玻璃钢立式储罐课程设计

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1、前言玻璃钢贮罐是树脂基复合材料制品中应用最广泛的产品之一。与传统的金属、钢筋混凝土相比，它有如下特点。(1)耐腐蚀性能好因玻璃钢贮罐的耐腐蚀性可以根据使用条件进行设计，故能满足不同腐蚀介质的使用要求。（2）强度高、自重轻由于玻璃钢材料的比强度高，所以用它制造的贮罐，比同体积的钢贮罐和钢筋混凝土贮罐轻1/3以上。（3）隔热保温效果好因玻璃钢的导热系数仅为金属和钢筋混凝土的1/100和1/10，故用作化工设备可以节能。（4）成型容易玻璃钢贮罐可以用手工成型，也可以用机械缠绕成型；尺寸可以小到1m3，大到1500m3。（5）维修方便玻璃钢贮罐可以在自然条件

2、下现场维修，非常方便。（6）安装、运输方便由于玻璃钢贮罐质量轻、整体性好，因此一般都是在制造厂预制后，再运到使用现场安装。大型贮罐也可以在现场组装或制造。（7）耐久性好玻璃钢贮罐的使用寿命比经过防腐蚀处理的金属和混凝土贮罐长0.5倍以上。对于盛装液体、容积大于100m3的大型贮罐，一般多采用立式，立式贮罐根据底部支撑方式不同，长分作三种形式。一种是将贮罐直接至于地面的基础上；另一种是通过贮罐的裙式制作与基础相连接；第三种是将贮罐放置在耳架上。立式贮罐因为容积较大，故多设计成圆形、平底，直接放在地面基础上[1]。1造型设计1.1贮罐构造尺寸的确定立式贮

3、罐的容积V=150m3，可选直径系列有D=3800mm和D=4000mm，本设计选D=4000mm，因此贮罐的高度H=V/(D2)2=11.9m，选H=12m。1.2贮罐顶盖选取玻璃钢贮罐顶盖有平顶盖、锥形顶盖和拱形顶盖3种形式。本设计要求选用拱形顶盖。与锥形顶盖相比，其结构简单、刚性好、承载能力强，是立式贮罐广为使用的一种形式。为取得罐顶与罐壁等强度，罐顶的曲率半径与贮罐直径差值不超过20%。即R0=（0.8～1.2）D。取R0=D=4.0m。式中R0——拱顶球面曲率半径，cm；D——贮罐内径，cm，等于2R。1.3贮罐罐底设计罐体与罐底的拐角处理

4、，对贮罐设计极为重要。尤其是立式贮罐底部附近的受力叫复杂，应引起足够重视。一般在拐角处都应设计成一定的圆弧过渡区，圆弧半径不应小于38mm。如果罐壳和罐底分开制造，则应注意在罐壳和罐底的结合处内外进行有效的补强。拐角区域的最小厚度应等于壳壁和底部的组合厚度。拐角区域的加强应逐层递减，避免截面上突变产生应力集中。当罐直径不大于1.22m时，加强区不小于100mm；当罐直径大于1.22m时，加强区应为300mm。加强区逐渐递减至侧壁厚度，避免截面的突变引起的应力集中，该过渡区，长度要求超过76～102mm。2性能设计2.1树脂选择根据制品的使用条件，对复

5、合材料的物理性能、耐化学腐蚀性能及力学性能进行设计，贮罐中贮存质量分数为28%的磷酸，使用温度为65℃。可知多选择的树脂必须耐酸，具有高的热变形温度，此外还要有一定的力学承载能力。贮罐设计中常用树脂主要是不饱和聚酯树脂，由于不饱和聚酯价格便宜，可以满足主观的使用要求，常用不饱和聚酯树脂的牌号如下：表2-1树脂的选择要点树代产品性能适用场所脂基体号O具有一般的耐腐蚀性能，可耐海水、常用于一般的腐蚀环弱酸及大气老邻苯型P化环境，长期使用温度-50℃～60℃,最高使用温度达境,海水腐蚀、弱酸腐100℃,这是一种较经济的树脂类型，耐腐蚀性一般，阻蚀及大气老化

6、腐蚀。燃氧指数约为26。I具有优异的耐腐蚀性能,可耐中等浓度无机酸、碱、常用于酸性腐蚀较强间苯型各种盐类等环境,长期使用温度-50℃～90℃,最高使用或碱性腐蚀一般的环P温度达105℃,阻燃氧指数约为26。境。V具有优异的耐腐蚀性能，可耐酸、碱、盐溶剂或酸乙烯基,长期使用温度-50℃～常用于酸、碱、盐溶型E碱交替等恶劣的腐蚀环境剂等腐蚀严重的环境。110℃，阻燃氧指数约为28。F具有优异的耐腐蚀性能,可耐酸、碱、盐溶剂或酸常用于有阻燃要求的,长期使用温度-50℃～阻燃型I碱交替等恶劣的腐蚀环境110℃，其阻燃性能高于一般树脂，氧指数为28～35。使用

7、环境。间苯型食品级树脂同间苯树脂一样具有优良的耐食品级F腐蚀性能，长期使用温度-50℃～90℃，最高使用温度常用于肉制品、食O型达105℃，阻燃氧指数约为26。品加工厂及自来水厂。根据本贮罐的使用条件，可选用间苯型不饱和聚酯树脂。2.2增强材料选择玻璃纤维价格便宜，性能优异，可以满足储罐的使用要求，增强材料选择玻璃纤维，常用的玻璃增强材料主要有无捻粗纱布、加捻布、短切毡、表面毡、玻璃纤维无捻粗纱和短切玻璃纤维。玻璃纤维按其使用要求分为:（1）E-玻璃纤维，无碱纤维，具有优良的、耐老化性和耐水性。（2）C-玻璃纤维，耐酸性好，耐碱性不如无碱纤维，成本低

8、。（3）A-玻璃纤维，有碱纤维，含碱量大于12%。（4）S-玻璃纤维，高强度玻璃纤维，拉伸强度较大。（5）中