玻璃鋼容器設計中的常見問題及解決方法

冀州市中意復合材料有限公司  楊久春

　　目前玻璃鋼容器制品已經廣泛的應用到了各行各業，并以其優良的耐腐性能和輕質高強的特性贏得了客戶的青睞，隨著應用領域的擴展，玻璃鋼容器制品的設計也越來越復雜，尤其是在一些關鍵部件的設計中，除了需要精確的理論計算，還需要在實踐中不斷探索，本文就玻璃鋼容器設計中的幾個常見問題及其解決辦法進行探討。
一．高溫容器的選材及制作：
　　玻璃鋼容器適用的領域越來越廣，在一些較高溫度工況下也有大量應用，高溫容器的樹脂選材及制作工藝是設計的重點問題。
　　1．選材原則：
　　高溫容器的選材通常以所選樹脂的熱變形溫度為衡量指標，根據我們多年的試驗與探索，總結出了一些選材原則：
　　容器的設計溫度低于樹脂熱變形溫度的65％時，可不考慮玻璃鋼制品強度的衰減；
　　容器的設計溫度在樹脂熱變形溫度的65％―85％時，強度保留率取常溫測試強度的80％；
　　容器的設計溫度在樹脂熱變形溫度的85％―100％時，不允許選用此樹脂作內襯樹脂，作結構層使用時強度保留率取常溫測試強度的60％；
　　容器的設計溫度大于樹脂熱變形溫度時，不允許選用此樹脂作結構層使用。
　　2．制作工藝：對于工作溫度大于100℃的高溫容器，在使用過程中經常出現內襯鼓包現象，經過研究分析、實驗，我們認為原因是：
　　a．內外層樹脂型號不同；
　　b．內襯層與結構層的樹脂含量的懸殊很大；
　　c．內襯層與結構層的界面處理。
　　采取的措施：
　　a．設計選材盡量采用同種樹脂；
　　b．對于小型設備全部采用手糊工藝制作；
　　c．對于大型設備內襯制作厚度到5mm不脫模的情況先上2層纏繞，再脫模組裝整體纏繞成型。
二．立式貯罐下入孔的拉筋設計
　　高聳的常壓立式容器，下入孔裝配補強區域或邊緣經常出現裂紋，出現滲漏，造成質量事故，原因是管口開孔補強和罐壁本體的環向變形，差異比較大造成的。經過探究采用措施
　　是當P×D≥250(P為靜液壓(Mpa)；D為容器直徑(mm))時，下入孔處設計內拉筋，內拉筋的尺寸為：弧長L=3d(d為入孔直徑)，厚度δ=15，H=100，來增加罐體入孔范圍的環向剛度。加筋形式見圖1。
　　在直徑較大、高度較高的玻璃鋼容器中，采用此方法很好的解決了下入孔裝配部位的滲漏問題。
三、吊耳的設計
　　對于大型玻璃鋼設備的吊耳設計，是非常關鍵的問題，曾經出現過吊耳部位在吊裝過程中剝離的過程，因此必須對吊耳進行精細設計，并精確計算，下面介紹一種吊裝重量在10~20噸的吊耳形式，結構見圖2。

　　采用這種方法，在吊裝過程中，吊裝繩可以利用中間鋼管順暢的滑動，避免出現滑繩和切割繩的不安全隱患，這就是這種吊耳的大的優勢。
　　這種吊耳在制作和粘接過程中是比較麻煩的，下面再介紹一種吊裝重量在5～10噸的吊耳形式，結構見圖3。這種吊耳制作起來就簡單多了，這種吊耳的粘接也是采用整圈纏繞的方式，下面的凹槽能很好起到固定作用。
四、懸掛式支座的設計
　　圖4是我們曾經做過的一個比較棘手產品：直徑DN4000X6000容積70M³、工作介質氯酸鹽、介質比重1.15，支撐用戶要求如圖所示的懸掛式支座。設計的重點和難點在于，本設備噸位大，懸掛支座固定的中心圓尺寸大(φ4531)，對罐壁的壓力加大，支座處罐壁厚度及粘接強度決定著本設備的安全系數，經過核審計算后，實驗選擇采用了如圖5的結構。

　　此結構的優點是：三道扁鋼通過螺栓與罐壁吻合然后整圈粘接，這樣罐壁得到加強的同時，也將支撐與設備連接為一體。實踐證明此設計是個成功的案例。
五、結語
　　通過以上幾個問題的解決方法可以看到：
　　1．玻璃鋼容器的設計既需要有精確的理論計算，還需要有豐富的實踐經驗，才能解決實踐中遇到的各種問題。
　　2、玻璃鋼容器的設計必須與制作、安裝緊密結合，在實踐中通過反饋，不斷的改進與創新，才能確實做到設計指導生產。