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FRP透声压力容器

2013-01-28 4页 pdf 150KB 19阅读

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FRP透声压力容器 E一8 玻璃锕学会第十三届全国玻璃ill/ll合材料学术年会论文集 1999年 FlIP透声压力容器 肖ilfr.荣+ 黄再满 (国塞熏材局玻璃钢研究设计院loj珥) ’., ÷, ’ 擅薹:本文从成型工若和安全系敷两方面对舯it.i压力容器进行了探计和讨论。 关t译:-!P,专声压力容器.皇掣工艺亨令系冬 :,. ⋯.,,K、。jf..} 1前言 ⋯·。 . 随着自民经济酌不断发展,玻璃钢广泛制砬角手J土业、袋趾、目酷替锬域:其垃质:高强、耐腐蚀等优点日盎妾到社会大众曲认旬。’萁车,玻璃钢庄五客藉酶矗甫历史就是撕...
FRP透声压力容器
E一8 玻璃锕学会第十三届全国玻璃ill/ll合材料学术年会论文集 1999年 FlIP透声压力容器 肖ilfr.荣+ 黄再满 (国塞熏材局玻璃钢研究院loj珥) ’., ÷, ’ 擅薹:本文从成型工若和安全系敷两方面对舯it.i压力容器进行了探计和讨论。 关t译:-!P,专声压力容器.皇掣工艺亨令系冬 :,. ⋯.,,K、。jf..} 1前言 ⋯·。 . 随着自民经济酌不断发展,玻璃钢广泛制砬角手J土业、袋趾、目酷替锬域:其垃质:高强、耐腐蚀等优点日盎妾到社会大众曲认旬。’萁车,玻璃钢庄五客藉酶矗甫历史就是撕辫的证 萌。。’‘。 ”“=。 “⋯。⋯1— 4 。”’7 ”’。“”。‘ “’.IJ。””“ 我国玻璃钢压力容器的研制始于1963年。它是以玻璃纤维浸溃树脂后在错丙树上连续 缠绕,经加温固化而成的。早期的玻璃钢压力容器基本上角手虢釜糯笑棱域。宣糕;鲔用了 玻璃钢轻质高强的优点,但从性能指标上讲还比较单一,它更多的是从机械性能对玻璃钢提出 了要求。随着玻璃钢成型工艺及设备不断完善和更新,玻璃钢压力容器在声学、光学、电磁波 领域也有了较大应用。近几年来,我们在玻璃钢透声压力容器方面进行了一些研制工作,从中 得到几点体会。 2问题与讨论 为讨论方便。首先对有关概念 作一点解释。所谓玻璃钢透声压力 容器,是指除满足常规的机械性能 (拉伸、压缩、弯曲、剪切等)条件之 外,同时还能满足透声性能的一类 玻璃钢压力容器。这类容器通常具 有特定的几何结构,如极孔开口较 大,工作段要求严格等,它对成型工 图1透声压力容器示意目 艺和方法较为苛刻,一般通过控制制品的孔骧率、树脂含量、材料品质等指标可以决定制品最 终性能。本文特指极孔/外径比不小于0.7,工作压力(内压)在4.5,6MPa之间,内径为 50嘶·一800Ⅱn的透声压力容器。示意图如图1。 研翻玻璃钢透声压力容器,实际上是对玻璃钢力学性能和透声性能进行有机统一,即它必 须同时满足力学性能和透声性能两个条件,其中承受内压是基础,是前提,达到透声指标是目 的,二者缺一不可。从一定意义上讲,可以说是制品厚度(h)与透声系数(tp)的关系。试验显 示,在同一频率下,同种材料的厚度越大,其透声系数越小,透声性能越差。 *苏玉堂、蒋鞠惠、崔广群、罗桂香、何润生等同志参加了奉项目的研究工作。 218 2.I成型工艺 由于透声压力容器实际使用条件的需要,其大极孔几何结构形式相对较为固定,因此它可 供结构设计与优化的余地极为有限。计算表明:纯玻璃钢材料已不能满足如此大极孔/夕}径比 和压力的法兰用材。我们采用铸钢加工法兰,平行段及封头部位由手糊玻璃钢组成,通过胶合 粘接成整体结构,再经纤维缠绕而成。 压力容器就是指能季受一定压力的容器,而在高压下缠绕玻璃钢本身是不能防止渗漏的。 我们采用手糊与缠绕相结合的成型工艺形式,其中的手糊玻璃钢部分所起的作用,一方面是制 作出结掬所需的基本骨架,起横具工装作用;另一方面,也是最重要的一点,就是起防渗止漏的 作用,它与缠绕层共同构成容器的组成部分。由于手糊玉艺固有的缺陷。如障意性大、精度小、 孔隙率大等,实际操作中必须严格工艺规程,并可加人相应的辅助榜料々特别是孔隙率$}透声 性能的影响较大【1】,这是由于空气的声特性阻抗与玻璃钢相差悬殊,极不匹配。在声波透过玻 璃钢的过程中,声波遇到气泡就会产生反射,降低透声系数。而且气泡古量越大,尺寸越大,其 对透声系数的影响也越大。.因此,不仅仅是手槠层;在缠绕层申也:应采用适当的措施以降低孔 露淬i这样—涞就可以降低整个容器的孔廉智鼙,通常可以采用漆加鞘疆辩i酾基等方法。‘ 1需要挂意的是,由于玻璃纤维增强囊馥询肴的特性,‘雀制柞手期内衙层的跫狸张严格控 制每层 行胶合 模外表 速用刷子涂上一层配制好的树脂,之后就可以开始缠绕了。 2.2安全系数 1. 、-.。f{.jHP。:“},i-t..r、÷, 通常,我们在设计玻璃钢压力容器时藤器用的最碍格珊色。而在网格理论中,均衡型设计 不但是理论本身所必需的,而目是追甫优化设计所必需柏矧,我们这星辅谕的毒金系数实际 上包括两方面均博爵;一是指窍全系数本身柏本小,;悬擐容器各寿鼾特别是横向罱纵瘌的安 全系数关系。 “ii⋯ 。, 。。:根据网格零论可知,均衡性优化设计敢摹础岿然悬糖期氟纵I角的等安拿系鹅i黼捉有这 样才能充分发挥纤维各个方向的强度和模量而不致于某一方向盈余或亏损。关于安全系数本 身取值的大小,各国标准大体一致,见附录一、附录二,只是说法有所不同,实际取值也因人而 异。传统的观点一般认为压力容器安全系数应为6—10。实际中,对那些使用次数少,有些压 力容器就是一次性使用如航天气瓶,对重量要求比较敏感的压力容器,许多时候其安全系数仅 取值1.5—2。这样既可以最大限度降低重量,减小成本,又可以满足使用要求。而对那些长 期使用的压力容器,一般安全系数取值是比较高的,特别是高压容器。 我们在透声压力容器的研制中发现,一方面,其安全系数的取值不能太低。这是因为这类 容器并不是全玻璃钢结构,在其上下开口处均是金属嵌件与玻璃钢胶合的,由于玻璃钢与金属 刚度相差较大,如果安全系数取值太低,其玻璃钢部分在高压下过度变形产生撕裂,就会导致 容器渗漏;另一方面,其安全系数取值也不BB太高。我们知道,安全系数取值大,意味着在相同 材料和成型工艺下,制品厚度增加,这对透声性能是极为不利的。对于这类压力容器的取值大 小问题,目前尚无一个定量的规范。 需要说明的是,对于那些低压环境下工作的压力容器,其安全系数取值是可以从结构、成 本等方面进行适当调整的。 219 3结论 遥过上面的分析和讨论,归纳起来,我们可以得到如下结论: (1)合理的成型工艺是研制FRP透声压力容器所必须的,它对最终的结果起决定性作用; (2)压力容器安全系数取值大小要遵循合理取舍有理有利的原则,不可盲目设定,要通过 实验给予适当的取值。 卅采一璐49舛标准 K=3KI×琏×玛×K4×K _| 式中:3为极眼强度妁安奎系敷;Kl为制造方法移咱因素,一般取1.4一I.6;砭为长期使用后端变冉素.一般 取I.2—2.o;马力使用温度影响目素.—最取I.0一I.25;K为月期性直‘荷影响四_隶:j一蔑取I.o一2.o;‰为 固化过鞋帮咱日景,常疆田犯毫1.5,开汪目托皋1.1。 ’ 一 · ‘ 附摹:jcs缸,94。 ,⋯一.’ ! 一 ,- ‘ . F}再×kxkx⋯XI。 :: 。 一 ” . 鼻中,b为尊书安奎寻乒,鼻1.3;,h为封井特悻傅缒T幸柱年'羲,摹1.1}tk为用违冀纛虞摹冀,事1.“k 为外力荷尊单洲鸭手囊姆尊,謦|四;.q曲雄翦升井曹嗽曩謦,毫1.1;警砖封井挣性^散矗盘{粤}tIl 【‘为冲毒荷囊晕啼摹美,艉1.2ib为由长期麓最醐环糟:篡哥每破辑噩摩百摩的摹敷.取1.j;.I.曲有环境 引 l 2 骥璃IⅣ复合材科 -RPSOUND’_■A—甚研Hl!洛IBLEPRI受SUREVES皿 ‘ - ’r‘’)龃m赫谴!‘l沁崦倒汹1一:·。。1。 1;。(st|如^d面墙ba£iolI:谚Build咄舰吐盱ialhh-耐nt乒锄*Ⅻ曲&De洒^h埘nlIe) i妯i岫吨’hthis女畦击,肿1妇埘d曲—血曲k吨翻‘备S。赫k.tec抽山西b一鼬畸矗啦. eientwemstudied. i 一7 “t·&州帅赫II巾哪Hn拍M咄幽e·衄妯;T∞6elplI函曲喀tecbolo商s·耐!∞蛐. cj咖 。1 。‘ ‘、: ‘ 引:. - 、:‘:、√。’ k . ●, , f FRP透声压力容器 作者: 肖道荣, 黄再满 作者单位: 建材局玻璃钢研究设计院 相似文献(0条) 本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_3801.aspx 下载时间:2010年1月13日
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