JCT587-2012 玻璃纤维缠绕增强热固性树脂耐腐蚀立式贮罐
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6.1.1纤维缠绕层最大许用应变
在注满液体的状态下,整个结构(纤维缠绕层,内表面层和内层)的最大许用应力受罐壁许用应变限 制。温度在21℃时,罐壁许用应变不应超过0.1%,
6.1.2最大环向许用应力
最大环向许用应力按公式(1计算:
式中: SH一一环向应力机械标准,单位为千帕(kPa): 一一许用应变:
SHEE.ET.....
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层合结构的环向拉伸弹性模量(见附录A),单
6. 1. 3贮罐罐壁最小
贮罐罐壁的最小厚度应为4.8mm。 注1:如果给出层合结构的一些基本性能,使用层合板理论(LPT)等分析技术可以预测铺层的应力、应变和强度。 注2:安装在室外的贮罐应按照完整的设计规范(包括贮罐屈曲分析)考虑风载和其他环境因素的影响。 注3:贮罐除静液压外的明显的物理载荷(例如侧面安装的设备、外力搅拌、异常高的流率和未支撑底部)应考虑特 别设计。
贮罐最小轴向强度应不低于按80°缠绕角缠绕的贮罐的轴向强度。典型的80°缠绕角 向拉伸强度不小于15MPa。
6. 1. 5. 1一般工况
若贮罐所装介质对所选树脂腐蚀性小,内衬可作为结构厚度的一部分,贮罐罐壁最小厚度按公式(2 计算:
PD 0.2489HD 2S. 2E.8
6.1.5.2特殊工况
若贮罐所装介质对所选树脂长期腐蚀,特殊工况的最小结构厚度应为内表面层和内层加上公式(2 计算的厚度之和。
6.2.1圆柱段罐壁许用外压
若1.73(Do/t)“"的值小于L/Do,圆柱段罐壁许用外压P。按公式(3)计算;若1.73(Do/t) L/D,圆柱段罐壁许用外压P,按公式(4)计算:
P。 = 2.6(E / F)(D。 / L)(t / D.)2.5 ..................
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P。许用外压,单位为兆帕(MPa); E 取环向拉伸弹性模量或轴向拉伸弹性模量两者的较小值,单位为兆帕(MPa); F 安全系数,取值为5; 一贮罐外径,单位为毫米(mm); 最小壁厚,单位为毫米(mm); L 罐体设计长度,单位为毫米(mm),取下列情况最大值: a) 无环向加强肋时,两封头切线之间的距离加上每个封头深度的三分之一的长度(不包括锥顶 贮罐); b) 无环向加强肋的锥顶贮罐的直筒段长度; C 有环向加强肋时,取相邻问距离最大的两加强肋间的距离; d 第一个加强肋的中线到封头切线的距离加上封头三分之一的长度; e 从第一个直筒段的加强肋到锥部和圆筒相贯线之间的距离。
6.2.2碟形封头许用外压
碟形封头许用外压P。按公式(5)计算 对于承受内部载荷的碟形封头,拐角半径应外部力 度与以上计算的封头厚度相等。靠近碟形封头赤道圆的接缝的补强可看作封头拐角补强,见
P。=0.36(E/F)(t/R)2
P。=0.36(E/F)(t/R)2
图1顶封头连接部面示意图
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6. 2. 3 环向加强肋
PL,D,F 24E,
PL,D,F 24.E.
式中: 1,一一环向加强肋与影响长度内圆筒壁的惯性矩之和,单位为毫米的四次方(mm): P一一实际外压,单位为兆帕(MPa); D一一罐体外径,单位为毫米(mm); F安全系数,取值为5; Eh一一环向拉伸弹性模量,单位为兆帕(MPa); Ls一一从环向加强肋中线到一侧加强肋处距离的一半加上环向加强肋到另一侧加强肋距离的一半 刚性加强形式如下: a)满足该段刚度要求的环向加强肋; b) 封头一侧距赤道圆三分之一处的圆弧段: c)封头与直筒段接缝的补强区。
6. 3. 1 铺层结构
作为贮罐的组成部分,如接口、封头、接管、 支撑件等,可以通过接触成型来制造。接触成型铺层 结构参见附录C,接触成型层合板材料 表2的规定
表2侧壁增厚的长度与贮罐内径的关系
上封头在一个100mm×100mm的平面上应支撑100kg的载荷而不损坏,加载处的最大变形 径的0.5%。上封头最小厚度应为4.8mm。 注:若支撑辅助设备、雪载或操作人员,需要额外的补强或使用刚性肋、夹层结构或加强其他刚性系统 也需要额外的补强。
3.3.11型罐完全支撑的平底封头最小厚
a)直径在0.6m~1.8m之间时,厚度为4.8mm; b) 直径在1.8m~3.7m之间时,厚度为6.4mm; 直径大于3.7m时,厚度为9.5mm。 6.3.3.2空贮罐只要满足6.3.3.5的条件,底封头允许有一定的变形。 6.3.3.3底封头可以与筒段一体成型,也可以分段成型,用法兰对接。
a)直径在0.6m~1.8m之间时,厚度为4.8mm: b)直径在1.8m~3.7m之间时,厚度为6.4m; c)直径大于3.7m时,厚度为9.5mm。 6.3.3.2空贮罐只要满足6.3.3.5的条件,底封头允许有一定的变形 6.3.3.3底封头可以与简段一体成型,也可以分段成型,用法兰对接。
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.3.4直径小于等于1200mm的平底贮罐底封头过渡区拐角半径不小于25mm;直径大于1 底贮罐底封头过渡区拐角半径不小于38mm,底部增厚递减与平底相切,侧壁增厚的长度与 系见表2和图2.拐角补强区的最小厚度为筒体和封头的结构厚度之和。
图2平底购罐拐角补强示意图
.3.3.5底封头应平整以保证底封头与基础均匀接触,底封头面应修整,保证无凸起。 注:如果需要在罐壁底部加排液管时,应按照排液管的尺寸规格来确定该处的开口和补强。 .3.3.6碟形底的厚度应完全能支撑液面高度产生的压力,厚度按公式(7)计算,但应不小于4.8mm。
厚度,单位为毫米(mm); P一一压力,单位为千帕(kPa); R一一封头的内半径,单位为毫米(mm); S一许用拉伸应力(不应超过极限强度的1/10),单位为千帕(kPa); D一一贮罐内径,单位为毫米(mm); H一一液面高度,单位为毫米(mm); 一液体比重。 球形底封头厚度按公式(8)计算:
0.885PR0.885(0.2489HR) S SY
0.885PR0.885(0.2489HR) 7 S S
式中: t、P、D、S同公式(7)。 锥形底封头厚度按公式(9)计算:
P.D 2S cos(α)
式中: α一一封头中线的半锥角(不大于30°); i、P、D、S同公式(7)。 注:碟形底的封头设计方法见附录B。
式中: α一一封头中线的半锥角(不大于30°); t、P、D、S同公式(7)。 注:碟形底的封头设计方法见附录B。
散口贮罐的顶部边缘应有一个水平的加强法兰或其他形式的刚性加强结构,加强法兰规格
表3口贮罐的加强法兰
注1:此表只考虑了可控制因素。其他大的载荷,如凤载或地震载荷等,需单独考虑。 注2:散口除采用法兰结构外,也可采用能提供相同或更高刚度的结构形式。 注3:L为从加强法兰到底封头或到罐体最上部加强肋的距离。 注4:加强法兰厚度不小于邻近的罐体壁厚
补强区表面应用36目或更粗的砂纸打磨,打磨区略大于补强区。补强前表面应清洁干燥, 含蜡树脂封涂。 直筒段接缝缠绕补强厚度应等于6.1.5计算的值。用接触成型补强直筒段接缝或直筒与底 封头接缝时,接缝处补强厚度按公式(10)计算,但不小于4.8mm:
PD0.2489HD 2S. 2S,
表4环向接缝补强的最小宽度
图3底部支撑贮罐接缝处补强的最小宽度示意图
6.3.5.4连接处防腐层的最小宽度为100mm,应与内表面和内层的构造相同,结构设计时忽略不计 6.3.5.5靠近底部切线连接接缝的补强厚度不应作为6.3.3.4中拐角区的加强,
管颈和法兰通常用接触成型方法制造,其结构形式见图4所示,规格尺寸见表5。接管的 罐的内表面层和内层相同。
图4接触成型法兰结构形式
表5接触成型法兰尺寸
6.3.6.2可使用符合JC/T552要求的纤维缠绕管或符合GB/T21238要求的离心浇铸管,连接符合要 求的接触成型法兰或符合要求的纤维缠绕法兰。接管的接触成型部分的防腐层应等同于内表面和内层。 针对不同的使用要求,也可使用其他规格的法兰。 6.3.6.3直径不大于100mm的接管应使用板形角撑板或圆锥形撑板固定。当使用板形角撑板时,应在 接管安装好后装角撑板,并且均布在接管周围。大尺寸接管若承受过高的载荷时需特殊考虑。 6:3.6.4侧人孔应按照7.3.2和图5、图6安装。典型的人孔尺寸见表6。
图5齐平式接管安装和开口补强位置
图6贯穿式接管安装和开口补强位置
注:考虑到安全和维护需要,贮罐直筒段高度大于1.8m时,需开项人孔和侧人孔。
1型项端封闭的罐必须设置可以自由排气的排气管。 排售信任应位 山科的音 避免产生高压或真空。 注:针对引起正负压力的不同使用条件,闭合贮排气管尺寸应特殊考虑。流量过大,顶部带排气管的的闭合贮罐
注:针对引起正负压力的不同使用条件,闭合贮排气管尺寸应特殊考虑,流量过大,顶部带排气管的的闭合贮罐
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可能引起压力过大。适当的流量,适当的排气管位置以及其他适当的保护可以避免压力过大。 II型贮罐的设计应当承受不超过3.6kPa的正负压力。设计需考虑罐壁、封头和锚固装 及上、底封头拐角区的要求,贮罐的液面高度是重点考的因素。
重量超过227kg的贮罐,应安装吊耳。
7. 1.1罐壁结构组成
0.50mm厚的耐化学腐蚀的玻璃纤维表面毡增引 维表面毡增强的富树脂层构成, 量大于80%
内层与暴露于化学环境下的内表面层相邻,由总重不低于900g/m玻璃纤维短切原丝毡或长度为 13mm~50mm的短切粗纱增强的树脂层构成。内表面层和内层总厚度应不低于2.5mm。内层和内表面层 的树脂含量应为(73±5)%。
7.1.4.1纤维缠绕结构层使用符合5.2.2要求的连续无抢粗纱作为增强材料并满足罐壁最小厚度为4.8m 的要求,罐体的纤维缠绕厚度随罐高而变化(锥壁结构)。轴向需加强时,可使用其它增强材料如玻璃纤维 无抢粗纱布、缝编织物、玻璃纤维短切原丝毡或短切纤维。纤维缠绕层的树脂含量应达到25%~40%。 7.1.4.2上底封头接触成型结构层厚度应满足设计要求。 7.1.4.3结构层的外表面暴露或处于腐蚀环境时,需在最后一层的增强材料上涂覆一层富树脂层。 7.1.4.4室外使用或暴露于紫外线下的贮罐,应具备抗紫外线能力。
7.2.1连接处外补强层的第一层最小宽度为76mm,宽度见表4,逐层均匀增加,补强以接缝为中心。 7.2.2·连接处的接缝应填充腻子,形成平整表面以便于铺层。 7.2.3连接处的结构表面应使用36目或更粗砂纸打磨,露出玻璃纤维,打磨的面积要大于铺层区域面 积。补强后的表面应用石蜡树脂涂层。 7.2.4连接处内补强层至少由两层450g/m的短切纤维毡增强,然后是表面毡增强的富树脂层。内补 强层与7.1.2和7.1.3铺层相同,补强以接缝为中心。
7.3.1.1暴露于腐蚀介质中的管件、贮罐附件及补强结构等的表面应按7.1.2和7.1.3的要求制造, 非接触成型的机制工艺制造的表面除外(见6.3.6.2)。 7.3.1.2暴露于化学环境的所有管件及附件的切边及法兰表面应用树脂涂盖,所用的树脂应与罐体内 寸树脂相同。
7.3. 2 接管和人孔的安裂
7. 3. 2. 1 接管
接管法兰背面与开口补强外表面之间最小距离为76mm,该距离应不小于接管法兰安装要求的抗剪 补强长度。
7. 3. 2. 2 开口补强
当罐体和封头承受静水压的部分面积被切去, 补强见图5,按照图7铺放增强材料: 口补强见图6,按照图8铺放增强材料,
7. 3. 2. 3 开口补强直径
开口补强层直径d,应不小于接管公称直径的2倍。直径小于150mm的接管,最小开口补引 接管公称直径加150mm。
7.3. 2.4开口补强厚度
罐体或封头上的接管开口补强可以补强在内表面,也可补强在外表面,或内外同时补强, 度t,按公式(11))计算:
t.一开口补强厚度,单位为毫米(mm); D一一安装接管法兰处的内压,单位为兆帕(MPa): D一一贮罐内径,单位为毫米(mm): K一一接管法兰直径大于等于150mm时,值为1.0:接管法兰直径小于150mm时,K=d/ S,一—许用拉伸应力(不超过开口补强层极限强度的1/10),单位为兆帕(MPa):
d一一接管法兰公称直径,单位为毫米(mm): d一开口补强环直径,单位为毫米(mm)。 注:当t≤3.2mm时,可忽略不计,所需强度由t.满足(见图7和图8)。
7.3.2.5.开口补强铺厚
当裁成适当形状的增强材科沿接 处的补强层应交错相接,避先 以避免接缝垂直于最大承载方向(圆周
7.3.3.1接管补强尺寸见图7和图8,接管补强位置见图5和图6。在安装接管时,若整体圆锥形撑板 妨碍外部补强,则应在内部补强。在接管装配中,对于开口补强结构完全固化前进行的接管颈补强应与 开口补强同时进行,接管颈补强应延伸至罐体。如果补强长度超过开口补强直径dr,超过部分可作为开 口补强的一部分。 7.3.3.2内外总补强厚度(t十t)至少应等于接管法兰颈厚度。 7.3.3.3.内补强层通常使用非连续玻璃纤维增强材料(如表面毡、短切毡等)。使用玻璃纤维无抢粗纱 布增强时住宅楼标准规范范本,应在表面铺放一层450g/m毡,然后铺放与7.1.2和7.1.3相同的铺层。当内补强只有防腐 层时,补强长度h,应取76mm或接管法兰公称半径的较小者。 7.3.3.4总补强厚度t.和总抗剪补强长度h.关系见表7。
表7总补强厚度和总抗剪补强长度关系
注:当内补强层只作为防腐层时,总抗剪补强长度必须在外补强层。
注:当内补强层只作为防腐层时,总抗剪补强长度必须在外补强层。
3.5总补强厚度lm应大于开口补强厚度t.或
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装饰装修标准规范范本JC/T5872012
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