国内近几年引进大量机械缠绕法装备制作纤维缠绕玻璃钢化工设备，并有了很大的发展和应用，制品质量有了很大的提高。为进一步满足石油化工等设计部门要求，本规定是在原CD13DA19一85《手糊法玻璃钢设备设计技术条件》基础上，参照国外有关标准、规范和资料编制而成，现将条文说明如下。1总论1.1本规定适用于以热固性树脂为基体材料，玻璃纤维为增强材料复合而成的整体玻璃钢化工设备。当设计者采用其它类纤维材料作增强材料时，也可参照本规定。1.2手糊法施工工艺制作在国内目前虽仍有应用，但随着国内大量机械缠绕法制作玻璃钢化工设备及管道技术的引进，已逐步取代手糊法工艺，因此本规定适用于以缠绕法为主，结合喷射法、模压法(主要用于压制法兰等零部件)的玻璃钢设备设计。本规定不适用于盛装极度危害介质的设备。手糊法在本规定中仅用于制作零部件及接管连接附件之用。71 1.4设计压力主要是按国内目前实际使用压力而定。对手糊法成型工艺的容器，按玻璃钢储罐标准HG21504.1-HG21504.2规定负压为一500Pa，正压为2000Pa。机械缠绕法工艺成型的玻璃钢化工设备目前大部分使用压力为0.6MPa。对于生产有压力的玻璃钢设备制造厂，应经有关部门批准认可后，方可生产玻璃钢化工压力容器。1.5设计温度与使用的树脂种类、固化条件有关。根据国内的实际情况，目前环氧玻璃钢t(900C，通用型不饱和聚醋玻璃钢t镇60t,双酚A型t板110r-，乙烯基醋t镇120"Uo玻璃钢材料的低温性能好，冲击强度随温度下降而上升，根据目前已使用在一40℃条件下的玻璃钢化工储罐，仍能正常运行，本规定按使用情况制定温度下限为一400Co玻璃钢在易燃、易爆的条件下使用时，应选用相应的自熄性树脂，考核玻璃钢的阻燃性采用氧指数值(即01值)。建材部门要求大于26，对化工设备在某些重要场合时，应大于30。国内自熄性树脂有反应型阻燃树脂(这类树脂阻燃作用是靠燃烧时在表面形成难燃气体层)及添加型树脂，(受热后能分解HCl或偏磷酸，聚合成为阻燃屏蔽)。应该指出，氧指数值提高后，阻燃性能虽好，但力学性能有所下降，施工可易性差。1.7定义中各项名称基本参照GB150标准有关说明。1.8考虑的载荷参照GB150及有关圆筒形钢制焊接储罐设计规范。1.，设备设计厚度附加量是根据实际生产中由于局部厚度不均匀而附加的量。1.10安全系数的选择是一个很复杂的问题.它与载荷条件、成型条件、设计条件、材料分散等因素有关。目前国内部分资料中安全系数取8-16。美国ASTMD3299标准，取最小的设计安全系数约为5.8,最大的约为12.4;英国BS4994中安全系数K由如下几个部分72 组成:K二3XK,XK2XK3XK,XK,式中3—基本安全系数;K,—生产工艺影响系数，手糊法取1.5;机械缠绕取1.5;喷射法取1.5;KZ—长期环境影响系数(与强度损失有关)，长期工作时玻璃钢的强度损失不得超过50%，当强度损失为20%,K2取1.2;当强度损失为50%时，K:取1.50K3-温度影响系数，取决于树脂的热变形温度及工作温度，K3取1一1.25;K,—交变载荷影响系数，K;取1-2;Ks-固化过程影响系数，经后固化时，KS取1.1，未经后固化时，K5取1.3，设计温度>45℃时，K:取1.50总的安全系数K不得小于80日本FRP协会及FRPS0001(手糊玻璃钢耐蚀设备产品标准》也采用上述方法，且K不小于10。瑞典《塑料容器规范》也采用上述方法。本标准考虑到国内制造现状，机械缠绕取n>10。目前玻璃钢容器设计基本上参照金属容器的等代设计法为主。由于玻璃钢没有明显的屈服强度，故玻璃钢容器壁厚可根据拉伸强度及合理的安全系数来进行计算。关于玻璃钢材料许用应变值的规定，是按照许用应变设计准则的要求。玻璃钢化工容器的失效形式主要是腐蚀渗透和力学破坏腐蚀渗透破坏主要表现为介质对材料的扩散渗透引起界面脱粘，造成材料鼓泡、分层等破坏，材料一旦存在微裂纹，这样的过程会加剧。73 力学破坏主要是低应力疲劳破坏和环境应力开裂，对于耐腐蚀玻璃钢容器应避免微裂纹产生，以防止介质的渗人破坏是十分重要的。因此，对耐腐蚀玻璃钢储罐应按限制罐壁应变的条件进行设计是合理的，即按许用应变设计准则进行设计，许用应变设计准则的一般形式为。mex<-[E].式中。二—设计载荷下设备的最大应变，%。[E]—设计条件下材料的最大允许应变，%。在美国ASTMD3299标准中，许用应变〔。1=0.1%。英国BS4994标准中，〔。卜0.1--0.2%。法国NF标准中，当树脂的断裂应变。-<0.2%时，LEI=0.1%;而当。>-2%时，LEI二0.2%。国内对一般腐蚀条件时，[:1=0.15%，对于比较严重的腐蚀条件时，〔。1=0.1%或0.05%。本规定〔El取0.102材料2.2玻璃纤维生产中，因其拉丝工艺和纺织加工的需要，一般要用浸润剂进行处理。玻璃纤维浸润剂一般分为纺织型和增强型，由于纺织型浸润剂用得最多的是蜡基类，以这种浸润剂处理的玻璃纤维及织物与树脂的浸润性能极差，因此在制作玻璃钢之前必须进行脱蜡处理。采用增强型浸润剂处理的玻璃纤维表面被复层，既能与玻璃纤维粘接，又能很好地与树脂粘接，因此增强型浸润剂处理过的玻璃纤维及其织物最适合于制造玻璃钢制品，特别是用于缠绕成型的玻璃纤维，必须选用硅烷系列的增强型浸润剂。一般认为，中碱纤维及其织物适用于酸性介质，无碱纤维及其织物适用于碱性介质。但这两种纤维及其织物均不能适用于氢氟酸介质，此时的耐腐蚀层增强材料应选用有机纤维或涤纶布。74 耐腐蚀玻璃钢不同于以强度为主的玻璃钢，其最大特点是采用耐腐蚀复合结构，耐腐蚀内层应由表面毡、短切毡及耐腐蚀树脂所组成。过去国内大部分玻璃钢化工设备没有采用耐腐蚀内层，这是引起耐腐蚀玻璃钢设备渗漏和寿命不长的主要原因。近几年来，国内陆续引进了国外表面毡和短切毡生产技术和成套装置。基本上解决了国内耐腐蚀玻璃钢耐腐蚀层选用短切毡和表面毡的原料问题。2.3耐腐蚀玻璃钢化工设备中目前应用最多的树脂是环氧树脂和不饱和聚酷树脂，所以本标准中列人这两种树脂。不饱和聚酷树脂施工性能好，使用范围广，是最具有代表性的一种树脂，在耐腐蚀方面应主要选用乙烯基醋树脂、双酚A型不饱和聚醋(国外以DERAKANE411;470为代表)，国内也以MFE型.W2型,YX型乙烯基醋树脂为主。由于本标准是设计规定，故只对玻璃钢主要原料(树脂和玻璃纤维)提出技术指标要求，对玻璃钢辅助材料仅列出不饱和聚醋树脂常用固化剂。2.5玻璃钢制品的力学性能影响因素太多，很难用确定的数值来表达。同种材料的玻璃钢制品会因施工工艺、成型方法、操作人员经验、固化条件、现场环境等因素的不同，其力学性能相差甚大。表中所列数值是玻璃钢力学性能最低保证值。美、英、日等国家有关玻璃钢标准中都列有最低力学性能保证值，现列出供设计人员参考使用。通过许多数据调查及有关资料介绍，实际产品的玻璃钢力学性能值均大于表中值。 3结构3.1玻璃钢容器壁厚由三层组成:即内层(包括富树脂层、中间层)、结构层、外层。其结构如下图所示。容舒壳壁结构示愈图I-富树脂层:z—中间层;3—结构层;4—外层3.2本规定所列的玻璃钢容器几种典型的支座结构主要取自国外标准，其中有英国BS4994《增强塑料容器和储罐设计和结构》、瑞典和其他国外工程公司的规定及结构。3.3玻璃钢容器的连接主要参照国外标准，其中有美国ASTMD3299《玻璃纤维缠绕增强热固性树脂耐化学性储罐标准规格》及日本等标准，此结构已用于实际生产。3.4开孔补强的结构参照ASTMD3299及日本FRPS0001《手糊法玻璃钢耐蚀设备产品标准》。3.6罐底转角结构设计参照ASTMD3299等标准。3.7接管的结构设计参照ASTMD3299及其他国家标准。管法兰76 按HG管法兰标准，其他外形尺寸(如圆角尺寸)参照日本FRPS0001等标准。接管装配时所需的剪切粘接长度h。参照美国ASTMD3299标准及其他国家标准，国内不少厂家生产的产品也采用此数值。玻璃钢接管加撑结构参照英国BS4994、美国ASTMD3299及日本FRPS0001等标准。进液排液管结构是参照国内外产品中常用结构。3.8人孔结构设计参照美国ASTMD3299标准，法兰采用带颈法兰，以增加强度与刚度。3.9不可拆卸连接是参照日本FRPS0001等标准，玻璃钢的剪切性能在《玻璃钢结构设计基础》中推荐一般取49MPao3.10可拆卸诈接参照日本FRPS0001及瑞典(烟料容器规范》。4计算4.1本规定内压圆筒计算方法，采用中径公式计算，BS4944,ASME对离心法和接触法制成圆筒形壳体的壁厚也采用此公式。国内目前采用中径公式计算壳体壁厚虽为保守、陈旧，但有一定的使用经验。4.3内压凸形封头的强度设计参照瑞典《塑料容器规范》及英国BS4994进行编制。4.4内压锥形封头的强度计算参照德国AI〕规范编制。4.5容器开孔补强的计算参照日本FRPS0001等国外标准编制。4.10法兰强度计算参照GB150中宽面法兰进行计算。对多层贴合板件的抗弯强度与许多条件有关，如无可靠数据，可按日本FRPS0001推荐数据为147MPa，国内不少厂家实测，数据为261一77 236MPa。其法兰安全系数按日本FRPS0001推荐ni8o4.11平封头及螺栓连接按ASME第X篇进行编制。4.12平封头、盖和盲法兰上开孔计算按ASME第X篇进行编制。4.13臣卜式容器结构参照SS4944标准。4.14立式储罐的设计参照SH3046《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》等有关焊接储罐标准，同时还参照美国ASTMD3299规范。5检验要求玻璃钢化工设备产品试验和质量检验方法国内尚未有统一的标准，本节主要参照国内几家主要制造玻璃钢厂的专业标准提出。5.1.5.4主要参照国内有关企业标准及CD130A19一85等有关标准条文制定。5.5参照有关国家标准及《玻璃钢性能测试及产品检验》等有关资料制定。5.6参照中国有色总公司ZSWJ一QG-03规程中有关条文制定。5.7参照CD130A19一85规定中有关条文制定。5.8参照ASME中有关条文制定。 参考文献川CD130A19一85《手糊法玻璃钢设备设计技术条件》，化工部设备设计技术中心站、化工部工程建设标准编辑中心川2Sw]一QG-03《玻璃钢防腐蚀工程施工操作规程》，中国有色总公司第五建设公司(3)《玻璃钢成型S艺》，中国建筑工业出版社(4)G玻璃钢结构设计基础》，中国建筑工业出版社(5)《玻璃钢性能测试及产品检验》，中国建筑工业出版社(6)《玻璃钢原材料》，中国建筑工业出版社(7)德国AD压力容器规范，1988.5(8)ASTMD3299《玻璃纤维缠绕增强热固性树脂耐化学性储罐标准规格》(9)美国机械工程师学会ASMEX,1989(10)日本FRPS0001-85《手糊法玻璃钢耐蚀设备产品标准》(11)SwedishPlasticVesselCode,1983(12)BritishStandardSpecificationforDesignandConstructionifVesselsandtanksinreinforcedplastics,BS4994一87(GENERALSPECIFICATIONFORFRP),KrebsCo{::{(HANDLAY一UPREINFORCEDTHERMOSET.PLASTIC(RTP)叮TANKSANDEQUIPMENT),DUPONTCo叫《纤维增强塑料(玻璃钢)标准汇篇》，中国标准出版社M(石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》，中国石油化工总公司GB150(钢制压力容器》，中国标准出版社79'