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玻璃钢立式储罐课程设计 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1 m3，大到1500 m3。 （5）维修方便 玻璃钢贮罐可以在自然条件下现场维修，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 立式贮罐的容积V=150m3，可选直径系列有D=3800mm和D=4000mm，本设计 2选D=4000mm，因此贮罐的高度H=V/(=11.9m，选H=12m。 2)? 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，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 树脂基体 邻苯型 P 号 O 具有一般的耐腐蚀性能，可耐海水、弱酸及大气老化环境，长期使用温度-50℃～60℃,最高使用温度达100℃,这是一种较经济的树脂类型，耐腐蚀性一般，阻燃氧指数约为26。 具有优异的耐腐蚀性能,可耐中等浓度无机酸、碱、 I 间苯型 P 温度达105℃,阻燃氧指数约为26。 具有优异的耐腐蚀性能，可耐酸、碱、盐溶剂或酸 乙烯基型 E 110℃ ，阻燃氧指数约为28。 具有优异的耐腐蚀性能,可耐酸、碱、盐溶剂或酸 F 阻燃型 I 110℃ ，其阻燃性能高于一般树脂，氧指数为28～35。 间苯型食品级树脂同间苯树脂一样具有优良的耐 食品级型 O 达105℃，阻燃氧指数约为26。 F 腐蚀性能，长期使用温度-50℃～90℃ ，最高使用温度 品加工厂及自来水厂。 常用于肉制品、食 碱交替等恶劣的腐蚀环境,长期使用温度-50℃～ 使用环境。 常用于有阻燃要求的 V 碱交替等恶劣的腐蚀环境,长期使用温度-50℃～ 剂等腐蚀严重的环境。 常用于酸、碱、盐溶境。 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常用于酸性腐蚀较强常用于一般的腐蚀环境,海水腐蚀、弱酸腐蚀及大气老化腐蚀。 代 产品性能 适用场所 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: