FYGRP ®容器施工方案

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1. 概述：

1997年FYGRP ®引进了当时最先进的自动化纤维缠绕成型设备，经过几年来的消化、吸收、改进和与科研机构的合作，设备的工艺保证越来越高，如今FYGRP ®已达到了第7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。

2. 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》

3. 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》

4.  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：

采用乙烯基树脂，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，耐腐蚀的优质材料。

 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：

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 外保护层树脂：

为抵抗管道使用环境的腐蚀，管道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 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，重庆国际复合材料有限公司CQR-469/ECR-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；在树脂中能快速和彻底地浸透；良好的耐磨性，操作条件下无毛羽；机械性能优良的特点。

5. FYGRP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。

6. 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。

（1）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+2%。是防渗防腐层，气密性好，光洁度高。其厚度约为0.5mm。

（2）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70+5%。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。其厚度约为3.5～4.5mm。

（3）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，最终确定的。

（4）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。

7. 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

容许最大应变: [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

1）强度材料参数

材料类别	强度（Mpa)
玻璃钢	98.1

2）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

1）结构尺寸如图纸所示。

2）边界条件在罐底部，其约束为：全部简支。

3）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：

最大应力：σhmax = 5.6 Mpa

安全系数 = 98.1/5.6=17.5>8

（6）刚度分析 

1）在水压作用下的整体位移

最大位移=0.623mm

2） 形变分析

     最大应力：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。

8.  制造工艺技术简述：

1997年FYGRP引进了当时最先进的往复式缠绕管罐生产线，经过几年来的消化，吸收，改进和科研机构的合作，设备的工艺保证性越来越高，如今FYGRP已拥有了第七版本的生产线，很好的解决了与国产原材料相配合,通过生产参数实现设计参数，保证了产品的质量. 

9.  生产工艺说明：

FYGRP的设备采用最新版本的数控纤维缠绕机制造，具体制造工艺如下：

9.1 准备工作

（1）仔细阅读设计文件，注意原材料选用、各部分尺寸、模具的选用、铺层设计等关键事项，做到心中有数。

（2）设备调试。首先认真检查设备运转及工作部位是否正常，特别要细心检查树脂-固化剂双组分泵是否有堵塞现象，之间配比是否达到设计要求；要确保制衬、缠绕、修整、脱模等设备的运行稳定和工作精度。

（3）清理模具。要求模具表面无坑凹、粉尘、杂物及其他附着物，模具要作到表面平滑，有问题及时修理、维护。

（4）缠聚酯薄膜。为方便脱模，在模具表面应包覆1层聚酯薄膜，薄膜搭接宽度1～2㎝，厚度为40um之间。要求薄膜无破损，无皱折，两面光滑洁净。薄膜产品质量满足GB 13950-1992的要求。

9.2 筒体内衬成型。内衬按结构又分内衬层和过渡层，主要起防腐防渗作用。

（1）内衬树脂配制。按质检部门根据当时的工作环境、温度条件作出的树脂配方体系进行内衬树脂配兑，配料量要根据制造进度合理掌握。当现场情况发生变化时，质检部门和制造部门应及时调整配方，并按新配方配制需用的树脂。

（2）按设计要求的铺层步骤进行内衬层制作。内衬的制作采用钢制模具，进口维纳斯喷枪喷射成型。内衬树脂含量高，具有很好的防腐防渗作用，其内衬层树脂含量在90+2%，过渡层树脂含量80%。

（3）过程检验。按设计要求铺覆完各层后，要求操作工人进行初步的质量检测：内衬是否达到设计厚度,局部是否有贫胶、挂胶现象,是否有白斑、气泡，若发生上述情况应及时汇报并采取处理措施。

（4）内衬深度固化，脱模。

9.3 上下封头成型加强。封头按结构分内衬层和结构层。

（1）封头内衬层成型与筒体内衬成型工艺及原材料相同，采用喷枪喷射成型，树脂含量高。封头内衬层铺设完毕，深度固化。

（2）铺设封头结构层，喷枪喷射喷射纱与玻璃布交替进行。玻璃布各单层铺设过程中应施加合理的张力，相互之间适量搭接，并用组合压辊反复滚压赶出气泡以保证纤维完全浸透。要求各增强材料层达到设计的树脂含量要求。

（3）过程检验，深度固化，脱模。

9.4 组装

（1）将固化好的筒体内衬和封头脱模，切割成设计文件规定的尺寸。

（2）用组装环将筒体内衬和封头对接，将组装环调整到公称直径Φ-30mm，组装环插入筒体内衬，胀紧组装环至工称直径Φ-15mm，将下封头套在组装环外露部分，缓慢胀紧组装环，并测量内衬周长及3点（均布）直径，至达到标准要求。

（3）铺设对接缝外加强层，打磨接缝区，由内至外阶梯式（宽度递增）铺设外接缝，最外层宽度不小于500mm。整体加强完毕，用内衬树脂及短切毡粘接内缝，由外至内阶梯式（宽度递增）铺设。

（4）过程检验。

9.5 整体加强

（1）将组装好的设备壳体接入数控纤维缠绕机，打磨、修整设备壳体外表面。在内衬管口处钻孔，充气保证内衬的圆度。

（2）用短切毡局部加强下封底与筒体拐角应力集中区，调整缠绕角及封头包角，依适应斜封头应力集中特性，下封头包敷宽度大于250mm，筒体包敷高度400mm。

（3）采用一高三多、退缠进喷，喷射纱、环向与交叉缠绕交替进行，并通过调整内衬转速及纤维张力，保证罐壁树脂含量。外斜底设备下封头底面与设备轴线不垂直，调整缠绕设备及缠绕参数，整体加强中交叉缠绕的缠绕长度大于设备筒体长度，设备主体旋转1200，缠绕纱对设备上下封头形成花蕾式包敷。

（4）过程检验，深度固化。

9.6 装配管口。根据图纸划线定位，开孔安装管口。

9.7 外保护层。整体制作完毕后（包括配件安装），喷涂防护层，抗老化胶衣树脂添加紫外线吸收剂、增韧剂。

9.8 送检。

10. 检验：

10.1 进货检验控制要点

a．确保原辅材料、配件供贷方为合格的分承包商。

b．无论是否采取到供货方处进行验证的措施，均应进行进货检验。

c．对玻璃纤维制品（含玻纤表面毡、玻纤针织毡、玻璃纤维纱）进行面密度及纤密度测试，含湿量及有机物含量测试，符合原辅材料、验收指标方可放行。

d．对树脂进行年度、粘度、固体含量及凝胶时间进行检验，满足要求，方可允许使用。

e．对于管道用橡胶圈应提供专门测试机构的测试报告。

f．除对原辅材料的理化性能检测外，还应对其外观、数量、包装进行检验，理化性能的检验采用抽样的方法进行，详见《统计抽样检验应用指导书》（HB-ZC-20-01）。

10.2 过程检验

过程检验实行自互检验制度，产品在配粉、制衬、缠绕、修整、脱模、试水各工序，由操作工实行自检，并且由下道工序对上道工序进行检验。检验内容主要是外观、尺寸，检验结果填写产品质量过程检验记录，每件制品一个记录，制品编号和过程检验记录编号相对应。

10.3 成品检验

严格按照：中华人民共和国建材行业标准（JC/T587—1995）检验成品。

（1）法兰平面与管轴线的垂直度不应大于下表的规定：

法兰管公称直径	≤100	＜250	＜500	＜1000	＜1800	＜2500	＜3500	＜4000
垂直度	1.5	2.5	3.5	4.5	6	8	10	13

（2）法兰接管的方位偏差不大于6.4，角度偏差应符合下表的规定：

法兰管公称直径	＜250	≥250
容许角度偏差	10	0.50

（3）贮罐总质量不小于设计值的95%。

（4）贮罐的长度（两个封头顶点间的距离）公差为1%。

（5）渗漏试验：将贮罐注满清水，卧式贮罐打压0.1Mpa，保压30min，立式贮罐经40h静水压，观察无渗漏。

（6）贮罐表面的巴氏硬度：不饱和聚酯树脂不小于36。

（7）贮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；外表面应平整光滑，无纤维外露，无明显气泡及严重色泽不均。

11. 运输：

12. 安装：

（1） 从运输工具上卸下容器：容器采用卡车运输，储罐必须用金属支撑或固定环将容器固定在车上，支撑固定环与容器之间垫橡胶垫。用粗麻绳或尼龙绳将储罐吊起，放在事先备好的细砂堆上或平整的松软的地上，细砂堆应分别接近封头处，避免罐体中部受力。若需将容器放置一段时间再进行安装，要将容器放在支架上并加以固定，防止因风或地面斜坡而发生容器滚动。

（2） 容器的起吊：用粗麻绳将容器吊起，吊起时要使用引导绳，以防止容器摇摆，吊起挪动时决不能使容器撞击其他物体。使用吊装环起吊时，起重机挂钩与储罐顶的距离要大于吊装环之间的距离。底部与地面接触部分要垫软物。

（3） 容器基础：混凝土基础尺寸根据容器类型、载荷、支撑重量以及当地土壤类型，通过计算由需方而定。

（4） 容器安装：卧式容器的安装：支撑均采用2α=180°的鞍式支座与容器外壁必须相吻合，现将支座按设计的支撑位置分别放好，完全校直并调平后即可安放容器，支撑与容器之间垫一块4-6mm的橡胶垫，若支座为混凝土结构，为保证容器外壁与支座吻合，可在落罐前在整个支座支撑面上抹一层细砂水泥，在未凝固水泥上铺一层橡胶板，随即落罐，挤出多余水泥，填平吻合。

立式平底容器的安装：

1）垫砂：在混凝土基础上铺一层建筑细砂，砂中不含大于5mm的石子，原则上中心厚周边薄，周边砂层厚度30-50mm为宜。

2）落罐：根据吊装要求，小心将容器落于砂层上，落罐后先不要摘掉挂钩，以便垫符砂子前反复起吊。

3）检查：检查罐体是否有渗漏。

4）做挡砂槽：为防止底边周边细砂被雨水或溢液冲失，必须按要求砌制或浇筑挡砂槽，该槽凝固后，用细沙填满并捣实。

5）沥青封槽：用沥青或沥青砂浆浇灌封闭挡砂槽上口，以防槽内灌水和砂子流失。

（5） 安全

A、遵守所在工厂制订的操作及安全规则。

B、有我方雇员、来访者及材料供应商，在施工现场必须带硬质安全帽。

C、所有员工穿着适合其工作的服装，包括长裤、长袖衬衫、应职工作鞋，禁止旅游鞋。

D、所有员工必须佩戴适当的眼、耳保护器具及常规要求的其它适当的防护器具。

E、未经许可的人员不得操作车辆及器械，不得使车辆超载重量或人数。

F、对将发生的高温工作，从所在工厂取得高温工作许可。   

13. 使用说明书：

（1）常压容器使用：严禁加压或抽负压，在加液或排液过程中要留通气孔，不能在密封状态下加液或排液。

（2）严禁超越合同规定的使用条件：容器是根据合同的使用条件专门设计制造的，未经供方技术部门同意，用户不得随意改变容器存放介质的种类，也不能随意改变容器存放介质的温度及浓度。

（3）禁止随意配装特种附件：FYGRP生产的容器，除用户在合同中特意要求外，不允许配装大型附件如：搅拌器、特种阀门或振动型设备等，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安全。

（4）严禁硬物撞击或划伤：进入容器内清洗和检修时，操作人员要穿软底鞋，使用梯子时，所有与容器接触的点均应包上软垫，以防划伤表面。在周围工作时，防止工具、手脚架和其它硬物撞击容器。

（5）远离火源：在通常情况下，玻璃钢制品不允许接近火源。

（6）阳光暴晒下玻璃纤维裸露及环向细裂纹：暴露于阳光下的玻璃钢制品经若干年长时间暴晒后，可能上封头表面纤维发生裸露，筒体出现一些环向细裂纹。这是容器最外层抗老化胶衣出现老化现象，这些纤维裸露及环向细裂纹深度不会超过外保护层，加强层及内衬层没有类似的裂纹，不会影响容器强度，从而不影响容器使用寿命。