隨著纏繞技術(shù)的提高、工藝的改進，大型貯罐廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中。中復連眾復合材料集團有限公司制造了直徑21m，容積6000立方的大型玻璃鋼鹽酸貯罐，是目前全國乃至全球容積最大的玻璃鋼貯罐。大型貯罐具有容量大，占地面積少，成本低等優(yōu)點。玻璃鋼貯罐根據(jù)所用貯存或運輸?shù)慕橘|(zhì)不同選用不同樹脂體系作為粘結(jié)劑，通過改變樹脂系統(tǒng)或采用不同的纖維增強材料調(diào)整玻璃鋼貯罐產(chǎn)品的物理化學性能，通過貯罐結(jié)構(gòu)層厚度、纏繞角和壁厚的設(shè)計制造出不同壓力的纖維纏繞復合材料貯罐。本文主要論述了貯存質(zhì)量分數(shù)為28%的磷酸，使用溫度為65℃的玻璃鋼貯罐的工藝設(shè)計和制造工藝過程。
　　一、玻璃鋼貯罐的防腐結(jié)構(gòu)
　　玻璃鋼貯罐的耐腐蝕性可根據(jù)使用條件設(shè)計，因此能滿足耐腐蝕介質(zhì)的使用要求，其防腐結(jié)構(gòu)主要包括四層。
　　1.內(nèi)襯層。內(nèi)表層的功能是抵抗介質(zhì)腐蝕，是防腐蝕結(jié)構(gòu)的主要組成部分。其制造方法是用玻璃纖維表面氈、有機纖維表面氈或其他增強材料增強的富樹脂層，要求含膠量達到90%，其厚度為0.25mm～0.5mm。
　　2.過渡層。過渡層的含膠量比內(nèi)表層低，約70%-80%。采用短切纖維做成的短切氈鋪成；其主要功能是防止介質(zhì)滲漏。過渡層通常含有1200g/﹏的短切原絲氈。
　　3.結(jié)構(gòu)層。結(jié)構(gòu)層是貯罐的主要結(jié)構(gòu)，用來承受外載荷，由連續(xù)纖維纏繞成型，含膠量35%-55%。
　　4.外表層。外表層是貯罐結(jié)構(gòu)層的外保護層，主要功能是保護結(jié)構(gòu)層免受外界機械損傷和外界環(huán)境引起的老化，同時也是對貯罐外表面的裝飾，其含膠量為60%～70%。
　　二、原材料的選用
　　根據(jù)制品的使用條件，貯罐中貯存質(zhì)量分數(shù)為28%的磷酸，使用溫度65℃，樹脂材料選用間苯型不飽和聚酯樹脂。不飽和聚酯樹脂耐酸，具有高熱變形溫度，此外還要有一定的力學承載能力。增強材料根據(jù)貯罐的使用要求及經(jīng)濟效益綜合考慮選擇中堿玻璃纖維，中堿玻璃纖維耐酸性好，成本低。根據(jù)貯罐的成型工藝，還選擇輔助材料包括固化劑（引發(fā)劑）、促進劑、催化劑、阻聚劑、觸變劑、防靜電添加劑、填充劑等。膠液配置過程：首先抽樣檢驗各種原材料是否合格，然后按照合理的配方向樹脂基體中加入溶劑、固化劑、促進劑或其他輔助材料，充分攪拌，攪拌時間不低于2小時。配制不飽和聚脂樹脂體系前配料應(yīng)嚴格按照制定配方進行，配料容器應(yīng)保持干燥、清潔、無漬物，不飽和聚聚樹脂的固化劑和促進劑不能直接混合，以免發(fā)生危險。一般一次配制的膠液量不能過多避免浪費。
　　三、貯罐制造工藝設(shè)計
　　貯罐采用筒體和封頭分開制造，筒體和封頭的拐角處理對貯罐設(shè)計極為重要。在筒體和封頭的結(jié)合拐角處設(shè)計成一定的圓弧過渡區(qū)，并進行有效補強，加強逐層遞減，避免截面上突變產(chǎn)生應(yīng)力集中。
　　1.貯罐封頭成型。貯罐封頭結(jié)構(gòu)主要包括內(nèi)襯層和結(jié)構(gòu)層。貯罐封頭內(nèi)襯層成型。①根據(jù)工作的環(huán)境條件、溫度制定合適的的樹脂配方，配置內(nèi)襯層的樹脂，要求含膠量達到90%以上，一次配料量要根據(jù)制造進度和用量而定。膠液的配置需根據(jù)現(xiàn)場的工作條件及時調(diào)整配置。②內(nèi)襯層制作采用噴射成型工藝，模具采用鋼制模具，鋼制模具應(yīng)平整并保持干燥，表面均勻涂刷脫模劑。采用進口噴槍噴射玻璃纖維紗，根據(jù)鋪層設(shè)計要求進行內(nèi)襯層噴射成型。③檢驗。內(nèi)襯層樹脂含量高，具有很好的防腐防滲作用。如果發(fā)現(xiàn)缺陷，應(yīng)采取補救措施。④內(nèi)襯深度固化，脫模。貯罐封頭結(jié)構(gòu)層成型。封頭結(jié)構(gòu)層采用噴槍噴射紗與玻璃布鋪設(shè)交替進行。
　　2.貯罐筒體成型。貯罐筒體結(jié)構(gòu)主要包括內(nèi)襯層、過渡層和結(jié)構(gòu)層。貯罐筒體內(nèi)襯層和過渡層主要起防腐防滲作用。筒體內(nèi)襯成型與封頭內(nèi)襯成型工藝及原材料相同，采用噴槍噴射成型，鋪設(shè)完畢后檢驗、深度固化。內(nèi)襯層樹脂含量要求達到90%以上。貯罐筒體過渡層也采用噴槍噴射成型，但含膠量要求比內(nèi)襯層低，達到70%即可。貯罐筒體結(jié)構(gòu)層。貯罐筒體結(jié)構(gòu)層采用連續(xù)纖維纏繞成型，通過設(shè)計合理的纏繞工藝和纏繞線型采用計算機控制纏繞成型設(shè)備纏繞成型。
　　3.貯罐整體加強。貯罐整體加強采用噴射紗、環(huán)向與交叉纏繞交替進行，在纏繞過程中不斷調(diào)整纏繞設(shè)備及纏繞參數(shù)，通過調(diào)整內(nèi)襯轉(zhuǎn)速及纖維張力，達到貯罐壁的樹脂含量要求。纖維纏繞成型工藝是將浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維（或布帶、預浸紗）按一定規(guī)律纏繞到指定的芯模上，然后經(jīng)固化、脫模，獲得制品。將組裝好的貯罐筒體和封頭接入計算機控制纏繞成型設(shè)備，纏繞成型設(shè)備選擇計算機控制纏繞成型設(shè)備，在使用設(shè)備前需完成一些準備工作包括纏繞設(shè)備的檢驗、調(diào)試和線型相關(guān)程序的輸入。認真檢查纏繞成型設(shè)備運轉(zhuǎn)及工作部位是否正常，特別細心檢查浸膠系統(tǒng)是否有堵塞現(xiàn)象，確保纏繞過程的運行穩(wěn)定和工作精度。纏繞成型。①調(diào)節(jié)纖維的張力，用張力器測量纖維張力，并調(diào)節(jié)張力控制機構(gòu)。②將預先配好的膠液倒入膠槽中，進行纖維的浸膠和擠壓過程，將浸膠后的纖維分組，通過分紗裝置后集束，引入繞絲嘴。③按設(shè)計要求進行設(shè)定線型的纏繞，纏繞時通過調(diào)節(jié)浸膠裝置控制纖維含膠量。注意觀察纖維的排紗狀況，避免出現(xiàn)紗片滑移、重疊或出現(xiàn)縫隙等情況，纏繞過程中還需將貯罐產(chǎn)品表面多余的膠液刮掉。在纏繞封底與筒體拐角應(yīng)力集中區(qū)時，需用短切纖維氈局部加強，注意調(diào)整纏繞角及封頭包角，減少應(yīng)力集中。④生產(chǎn)過程中保持整個生產(chǎn)現(xiàn)場清潔衛(wèi)生。纏繞中應(yīng)不斷調(diào)節(jié)張力，及時添加新膠液，清除膠輥上的紗毛和滴落在纏繞設(shè)備上的膠液。⑤當纏繞貯罐的厚度達到設(shè)計要求的厚度時停止纏繞，卸下產(chǎn)品，準備固化。產(chǎn)品的固化。采用遠紅外線烤板加熱固化，因為加熱固化可以提高化學反應(yīng)速度，縮短固化時間，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)率。本設(shè)計選用1℃，既可以提高生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)率，又不至于影響玻璃鋼制品的質(zhì)量。保溫時間由樹脂發(fā)生聚合反應(yīng)所需的時間和傳熱時間決定，冷卻階段降溫速度要恒定，防止使制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，并且要盡量縮短生產(chǎn)周期。
　　4.外保護層制作。外保護層作為貯罐防止外界環(huán)境侵蝕及抗老化作用的關(guān)鍵層，嚴格使用設(shè)計樹脂配方，保證樹脂含量及設(shè)計厚度，不允許有氣泡、干斑等直觀缺陷；本次設(shè)計外表層用樹脂膩子修補后進行噴漆處理。外表層制作完成后，嚴格按照設(shè)計尺寸對整個玻璃鋼貯罐進行修整、后處理，然后再常溫固化。
　　玻璃鋼貯罐具有輕質(zhì)高強、耐腐蝕、抗老化、使用壽命長等特點，用于儲存各種腐蝕性介質(zhì)可以耐多種酸、堿、鹽和有機溶劑，主要應(yīng)用于石油、化工、制藥、運輸?shù)刃袠I(yè)。采用纏繞成型工藝制作玻璃鋼貯罐具有可設(shè)計性，設(shè)計靈活性大，結(jié)合先進的施工工藝可使玻璃鋼貯罐罐壁結(jié)構(gòu)性能優(yōu)異，而且玻璃鋼貯罐的檢修費用低。