浅谈大直径玻璃钢储罐的发展与应用

刘洋

（连云港中复连众复合材料集团有限公司，江苏连云港 222006）

1.制造方法

大口径玻璃钢储罐的生产方式分为糊状和卷材2种。

1.1 手糊

手糊是最传统的制造方法。它与其他碳纤维制品和玻璃钢模具加工技术基本相同。在应用现场，根据客户要求制作模具外壳，然后用玻璃钢制品制作玻璃钢模具。主要供一些中小型企业或客户现场室内空间较小时使用。如铜陵市稀有金属企业选用直径为6390mm的空塔基础沉降罐和直径为6890mm的填料塔基础沉降罐。由于现场限制，无法卷取成型，所以玻璃钢模具的选择与上述现场玻璃钢模具不同。

目前一些玻璃钢企业采用类似玻璃钢冷却塔的生产方法，将大直径玻璃钢储罐分解成若干块在厂内预制好然后运至现场进行拼装，从而大大节省了在现场所花的时间既节约现场开支，同时产品质量也更容易控制。这种方法生产时既可采用阳模，也可采用阴模，甚至可采用对模生产的产品外观质量更易为用户所接受。

1.2 缠绕法

在这种方法中，玻璃钢罐的不锈钢封头一般采用玻璃钢模具（或喷涂）成型，用设备成型线圈。

1.2.1 在工厂缠绕

这也是一种在夹层玻璃钢厂预卷成型，然后运送到客户现场使用的方式。直径略大于4m的储罐一般可不加或加少量溶液运输到现场；对于直径远大于4m的储罐，必须经过合理的解决才能运输。

一家英国公司选择了“椭圆形变形法”来完成这次实际操作。方法是：将大口径玻璃钢罐体设计分为几段，第一段高约2m（可干运，能见度具体确定）。筒体每段在短轴上变形为2m左右的种植环，轴位的1/3和2/3处分别增加钢索固定，使筒体从一个圆形的身体变成了一个短轴。2m左右的椭圆圆柱体在运输过程中不易超高。就地松开钢索，将筒体由圆柱状修复为圆柱状，组装密封。该公司使用这种方法生产直径达17m的产品。

在工厂卷取最大的好处是不需要在现场花费大量的时间，可以节省大量的现场费用，产品质量更容易操控。

1.2.2 现场缠绕

现场缠绕是将玻璃钢罐的生产设备分解成多个部件，将原材料一起运到现场，然后组装机械设备开始制造。这种方法的优点是可以摆脱大口径玻璃钢罐运输因交通条件的限制。

（1）立柱绕组。这种方法是将模壳放置在固定支架上，以保持模壳的垂直面与地面平面图，固定支架按一定数量固定在模壳中间的大滚动轴承上。可伸缩的悬臂墙。由液压机驱动，将管路连接到离模具不远的液压油泵上，将小车缠绕在小车的轨道上进行健身锻炼，利用二者之间的相对速度进行缠绕。根据电子电脑管理程序，可以输入不同的卷取角度，操纵模具的旋转和小车的健身运动之间的相对运动，然后分别完成螺旋或圆形的卷取。

这种方法的主要特点是：由于伸缩臂的长度是灵活的，与其他方法相比，它可以生产更大直径的玻璃钢罐。使用这种方法，将直径为25.12m的玻璃钢罐缠绕成世界上最大直径胶带的玻璃钢罐。

（2）立式线圈。就是圆形缠绕玻璃纤维编织物的成型。在这种方法中，模具壳水平放置，即中心线平行于路面，传统的小口径玻璃钢罐通常采用类似于模具壳垂直生产的方式放置。卷取时，只进行环箍卷取，但每两环箍实心层中混入一种或多种玻璃纤维织物，如短切毡。

这种方法的主要特点是商品在生产过程中的气泡问题很容易被解决。

这种方法是国外较早开发设计的，西班牙Saplast公司就有这种技术。我国玻璃钢储罐企业在20世纪80年代末就引进了这种技术设备和加工工艺，较早地打开了我国大口径玻璃钢储罐的销售市场，他们利用这项技术成功开发了直径10m的FRP储罐。

（3）周向螺旋缠绕。该方法与上述的“圆形缠绕玻璃纤维编织物的成型”方法不同。重要的一点是该机器设备不仅可以进行环箍卷取，还可以进行螺旋卷取，而不是在2个卷取的实心层中混合玻璃纤维的纺织品。

这种方法可以用电脑操作，但现阶段在中国最流行的应用是踏板绕线。除模具外壳的组装外，其生产制造方法与小口径玻璃钢防腐基本相同。这种脚踏式卷取机械设备在国内已经成功地在现场卷取了大口径玻璃钢罐。其主要特点是施工方便、工程投资少，能充分保证玻璃钢制品的质量，特别适合中小企业甚至个体工商户开工生产。

（4）抽吸和缠绕。国内某公司尝试采用小直径玻璃钢储罐的充气缠绕方式制造大直径玻璃钢储罐。方法是：预先选择玻璃钢模具或储罐不锈钢封头，同时将储罐内衬原材料准备好平板放置，将平板沿整体宽度叠放。方向成圆柱形密封作为储罐内衬。与左右不锈钢头连接后，放在卧室床和卷机设备的脚撑架上充气到一定的气压（一般为0.1MPa以下，以手压为宜不凹痕），喷一层含环氧树脂的玻璃纤维纱作为过滤层，然后将纱保持并缠绕至设计方案的厚度。

这种方法的特点是不需要芯模，但由于是靠抽气来保证卷取时所需的抗弯刚度，因此很难生产制造直径较大的FRP，以防止腐蚀和误差。贮存。一般只用于卷取直径稍大的4m直径的玻璃钢储罐。

2.特点

传统上，工业生产中使用的大口径储罐主要是金属材料储罐。例如，厚钢板经弯曲、电焊后制成的大口径储罐，也有少量使用PVC等塑料材料。

2.1 与PVC等塑料水箱相比

大口径玻璃钢水箱与塑料水箱相比，具有以下显着特点。

（1）可在更高的温度标准下应用。PVC等塑料水箱是热固性原料，在超低温下易脆，在持续高温下容易软化变形。最高应用温度一般不应超过70℃。在玻璃钢罐体常用的原材料中，玻璃纤维本身就适合制造。玻璃钢储罐甲基丙烯酸酯等环氧树脂的最高使用温度可达120℃。其他酚醛树脂耐高温性能较好。因此，大口径玻璃钢水箱采用这种配重与玻璃纤维复合而成。可以在比PVC等塑料水箱更高的温度标准下使用。

（2）抗压强度高。PVC等塑料水箱抗压强度低，在运输、安装全过程中极易损坏。大口径玻璃钢用于防腐储存和储存，以提高抗压强度并具有一定的延展性，因此相对不易破坏。另外，大口径玻璃钢储罐还可以根据实际产品特性，根据玻璃纤维在纵环中的分布情况进行调整，使产品的结构机械抗压强度呈现多种调节。

（3）不易开裂。PVC等塑料水箱易碎，在超低温下容易开裂。运输和安装过程中的撞击或过度用力也会导致裂缝，并且由于这类储罐是均质原料，其裂化通常是由外向内，“裂到底”，所以很容易产生漏水现象，大口径玻璃钢储罐具有一定的延展性，结构形式多样，储罐不易产生裂纹。即使出现裂纹，也不会由外向内裂纹，只要内部不出现裂纹即可，内衬短期内不会漏水，如发现立即采取有效对策，不停机修补。

2.2 与不锈钢容器相比

与不锈钢容器相比，大口径玻璃钢罐具有以下特点。

（1）良好的耐腐蚀性。金属材料储罐储存物质时，由于金属材料的开放性，很容易与储存的物质产生有机化学和电化学腐蚀，造成侵蚀。玻璃钢罐内衬纤维材料。根据环氧树脂衬里的选择，大口径玻璃钢储罐可适用于多种酸、碱盐有机溶剂等不同腐蚀性物质，其耐腐蚀性能优于金属材料储罐。

（2）重量更轻。大口径玻璃钢储罐一般为柱式储罐。设计考虑了地震荷载和风压导致倒塌的可能性。管壁厚薄的关键是储罐气体压力的大小和储存液位的大小。大口径玻璃钢防腐库满载或作为低压机械设备使用时，筒体壁厚仅受液库相对高度的影响。储罐厚度可通过选择薄上厚下的设计方案达到性能指标。另外，由于玻璃钢的密度一般在1.6g/cm2～1.9g/cm2，仅为铁的1/5～1/4，所以大口径玻璃钢水箱的总重量一般不到一半同规格型号的铁质储罐。有利于储罐的吊装，降低吊装成本，并可降低对底座的安装要求，从而降低底座的工程造价。

（3）隔热效果非常好。大口径玻璃钢储罐的传热系数为0.27W/cm·℃。钢制储罐的传热系数约为62.8W/cm·℃。此外，大口径玻璃钢储罐的壁厚也比铁质储罐厚。因此，在储存物料时，在储罐内外温差相同的情况下，热损仅为铁质储罐的1/100。储罐本身保温的实际效果非常显着，可以大大降低保温成本。

（4）无腐蚀。当铁等化学元素与空气中的氧气接触时，金属材料储罐非常容易生锈，特别是在潮湿和寒冷的条件下。因此，此类储罐的应用一般都需要进行防锈处理和防锈处理。生锈处理解决了，但费钱费力。大口径玻璃钢水箱采用非金属环氧树脂和玻璃纤维复合型，无需进行防锈处理即可解决问题。

（5）内表面光滑干净。相对而言，金属材料储罐的内腔不光滑，在整个应用过程中容易积聚污垢，清理起来也比较困难。但大口径玻璃钢水箱内腔光滑，表面粗糙度必须达到0.01mm，不易应用，结垢。因此，作为机械设备使用时，内部液压阻力小。应用完成后，可在不加或加少量水垢清洗液的情况下再次输送。

（6）强大的设计选项。大直径FRP储罐具有出色的设计可能性。可针对其阻燃性、耐腐蚀性、抗静电性等，以及外观和界面方式制定设计方案。此外，还可以对其壁厚和环结构的机械抗压强度进行整体设计，从而满足不同客户对不同产品的主要要求。

（7）良好的绝缘性能。大口径玻璃钢防腐储槽表层约1011Ω·cm，体积电阻约1014Ω。它具有优良的绝缘层特性。此外，其击穿电压为12kV/mm～16kV/mm，抗雷击穿透性强，可在多个禁区使用。

（8）可修复性强。大口径玻璃钢罐不生锈，耐腐蚀性能好，正常情况下不需要维护。即使需要维护，由于其重量较轻、可维护性强、检修非常方便。

3.使用

3.1 使用现状

近年来，我国经济持续持续增长，为大口径玻璃钢储罐在市场上的应用创造了更好的机会。我国原油、化工厂和冶金行业已经接受并选用了大口径玻璃钢储罐，需求量不断增加，行业前景十分看好。

在油气田层面，我国一些大型油气田，如大庆石油、胜利油田、江汉油田等，均已应用大口径玻璃钢防腐储罐。以大庆石油为例，该油气田仅一年时间就至少使用了2个直径10000mm大口径玻璃钢罐，2个直径7500mm，7个直径5500mm。现阶段，油气田大口径玻璃钢储罐已有数十个，较大口径达10m。

化工厂行业是大口径玻璃钢储罐的另一个主要用途。国内一些大型化工厂，许多天化集团、沉阳化工集团、苏州化工集团等企业在技术改造中都采用了大口径玻璃钢储罐。其中，苏州精细化工公司使用的直径为11000mm的玻璃钢罐，据悉为当时国内可用的最大直径的缠绕成型的玻璃钢罐。

该行业是大直径玻璃钢储罐的另一个主要应用领域。如铜陵有色金属公司使用的填料塔。空塔基础沉降罐和填料塔基础沉降罐；铜陵市金属材料工程设计公司一级动力波蒸汽净化塔、二级动力波等机械设备均采用大口径玻璃钢罐体。本产品不仅采用卷取成型，还采用玻璃钢模具成型。

现阶段，除了上述三大行业外，大口径玻璃钢储罐在酿造、制药、环保等行业也有不同程度的应用。

3.2 使用保持点

（1）主要用途不断发展，使用量呈上升趋势。行业前景十分看好。

（2）大口径玻璃钢罐主要用作储罐，但也有很大一部分是为低压机械设备应用而开发和设计的。主要在冶金领域的应用表现得更加突出。

（3）大口径玻璃钢储罐的市场价格从每台几万元甚至几十万元不等，这将为玻璃钢储罐生产企业带来极好的经济效益。

（4）大口径玻璃钢罐在使用过程中通常会出现一些产品质量问题。在一定程度上，也决定了大口径玻璃钢储罐在中国能否更普遍、更长久地使用。这个问题的关键包括：汽泡实心层的内衬有分层的空框，外观颜色不均匀。其中，前2个重点项目是卷材成型和现场玻璃钢模具成型产品。这是因为大中型产品和现场户外作业的操作标准并不容易控制。此外，模具壳使用不合理也会造成这些现象。分层玻璃钢模具产品很容易出现外观和颜色不均。可能是专业技能差异造成的，也可能是干燥标准的危害造成的。