玻璃鋼貯罐螺旋纏繞新工藝

yaopeilin

一、特大型玻璃鋼貯罐的兩種制作方法
　　前些年來，美國已纏制成功直徑為１５～２０米的玻璃鋼耐腐貯罐，并且應用于一些侵蝕型的耐腐領域，例如作為濃鹽酸的容器。這些特大直徑耐腐蝕玻璃鋼貯罐的制作方法，有兩種：一種是現場纏繞另一種是在生產車間，利用所謂Ｏblation 工藝纏制而成，然后再運到使用的地方。
　　現場纏繞工藝方法，是先在現場蓋起大棚，待殼體纏繞完成后，移走纏繞機，而后進行組裝貯罐。大多數特大型玻璃鋼貯罐的制造者，均采用“環繞－短切噴射”方法，纖維沿環向纏繞，并在纏繞帶部位，利用噴射設備噴射上短切纖維和樹脂積層。 這就是湯動力（Ｔankinetics）公司，所采用的閉環螺旋纖維纏繞工藝。
　　Ｏblation 纏繞工藝方法，是湯動力公司于七十年代中期首先研制開發的一項技術。該公司利用玻璃鋼材料，具有一定的柔順性質，在車間纏繞成貯罐殼體后，于橫向加以一個壓力，裝上卡車運到使用工地，然后回復到圓柱形狀，再裝配成特大型玻璃鋼貯罐。

　　二、特大型玻璃鋼貯罐的ＦＥＡ新設計方法
　　Ｔankinetics公司在今年初，承接了一項制作直徑為２５.１５米，高度為３.０５米，無頂蓋的玻璃鋼熱鹽水貯罐業務。根據用戶的要求，這一特大型貯罐，擬采用“鑲肩型”結構，一個硬質鑲肩與一個軟質鑲肩，相應組合拼裝而成。
　　由于圓柱殼體的尺寸精度要求很高，必須保證在０.００１Ｒ以內（Ｒ是圓柱體貯罐的半徑），并且其間采用緊配合方式，而不能采用粘結工藝，因而在對這種特殊結構的設計和制作方面，都提出了很嚴格的要求。若采用常用的設計方法，是難以達到性能要求的。
作者：翁祖祺

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呵呵，看你說起來比較輕巧的啊
不過有些東西不是說說那么簡單的。
我只是介紹一下，具體工藝什么的還是有難度的，估計和你所說的有些不同。

丑小鴨

很喜歡這些文章。

對于玻鋼我的確是不懂，但僅僅是因為產品的尺寸大，我覺得沒什么了呀。
北京站門前的國際飯店樓頂的旋轉餐廳，我們不僅完成了安裝任務，而且也從事了以后的維修，以及整體塌陷后的整體提升，比“１５～２０米的玻璃鋼耐腐貯罐”大了N倍~~~

在采用濕法纏繞制作時：
1，先加工一個內壁模具，做這個很容易，拋光及光潔度方面更好做，最好在內壁模具上敷膜最為省事。將布先行連接卷繞達到需要的長度。
2，目的工件象車床上的工件那樣低速旋轉，通過鏈條傳動系統控制各個纏繞機的上下行駛，而纏繞機的工作只是輸送布和樹脂。樹脂的供應通過布的漲緊輪調控。
廠房：臨時搭建一個活動房不是問題，但是要做好基礎工作，甚至現澆混凝土一確保精度。
設備：一方面使用現有的纏繞機，可以多臺使用，同時可以通過人工或自動設定進行倒向纏繞，如工件（耐腐貯罐）正向旋轉兩周再反向旋轉兩周，接著再正向旋轉兩周再反向旋轉兩周等。
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五、特大型玻璃鋼貯罐頂底部制作方法
　　由于該特大型玻璃鋼貯罐呈開口的形狀，因而在殼體頂部附近，必須加裝一個纖維纏繞固定環。這種固定環呈大小不等的四邊形形狀。該公司先在頂部位置裝上一個芯材，然后在外層纏繞上玻璃纖維。并且該公司開發出一種安裝這種固定環的專門技術，只要正確地制訂出纏制程序，就可纏制成質量較好的，貯罐頂部四邊形的筋條。
　　這種特大型貯罐的底部，是在使用場所進行現場制作。為確保貯罐底部復合材料，在層間組分方面有良好的一致性，用戶要求貯罐底部原材料，選用玻纖氈和編織卷材，并使用噴射工藝和編織預置相結合的成型方法。 由于該底部的制作時間很短，因而避免了二次粘結工序，有效地節省了貯罐的制成時間
　　據有關報道，這一特大型貯罐，將在今年三季度末制作完成。
　　該公司相信，大口徑玻璃鋼貯罐市場將得到進一步的開拓，不管在美國復合材料市場，還是在世界其他國家的市場，雖然會遇到各種挑戰，但必將對復合材料工業，帶來新的契機和起色。

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三、特大型玻璃鋼貯罐的現場螺旋纏繞工藝
　　Ｔankinetics公司根據用戶的要求，這個特大直徑玻璃鋼貯罐，在現場進行纏繞加工。該公司使用了一臺全自動多軸纏繞機，對貯罐殼體進行封閉式螺旋纏繞。其“封閉式”方案的意思，是指纏繞纖維帶，要一道緊挨一道，既不能出現空隙，也不允許有搭接現象，并預先設定好纖維帶的寬度，以使一層纖維層纏繞完畢后，殼體表面正好被全部覆蓋。據該公司有關人士認為，大直徑玻璃鋼制品的封閉式纏繞，只有通過計算機控制才能完成。機械齒輪系統，對于玻璃鋼管道或小直徑貯罐，可進行封閉式纏繞但對于大直徑玻璃鋼制品，機械齒輪系統就無法進行封閉式纖維纏繞。
　　大直徑玻璃鋼制品的纏繞角度，以及纏繞時間的控制，都必須十分精確。纏繞角的精度范圍，要求在一百分之幾度以內，只有實行計算機控制系統，才可避免出現纏繞工藝的累積誤差。

　　四、特大型玻璃鋼貯罐的螺旋纏繞設備和技術
　　Ｔankinetics公司，在纏制特大型玻璃鋼貯罐時，采用了該公司的多軸纏繞系統的專利技術。該項專利技術，利用伺服電機計算機體系的優越特性，并將多個纏繞機組成為一個整體，以得到完全封閉的螺旋纏繞玻璃鋼貯罐。 據稱，一個單個的Ｔankinetics纖維纏繞機，其纏繞速度約為１０００公斤／小時。倘若使用多機纏繞，其纏繞速度會隨所用機頭的數目多少，而相應地成倍增加。
　　該公司還指出，在纏制特大型玻璃鋼貯罐時，由于受到樹脂膠凝時間的限制，因此必須采用多機纏繞才能制作成功。他們認為，在樹脂膠凝以前，就必須完成一個纏繞周期。而對于一個給定的貯罐高度每個周期所需樹脂的用量，在厚度為一定值時，與貯罐的直徑成正比。但對于一個纏繞單機，完成一個纏繞周期所需的時間，將與貯罐的直徑成正比關系。因此，當貯罐直徑達到一個定值時，再利用單機纏繞的濕法成型工藝方法，已成為不可能了。基于上述理由，對于特大型玻璃鋼貯罐，必須采用多機纏繞的方法。其理由是多機纏繞貯罐的纏繞時間，將與采用的機頭的數目成反比，例如雙機纏繞一個25米直徑貯罐所需的時間，作為單機，只能纏制12.5米直徑的貯罐。

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基于上述情況，該公司采用了“非線性有限元素分析設計方法”（ＦＥＡ），對這種所用材質為各向異性材料，形狀又較為復雜的制品，進行特殊的產品設計。
　　該公司采用了美國結構研究和分析公司的COSMOS系統，并建立了專門的FEA分析模型。由于“鑲肩”結構和殼體，均呈軸對稱形狀，因而該公司對于貯罐的底部、“鑲肩”、粘結件和殼體等，都運用軸對稱的，大型移動平板為元素的設計模型。
　　這些有限元素在環向、軸向，或者在徑向上，均呈現各向異性的性能。以開口面的模型作為基面，這一開口元素沿鑲肩，自下而上地開展，自動設計出基礎面和鑲肩之間的表面形狀。這樣的計算方法，經實踐證明，不但較為切合實際，而且比較準確。
　　該套ＦＥＡ設計方法，還可按預先設定的時間程序，對貯罐所受不同形式的力及其所產生的壓力情況，進行正確的應力分析。為了計算出由于形變所引起的剛度變化，在每一個時間內，將改變其所用的剛度矩陣。通過計算所得的結果，不僅能表示出所受應力的數值，而且能反映出這種特大型貯罐上，“硬鑲肩”的性能表現情況。 據介紹，這種新設計的鑲肩結構，至少對三種類型的位移，起到有效的比較重要的效用。
　　ＦＥＡ方法，還可對貯罐低位人孔進行應力分析，也可計算出風力和地震所產生的應力的大小。由于人孔處應力較為集中，其周圍元素的密度將得到加強，以便改善其計算的準確度。人孔設計模型，將與殼體增強材料、法蘭和蓋子等，形成一個整體的結構。據該公司介紹，這種高元素密度的設計方法，也同樣適用于其他“鑲肩型”的部件。所采用的ＦＥＡ軟件，可應用于多種載荷狀態，并可計算出它所受的應力和形變情況。對于風力和地震的情況，在所建的新設計模型中，均作為正向壓力處理。由于貯罐的直徑很大，縱橫比例很小，因而在計算地震載荷時，采用ＡＰＩ－６５０方法計算。
　　由于該類貯罐縱橫向的比例很小，因此產品設計時，主要考慮液體的靜壓力，風力或地震均不會對貯罐帶來較大的應力或形變。 尤其在貯罐的底部，幾乎全部是由于液體的靜壓壓力，所產生的軸向應力在貯罐底下部位，由于底部鑲肩的不連續性，使殼體承受了一個軸向的彎曲載荷，因此必須適當增強這個部位的殼體設計。