玻璃鋼立式罐成型工藝
0 引 言
金屬容器于腐蝕性液體的不斷浸蝕,使用壽命都不長,有的甚至只有一兩年。由于玻璃鋼有較好的耐腐蝕性能和承載能力 ,而且加工和修補也方便,總投資金額并不比金屬容器高,在環保領域特別是污水處理行業成為金屬容器替代產品,正在得到越來越廣泛的應用。本文針對容量為200～500m3的玻璃鋼立式罐進行成型工藝論述。
1 構 造
玻璃鋼立式罐一般為圓柱形，直接置于基礎上，底部為平底，頂部為錐形或平頂。受到運輸條件限制，立式罐的罐頂、罐壁和罐底均采用分次制作，現場拼接的工藝方法，主要步驟為：①在車間制作罐壁內襯和罐頂完畢后，運至現場拼接；②現場制作罐壁結構層和罐底；③吊裝罐壁和罐底對接形成整體。
（1）罐壁的三層結構 一般情況下，玻璃鋼立式罐罐壁有三層：①內襯層。具有內架和氣密作用，厚度為2.5~3mm。該層多采用韌性好、延伸率高、固化收縮率低且具有一定耐腐蝕能力的樹脂；增強材料選用與樹脂具有良好浸潤性、樹脂固化后應變集中系數小、能保持較高樹脂含量的非連續性短切纖維制品，樹脂含量達80%以上。內襯層還可分為內表層、次內層和內襯外層。內襯層通常采用手糊工藝，分片制作。②強度層。即承載層，采用纏繞工藝成型罐體時，該層由玻璃紗繞制而成；采用強度高、韌性好、延伸率高、固化收縮率低的樹脂，它的厚度要根據直徑、壓力和安全系數等計算確定。③外表層。厚度約為0.5mm，此層具有抗老化、抗紫外線照射功效 ,同時還具有防外部介質內滲作用,要求樹脂含量大于 80%。固化劑、促進劑、抗老化劑用量隨環境溫度、罐徑大小不同而改變,一般在樹脂中的比例應視固化效果確定。
(2)頂蓋 玻璃鋼立式罐頂蓋不能太薄,通常按1kPa 均布荷載 ,同時還應適當布置縱橫交叉加強筋,以防止頂蓋局部塌陷。
(3)罐壁厚度 由于罐內液體壓力,風載引起彎曲應力,罐體自重引起的壓應力都隨高度而變化且在底部達到大值,所以罐壁從罐頂逐漸加厚至罐底,罐頂處壁厚一般不超過5 mm。采用漸變厚度立罐要比厚度不變罐降低30%的材料用量。罐底角縫處構造可參照圖1 ,底部加強圈一方面可以對罐底部筒體進行加強,同時也是防滲結構。
2 材料選用[-page-]
（1）內襯層 內襯層通常采用表面氈和450g/m2短切氈及玻璃纖維方格布。表面氈浸膠速度快、覆蓋性能好、能吸收較多樹脂、含膠量可達90%。次內層通常采用450g/m2短切纖維氈，其覆蓋性能好、層間內聚力和沖擊強度較好、樹脂含量高。內襯外層多采用中堿玻璃纖維布，其強度較高、纖維松散、容易被樹脂浸潤，具價格便宜。對于酸性介質，應選用耐酸性好的中堿玻璃纖維作為增強材料。對于非酸性介質，應選用耐老化、吸水率低、強度高的無堿玻璃纖維。由于無捻度未紡織，加強層和外表層多采用強度高、樹脂浸透性無捻玻璃纖維紗。
（2）樹脂 內襯中的樹脂常選用不飽和聚酯。此類樹脂具有工藝性好，固化后綜合性能優于其它樹脂，并有特點牌號適應不同用途需要，如耐腐型、耐燃型、阻燃型等，價格經濟。
（3）填料 制作表面層時可加入抗老化劑，比例為樹脂含量的5%~10%。罐體制作中一般不加填料，因填料對樹脂的凝膠時間有影響，在制作罐壁和罐底的補強圈時，可按樹脂:填料=1:1的比例配制成樹脂膩子進行制作，并采用石英砂作為填料。
3 玻璃鋼立式罐施工工藝 施工工藝如圖2所示
（1）基底處理 在糊制玻璃鋼前對砼基礎表面進行處理。方法是用噴砂或鋼絲刷，噴刷施工表面，目的是去油和表面拉毛，然后清除浮塵，再用聚酯膩子將表面坑洼處填平，表面處理后要盡快涂上底漆。同時砼基礎表面含水率也要嚴格控制在小于6%。
（2）打底漆 表面處理后接著涂底漆，一般用環氧樹脂作底漆，可涂1~2次，每次厚度約為0.1mm，每次間隔約為12h固化后刮膩子1~2次，并修補找平，即可貼布。
（3）貼布 ①間斷法：即每貼完一層布后進行修整，固化后用膩子找平，再貼下層直至所需厚度，此法工期長，但質量好。②連續法：即一次貼完至所需要厚度，速度快，但質量不好控制，每幅布上下之間搭接30~50mm，壁與層之間搭接200~300mm，各層搭縫均錯開。③用玻璃纖維方格布時，含膠量控制在50%~55%，好逐層稱布，樹脂定量使用，糊制時應使用專用壓輥，用力沿布的經向和緯向，順一個方向趕氣泡，或從中間向頭趕氣泡，使布層貼緊，含膠量均勻，表面平整密實。
（4）面層 布層鋪完，固化一天修補后，刮0.2mm膩子提高密實性，待凝膠不粘手時再刷二道面層膠0.1~0.2mm。
（5）模具制造 ①金屬模（特別是鋼模）:用于尺寸較小的立式罐。②木模:主要用于較大直徑玻璃鋼立式罐。木模，不易收縮變形，膠合板柔韌、容易彎成一定曲面，有時也用膠合板制作。立式罐模具為轉動式，即模具托架可以轉動360。，轉動方向隨施工人員需要而轉動。[-page-]
（6）玻璃鋼壁板纏繞 內襯采用與罐底板相同打底漆、貼布施工方法。制作時應注意，樹脂應均勻噴涂且將表面氈和短切氈浸透，并不斷趕壓氣泡，在工藝上確保內襯無纖維外露、干斑、裂紋等表面麻點。鋪設時應保持其平整性，以防出現打皺。內襯在車間分批分段加工后，運到現場進行拼接。內襯件在運輸時采用柔性包裝物（如草墊）保護，防止撞擊，并注意防污防水。纏繞工藝流程示意圖見圖3。
現在大型玻璃鋼立式罐多采用微機控制纖維纏繞機來操作，纏繞采用螺旋纏繞和環向纏繞，邊纏繞邊施加張力來控制含膠量，并使紗束均勻排列，排出紗束中空氣。纏繞結束后，刮去罐體表面多余涂膠，進行固化。固化過程中宜使罐壁緩慢旋轉。罐壁上如有金屬等埋件嵌入，應在強度層糊到2/3時埋入。待罐壁固化后將罐壁吊到罐底上組裝，由于罐底部受到風載作用力大，因此立罐底部一定要做加強。
（7）罐頂板施工方法 罐頂板施工與罐壁內襯基本相同。區別為：①罐頂板拼裝時要有一定坡度。②拼裝罐頂骨架多為型鋼制作，并用細筋加強。③為滿足罐頂強度要求，在頂蓋底面均勻布置加強肋。制作完畢后，吊到罐壁上（內襯完結后）一同纏繞強度層與表面層。在罐體成型過程中，要特別注意連接處封縫和補強，罐進、出口管應按0.5~0.7MPa的壓力進行計算。
金屬容器于腐蝕性液體的不斷浸蝕,使用壽命都不長,有的甚至只有一兩年。由于玻璃鋼有較好的耐腐蝕性能和承載能力 ,而且加工和修補也方便,總投資金額并不比金屬容器高,在環保領域特別是污水處理行業成為金屬容器替代產品,正在得到越來越廣泛的應用。本文針對容量為200～500m3的玻璃鋼立式罐進行成型工藝論述。
1 構 造
玻璃鋼立式罐一般為圓柱形，直接置于基礎上，底部為平底，頂部為錐形或平頂。受到運輸條件限制，立式罐的罐頂、罐壁和罐底均采用分次制作，現場拼接的工藝方法，主要步驟為：①在車間制作罐壁內襯和罐頂完畢后，運至現場拼接；②現場制作罐壁結構層和罐底；③吊裝罐壁和罐底對接形成整體。
（1）罐壁的三層結構 一般情況下，玻璃鋼立式罐罐壁有三層：①內襯層。具有內架和氣密作用，厚度為2.5~3mm。該層多采用韌性好、延伸率高、固化收縮率低且具有一定耐腐蝕能力的樹脂；增強材料選用與樹脂具有良好浸潤性、樹脂固化后應變集中系數小、能保持較高樹脂含量的非連續性短切纖維制品，樹脂含量達80%以上。內襯層還可分為內表層、次內層和內襯外層。內襯層通常采用手糊工藝，分片制作。②強度層。即承載層，采用纏繞工藝成型罐體時，該層由玻璃紗繞制而成；采用強度高、韌性好、延伸率高、固化收縮率低的樹脂，它的厚度要根據直徑、壓力和安全系數等計算確定。③外表層。厚度約為0.5mm，此層具有抗老化、抗紫外線照射功效 ,同時還具有防外部介質內滲作用,要求樹脂含量大于 80%。固化劑、促進劑、抗老化劑用量隨環境溫度、罐徑大小不同而改變,一般在樹脂中的比例應視固化效果確定。
(2)頂蓋 玻璃鋼立式罐頂蓋不能太薄,通常按1kPa 均布荷載 ,同時還應適當布置縱橫交叉加強筋,以防止頂蓋局部塌陷。
(3)罐壁厚度 由于罐內液體壓力,風載引起彎曲應力,罐體自重引起的壓應力都隨高度而變化且在底部達到大值,所以罐壁從罐頂逐漸加厚至罐底,罐頂處壁厚一般不超過5 mm。采用漸變厚度立罐要比厚度不變罐降低30%的材料用量。罐底角縫處構造可參照圖1 ,底部加強圈一方面可以對罐底部筒體進行加強,同時也是防滲結構。
2 材料選用[-page-]
（1）內襯層 內襯層通常采用表面氈和450g/m2短切氈及玻璃纖維方格布。表面氈浸膠速度快、覆蓋性能好、能吸收較多樹脂、含膠量可達90%。次內層通常采用450g/m2短切纖維氈，其覆蓋性能好、層間內聚力和沖擊強度較好、樹脂含量高。內襯外層多采用中堿玻璃纖維布，其強度較高、纖維松散、容易被樹脂浸潤，具價格便宜。對于酸性介質，應選用耐酸性好的中堿玻璃纖維作為增強材料。對于非酸性介質，應選用耐老化、吸水率低、強度高的無堿玻璃纖維。由于無捻度未紡織，加強層和外表層多采用強度高、樹脂浸透性無捻玻璃纖維紗。
（2）樹脂 內襯中的樹脂常選用不飽和聚酯。此類樹脂具有工藝性好，固化后綜合性能優于其它樹脂，并有特點牌號適應不同用途需要，如耐腐型、耐燃型、阻燃型等，價格經濟。
（3）填料 制作表面層時可加入抗老化劑，比例為樹脂含量的5%~10%。罐體制作中一般不加填料，因填料對樹脂的凝膠時間有影響，在制作罐壁和罐底的補強圈時，可按樹脂:填料=1:1的比例配制成樹脂膩子進行制作，并采用石英砂作為填料。
3 玻璃鋼立式罐施工工藝 施工工藝如圖2所示
（1）基底處理 在糊制玻璃鋼前對砼基礎表面進行處理。方法是用噴砂或鋼絲刷，噴刷施工表面，目的是去油和表面拉毛，然后清除浮塵，再用聚酯膩子將表面坑洼處填平，表面處理后要盡快涂上底漆。同時砼基礎表面含水率也要嚴格控制在小于6%。
（2）打底漆 表面處理后接著涂底漆，一般用環氧樹脂作底漆，可涂1~2次，每次厚度約為0.1mm，每次間隔約為12h固化后刮膩子1~2次，并修補找平，即可貼布。
（3）貼布 ①間斷法：即每貼完一層布后進行修整，固化后用膩子找平，再貼下層直至所需厚度，此法工期長，但質量好。②連續法：即一次貼完至所需要厚度，速度快，但質量不好控制，每幅布上下之間搭接30~50mm，壁與層之間搭接200~300mm，各層搭縫均錯開。③用玻璃纖維方格布時，含膠量控制在50%~55%，好逐層稱布，樹脂定量使用，糊制時應使用專用壓輥，用力沿布的經向和緯向，順一個方向趕氣泡，或從中間向頭趕氣泡，使布層貼緊，含膠量均勻，表面平整密實。
（4）面層 布層鋪完，固化一天修補后，刮0.2mm膩子提高密實性，待凝膠不粘手時再刷二道面層膠0.1~0.2mm。
（5）模具制造 ①金屬模（特別是鋼模）:用于尺寸較小的立式罐。②木模:主要用于較大直徑玻璃鋼立式罐。木模，不易收縮變形，膠合板柔韌、容易彎成一定曲面，有時也用膠合板制作。立式罐模具為轉動式，即模具托架可以轉動360。，轉動方向隨施工人員需要而轉動。[-page-]
（6）玻璃鋼壁板纏繞 內襯采用與罐底板相同打底漆、貼布施工方法。制作時應注意，樹脂應均勻噴涂且將表面氈和短切氈浸透，并不斷趕壓氣泡，在工藝上確保內襯無纖維外露、干斑、裂紋等表面麻點。鋪設時應保持其平整性，以防出現打皺。內襯在車間分批分段加工后，運到現場進行拼接。內襯件在運輸時采用柔性包裝物（如草墊）保護，防止撞擊，并注意防污防水。纏繞工藝流程示意圖見圖3。
現在大型玻璃鋼立式罐多采用微機控制纖維纏繞機來操作，纏繞采用螺旋纏繞和環向纏繞，邊纏繞邊施加張力來控制含膠量，并使紗束均勻排列，排出紗束中空氣。纏繞結束后，刮去罐體表面多余涂膠，進行固化。固化過程中宜使罐壁緩慢旋轉。罐壁上如有金屬等埋件嵌入，應在強度層糊到2/3時埋入。待罐壁固化后將罐壁吊到罐底上組裝，由于罐底部受到風載作用力大，因此立罐底部一定要做加強。
（7）罐頂板施工方法 罐頂板施工與罐壁內襯基本相同。區別為：①罐頂板拼裝時要有一定坡度。②拼裝罐頂骨架多為型鋼制作，并用細筋加強。③為滿足罐頂強度要求，在頂蓋底面均勻布置加強肋。制作完畢后，吊到罐壁上（內襯完結后）一同纏繞強度層與表面層。在罐體成型過程中，要特別注意連接處封縫和補強，罐進、出口管應按0.5~0.7MPa的壓力進行計算。
