玻璃钢容器设计中的常见问题及解决方法

冀州市中意复合材料有限公司  杨久春

　　目前玻璃钢容器制品已经广泛的应用到了各行各业，并以其优良的耐腐性能和轻质高强的特性赢得了客户的青睐，随着应用领域的扩展，玻璃钢容器制品的设计也越来越复杂，尤其是在一些关键部件的设计中，除了需要精确的理论计算，还需要在实践中不断探索，本文就玻璃钢容器设计中的几个常见问题及其解决办法进行探讨。
一．高温容器的选材及制作：
　　玻璃钢容器适用的领域越来越广，在一些较高温度工况下也有大量应用，高温容器的树脂选材及制作工艺是设计的重点问题。
　　1．选材原则：
　　高温容器的选材通常以所选树脂的热变形温度为衡量指标，根据我们多年的试验与探索，总结出了一些选材原则：
　　容器的设计温度低于树脂热变形温度的65％时，可不考虑玻璃钢制品强度的衰减；
　　容器的设计温度在树脂热变形温度的65％―85％时，强度保留率取常温测试强度的80％；
　　容器的设计温度在树脂热变形温度的85％―100％时，不允许选用此树脂作内衬树脂，作结构层使用时强度保留率取常温测试强度的60％；
　　容器的设计温度大于树脂热变形温度时，不允许选用此树脂作结构层使用。
　　2．制作工艺：对于工作温度大于100℃的高温容器，在使用过程中经常出现内衬鼓包现象，经过研究分析、实验，我们认为原因是：
　　a．内外层树脂型号不同；
　　b．内衬层与结构层的树脂含量的悬殊很大；
　　c．内衬层与结构层的界面处理。
　　采取的措施：
　　a．设计选材尽量采用同种树脂；
　　b．对于小型设备全部采用手糊工艺制作；
　　c．对于大型设备内衬制作厚度到5mm不脱模的情况先上2层缠绕，再脱模组装整体缠绕成型。
二．立式贮罐下入孔的拉筋设计
　　高耸的常压立式容器，下入孔装配补强区域或边缘经常出现裂纹，出现渗漏，造成质量事故，原因是管口开孔补强和罐壁本体的环向变形，差异比较大造成的。经过探究采用措施
　　是当P×D≥250(P为静液压(Mpa)；D为容器直径(mm))时，下入孔处设计内拉筋，内拉筋的尺寸为：弧长L=3d(d为入孔直径)，厚度δ=15，H=100，来增加罐体入孔范围的环向刚度。加筋形式见图1。
　　在直径较大、高度较高的玻璃钢容器中，采用此方法很好的解决了下入孔装配部位的渗漏问题。
三、吊耳的设计
　　对于大型玻璃钢设备的吊耳设计，是非常关键的问题，曾经出现过吊耳部位在吊装过程中剥离的过程，因此必须对吊耳进行精细设计，并精确计算，下面介绍一种吊装重量在10~20吨的吊耳形式，结构见图2。

　　采用这种方法，在吊装过程中，吊装绳可以利用中间钢管顺畅的滑动，避免出现滑绳和切割绳的不安全隐患，这就是这种吊耳的大的优势。
　　这种吊耳在制作和粘接过程中是比较麻烦的，下面再介绍一种吊装重量在5～10吨的吊耳形式，结构见图3。这种吊耳制作起来就简单多了，这种吊耳的粘接也是采用整圈缠绕的方式，下面的凹槽能很好起到固定作用。
四、悬挂式支座的设计
　　图4是我们曾经做过的一个比较棘手产品：直径DN4000X6000容积70M³、工作介质氯酸盐、介质比重1.15，支撑用户要求如图所示的悬挂式支座。设计的重点和难点在于，本设备吨位大，悬挂支座固定的中心圆尺寸大(φ4531)，对罐壁的压力加大，支座处罐壁厚度及粘接强度决定着本设备的安全系数，经过核审计算后，实验选择采用了如图5的结构。

　　此结构的优点是：三道扁钢通过螺栓与罐壁吻合然后整圈粘接，这样罐壁得到加强的同时，也将支撑与设备连接为一体。实践证明此设计是个成功的案例。
五、结语
　　通过以上几个问题的解决方法可以看到：
　　1．玻璃钢容器的设计既需要有精确的理论计算，还需要有丰富的实践经验，才能解决实践中遇到的各种问题。
　　2、玻璃钢容器的设计必须与制作、安装紧密结合，在实践中通过反馈，不断的改进与创新，才能确实做到设计指导生产。