《玻璃钢压力容器.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《玻璃钢压力容器.ppt(64页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、非金属压力容器评审员培训教材 玻璃钢压力容器部分,杭苏平,复合材料 (Composite materials),是由两种或两种以上不同性质的材料,以一种材料为基体(Matrix),另一种材料为增强体(reinforcement)通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。 各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。 由基体材料和增强材料复合而成,复合材料 (Composite materials),基体材料分: 金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。 非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。 增强材料主要有玻璃纤维、
2、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。,复合材料 (Composite materials),纤维增强塑料 纤维: 玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、高强聚乙烯纤维、玄武岩纤维 塑料: 热固性:环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛 树脂等 热塑性:PP、 PBT、PA等,复合材料 (Composite materials),玻璃钢(FRP)亦称作GRP,即玻璃纤维增强热固性树脂,一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛、呋喃树脂基体。 国际上称FRP,GRP,GFRP或 fiberglass products。 碳纤维增强塑料 CFRP,复合材料净化水罐,复合材料
3、净化水罐,复合材料净化水罐,水处理系统,玻璃钢反渗透膜壳,复合气瓶,玻璃钢储罐,玻璃钢塔器,玻璃钢现场缠绕储罐,复合材料 (Composite materials),纤维增强热固性塑料的特点 优点: 轻质高强,性能可设计 耐腐蚀,爆破碎片少、 成型方便 缺点: 耐温受限、疲劳、离散、抗冲击性能低、老化、耐有机溶剂差,玻璃钢压力容器,玻璃钢压力容器成型工艺: 手糊成型 缠绕成型 袋压成型 模压成型,纤维材料及织物,纤维材料及织物 及用途,玻璃纤维 碳纤维 芳纶纤维 高强聚乙烯 无碱、中碱 表面毡 30-50g/m2 短切毡 300、450g/m2 布 100、200、400、600、800g/m
4、2 直接纱 1200、2400、4800TEX 单向布 多轴向布 缝编毡 复合毡,玻璃纤维,玻纤布性能指标 JCT 2811994 5.1.1 无碱无捻粗纱布采且铝硼硅酸盐玻璃成分,其碱金属氧化物含量小于0.8。 5.1.2 无碱无捻粗纱布含无蜡浸注剂。其含量为0.52.0,如更换浸润剂类型或改变含量时,由供需双方商定。 (含油率) 5.1.3 无碱无捻粗纱布含水率小于1.0。 5.1.4 无碱无捻粗纱布织物密度和单位面积质量如表。,纤维种类及性能,玻璃纤维,不饱和聚酯树脂,树脂产品参数,树脂指标,热固性树脂,不饱和聚酯树脂 乙烯基酯树脂 环氧树脂 呋喃树脂 酚醛树脂,乙烯基酯树脂 双酚-A树
5、脂 间苯树脂 邻苯树脂,机械、耐腐蚀性能,酚醛乙烯基 环氧乙烯基,不饱和聚酯树脂固化引发剂一般采用过氧化甲乙酮,促进剂有机钴盐,加速剂二甲基苯胺,缠绕成型工艺,主要原材料产品标准 GB/T 8237 玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)用液体不饱和聚酯树脂 GB/T 18371 连续玻璃纤维纱 GB/T 18370 玻璃纤维无捻粗纱布 GB/T 17470 玻璃纤维短切原丝毡和连续原丝毡 JC/T 277 无碱玻璃纤维无捻粗纱 JC/T 281 无碱玻璃纤维无捻粗纱布,辅助材料,固化剂 引发剂 加速剂 填料 着色剂,工装设备,模具设备 工装工具 耗材 钢模 玻璃钢模 水泥模 木模 橡胶模 尺寸准确稳定
6、承受成型及固化压力、温度 耐树脂侵蚀,工装设备,各型号模具 纤维缠绕生产线 (包括:制衬机,固化机,缠绕机和脱模机) 切割、打磨修整设备 搅拌罐、喷枪等原材料搅拌混合设备 组装环等其它的工装夹具 计量设备装置等。 FRP/塑料复合罐生产中塑料内胆的加工设备 FRP/铝、钢内胆的相应金属内胆加工设备,玻璃钢手糊工艺,玻璃钢罐的设计,使用条件及载荷 强度及刚度稳定性 局部补强、法兰等配件 加工工艺选择 原材料选择 -内衬层、结构层 铺层设计 固化制度 检验校核,缠绕成型工艺,产品标准 HG/T206961999 玻璃钢化工设备设计规定 HG/T3983-2007 耐化学腐蚀现场缠绕玻璃钢大型容器
7、JC/T587-1995 纤维缠绕增强塑料储罐 CD130A19-1985 手糊法玻璃钢设备设计技术条件 HG/T20640-1997 塑料设备 GB/T 14354 玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂食品容器,缠绕成型工艺,引用标准及规范 GB/T 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则 GB/T 1447 玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验方法 GB/T 1449 玻璃纤维增强塑料弯曲性能试验方法 GB/T 2577-89 玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法 GB/T 2576-89 玻璃纤维增强塑料树脂不可溶成份含量试验方法 GB/T 3854-83 玻璃纤维增强塑料巴氏(巴柯尔)硬度试验方法,缠绕成型
8、工艺,引用标准及规范 GB/T 5349-85 玻璃纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法 GB/T 5351-85 玻璃纤维增强热固性塑料管短时水压失效压力试验方法 GB/T 3857-87 玻璃纤维增强热固性塑料耐化学药品性能试验方法 ASTM D2563 玻璃增强塑料层合板部件外观检测分类方法标准。,玻璃钢容器设计,使用介质条件 介质种类 浓度 温度 寿命,玻璃钢容器结构设计,设计核载计算 内外压力、 冲击载荷、 非金属压力容器自重和介质重量、 人员动载荷、 风载和地震载荷、雪和冰载荷、 热膨胀和温差变化引起的载荷, 因支撑吊耳、环、鞍座或其他支撑作用而引起的载荷等,玻璃钢失效,强度失
9、效 爆破失效设计准则 疲劳失效设计准则 刚度失效 稳定失效 泄漏失效 内衬失效 1、 模型容器验证法; 2、 强度设计和验证试验法。,监察规程要求: 设计主要包括筒体强度计算、二次粘接、开孔及补强计算、接管及其他部件的连接结构、螺栓连接、鞍座及支撑结构形式和安全附件等,设计限制; 玻璃钢制压力容器最低设计温度不应超过-54最高设计温度不应超过121或树脂热变形温度减去19,两者取其中较低值。 耐腐蚀能力 耐腐蚀评价 腐蚀寿命 降解考虑; 制作方法; 组合单元; 复合材料的各向异性特性。,缠绕玻璃钢压力罐工艺流程,增 强 材 料,胶 液 配 制,表面毡,短切毡,玻纤布,促进剂,固化剂,内衬树脂,
10、FRP内衬制作,常温/加热固化,脱模修整,过程检验控制 外观缺陷检查,拼接为整体,起 模,吹塑成型,塑料原料准备,塑料内胆,内衬外表面处理,缠绕增强层,缠绕纱,胶 液 配 制,着色剂,促进剂,固化剂,结构层树脂,助剂/填料,固 化,过程控制检验 外观、固化度,后 固 化,产品检验 外观、厚度、重量、巴氏硬度,产品检验 水压试验,接口支撑配件装配,标签标志、包装,成品入库,玻璃钢容器制作步骤,第一步:内衬制作 清理模具 在模具表面涂贴脱模材料 涂贴玻璃纤维和配制好的胶液 固化(常温或加热) 脱模修整 检查 与已制作好的内衬部件如封头粘结为一个容器整体。 第二步:缠绕增强层 将制作好的容器内衬装上
11、缠绕装置 修整内衬 机械缠绕玻璃纤维和配制好的胶液 固化 过程检验 安装管口等附件 检验 出厂。,操作工艺文件,工艺操作规程 设计说明,承压元件的成型和粘结工艺按监察规程需要验证; 工艺铺层设计文件需要说明: 1、 纤维及制品类型; 2、 树脂体系及配比; 3、 铺层的次序、方向和层数; 4、 成型工艺(含固化工艺); 5、 树脂及不溶份的含量(含胶量)。,工艺指导书 图纸,现场缠绕储罐质量控制点,纤维缠绕,缠绕工艺参数,1、纤维的热处理和烘干 去除水分 2、浸胶和树脂含量 强度和厚度、气泡 3、缠绕张力 强度和疲劳性能、含胶量及密实度 4、缠绕速度 效率及含胶量、绕丝小车行走安全性 5、固化
12、制度 加热固化、升温速度、恒温降温,缠绕参数,缠绕角:缠绕纱和模具轴线方向的夹角 容器筒身缠绕按线形分有环向缠绕、螺旋缠绕、极孔缠绕 缠绕中给纤维施加张力,可以控制树脂及气泡含量,变张力缠绕可以使固化后的制品中纤维均匀承载内压,极孔缠绕时带张力缠绕可以使在极孔处按设计轨迹铺设,铺层工艺-内衬层,铺层工艺-缠绕结构层,手糊粘接,手糊粘接,内衬及粘接,监察规程要求:制造单位应对实际的粘接情况进行检查 1、粘接的粘接剂其性能不应低于内衬层树脂的性能; 2、接管和筒体的粘接处应当按照设计规定进行补强; 3、固化时间和温度应符合工艺要求; 4、采用纤维缠绕时,应当使内衬具备工艺规定的厚度及硬度,以保证缠
13、绕角度和缠绕张力; 5、内衬层必须能完全延伸到压力容器所有开孔处(插入式金属接管除外); 6、粘接试验用层合板应当取自容器或平层合板; 7、平层合板材料应当与容器相同; 8、采用金属材料和工程塑料制作内衬时,应当对粘接面进行机械或化学处理,保证粘接质量。,玻璃钢压力容器,组织人员 设计、质量管理、检验、生产、包装仓储、安装施工 生产岗位 手糊工、打磨工、配胶工、缠绕工,人员管理,管理负责人: 关键岗位 质量安全员: 关键岗位 微机操作手: 关键岗位 喷枪手: 关键岗位 配胶工: 关键岗位 手糊工: 打磨工: 看纱工: 材料管理员:,微机控制纤维缠绕,微机控制缠绕机,复合材料净化水罐成品检验,外
14、观 厚度重量 树脂含量 硬度、固化度 水压渗漏 短时水压失效(爆破) 疲劳试验(长期水压失效/循环压力失效),玻璃钢外观制品尺寸检查,ASTM D2563 - 08 Standard Practice for Classifying Visual Defects in Glass-Reinforced Plastic Laminate Parts 玻璃纤维增强塑料层压零件中可见缺陷分类 监察规程要求: 制造单位应当对检验结果进行记录,填写好相应的检测报告,并由检查责任人确认:主要检查项目及合格指标应当符合以下要求: 不应有杂质、纤维外露、裂纹、明显划痕、疵点、白化和严重色泽不均现象 。 任意3
15、00mmx300mm面积内,最大直径为3mm的气泡不得超过2个,外观缺陷检查,内表面缺陷检验 容器内表面及法兰面应光滑平整,无对使用性能有影响的杂质、纤维裸露、裂纹、明显划痕、龟裂、分层、起皮、鼓泡、贫胶区等缺陷。 封头筒身对接、法兰接口、支撑件补强 应避免烧白、起皮、分层、翘边、毛刺等。,制品检测,厚度及重量检查 总重量不小于设计值的95 固化度 巴氏硬度值不得低于40 水压试验 试验压力为设计压力的1.5倍, 且保持时间不少于2 分钟,检验仪器设备,天平(最小分度值0.1mg) 瓷甘埚(不小于30mL) 巴氏硬度仪(HBa-1型或GYZJ934-1型) 电热恒温水浴(室温100, 控温2) 索氏萃取仪(250mL) 电热鼓风干燥箱(误差2) 箱式电阻炉(450650,控温20) 热变形仪 旋转粘度计,缠绕成型工艺,游标卡尺(分度值0.02mm) 直角尺(分度值1mm) 万能材料试验机(示值误差1%) 管子水压试验装置(压力表1级、分度值0.05MPa) 水压循环压力试验机,检验仪器设备,缠绕成型工艺,检验仪器设备,检验仪器设备,检验仪器设备,检验仪器设备,谢谢,
链接地址:https://www.31doc.com/p-2969884.html