一种纤维增强复合材料双壁储油罐制造技术

本发明专利技术公开一种纤维增强复合材料双壁储油罐及其制备方法，属石化存储设备领域。该储油罐包括由内壁和外壁复合而成的筒状罐体和封头；在筒状罐体、封头的内壁和外壁之间夹设有由3D中空织物浸渍热固性树脂固化成型的中空层；筒状罐体内壁和外壁所用纤维增强材料为连续纤维增强复合材料。制备步骤包括：用预制模具分别成型2个一端带有封头的半筒状罐体内壁；脱模后将2个半筒状罐体对接成封头密封的筒状罐体内壁；再加工罐体中空层和外壁；后装加强筋及附件。本发明专利技术中筒壁结构和两端封头分别成型，其中承载结构用连续纤维复合材料；而次承载结构部分用非连续纤维；其结构合理，质轻、寿命长、耐腐蚀、防渗性能好、免维护、承载性能高，易于实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种储油罐及其制备方法；具体讲是一种纤维增强复合材料双壁储油罐及其制备方法。属于石油化工产品存储设备

技术介绍
随着经济的发展，国内外大量石油产品、天然气、易爆易燃化学品的安全储藏和运输有逐渐受到人们的重视。现有技术中多采用金属制备储油罐，金属储油罐自身质量重、耐腐性差、占地面积大；而且腐蚀后极易发生泄漏，造成储油罐放置位置的地下水和土壤污染，并且由于油品质量的不同，内部沉淀将严重影响储油罐的使用寿命，存在较大的安全隐患。近年来，也有纤维增强复合材料双壁储油罐制备成功的信息，但采用的方法多为短纤维增强喷射工艺成型，其承载能力不高；已不能满足多品种石油化工产品安全存储的需求。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种非短纤维增强，且具有更高承载能力的纤维增强复合材料双壁储油罐及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种纤维增强复合材料双壁储油罐，包括由内壁和外壁复合而成的筒状罐体和与筒状罐体两端一体成型的封头；在筒状罐体的内壁和外壁之间以及在封头的内壁和外壁之间均设置有中空层；中空层为3D中空织物浸渍热固性树脂后与所述内壁、外壁固化为一体成型；所述筒状罐体的内壁和外壁所用的纤维增强材料为连续纤维增强复合材料。上述筒状罐体内壁由内至外依次设有内壁导电层、内壁防渗层和内壁结构层；筒状罐体外壁由内至外依次设为外壁结构层和外壁表面层；上述的3D中空织物位于所述内壁结构层和所述外壁结构层之间构成罐体中空层；上述的封头内壁由内至外依次设有封头功能层、封头防渗层、封头结构层；封头外壁由内至外依次设有封头外结构层、封头表面层；3D中空织物位于封头结构层和封头外结构层之间构成封头中空层；所用的3D中空织物的厚度为5-8mm，其芯部为Z向纤维空间形态，所用的热固性树脂与所用的3D中空织物的重量比为1:1.0～1:1.5。上述的内壁导电层由800目铜网浸渍热固性树脂缠绕固化而成，其厚度为0.1～0.25mm，该层所用的热固性树脂与所用铜网的重量比为1:1.86～1:2.33；上述的内壁防渗层为40～100g/m2的玻璃纤维毡浸渍热固性树脂缠绕而成，其厚度为0.5～1.0mm，该层所用的热固性树脂与所用玻璃纤维编织毡的重量比为1:1.22～1:1.50；内壁结构层
为由400～800g/m2的玻璃纤维织物浸渍热固性树脂缠绕而成，其厚度为3～4mm，该层所用的热固性树脂与所述玻璃纤维织物的重量比为1:1.50～1:1.86；所述外壁结构层由连续玻璃纤维纱浸渍热固性树脂后按照[±45/90/]3s的方式缠绕而成，其厚度为6.0～7.0mm，该层所用的热固性树脂与所用的玻璃纤维纱的重量比为1:2.33～1:3.00；外壁表面层由200g～400g/m2的玻璃纤维织物浸渍热固性树脂缠绕而成，其厚度为0.2～0.5mm，该层所用的热固性树脂与所用的玻璃纤维织物的重量比为1:1.00～1:1.22。上述的封头功能层所用材质、结构、厚度及成型方式均与所述内壁导电层相同；所述封头防渗层由单股纱穿过树脂喷射枪被裁减为25～30mm短纤维并混合热固性树脂后均匀喷射于成型的封头功能层上固化成型，其厚度为1.0～1.5mm，该层所用的热固性树脂与所用单股纱的重量比为1:1.22～1:1.50；所述封头结构层由400～800g/m2的玻璃纤维织物浸渍热固性树脂采用缠绕而成，其厚度为5～6mm，该层热固性树脂所用量与所用的玻璃纤维织物的重量比为1:1.50～1:1.86；所述封头外结构层由400～600g/m2的玻璃纤维织物按照铺层顺序采用RTM真空灌注工艺成型，其厚度为6.5～7.5mm，所用的热固性树脂与所用的玻璃纤维织物的重量比为1:1.50～1:1.86；所述封头表面层由200～400g/m2的玻璃纤维织物浸渍热固性树脂后缠绕而成，其厚度为0.2～0.5mm，该层所用的热固性树脂与所述玻璃纤维织物的重量比为1:1.00～1:1.22。在上述筒状罐体的外壁表面层上设有一检测池；该检测池的形状为圆形凹槽，其底面为所述筒状罐体的外壁表面层；所述检测池内装有与外设检测设备联通的检测传感器；在该检测池底部的中心开设有一与所述罐体中空层相通的排气孔，在排气孔的周围均匀分布至少4个与所述罐体中空层相通的注液孔；所述排气孔和所述注液孔的直径相同，均为12～18mm；所述注液孔与所述排气孔之间的间距至少120mm；上述的人孔安装有2个；检测池与2个人孔同轴线且位于2个人孔之间。为了实现上述目的，本专利技术还公开了上述纤维增强复合材料双壁储油罐的制备方法，具体步骤如下：1)用预制的一端带有封头且固定在旋转架上的半筒状罐体模具分别成型2个一端带有封头内壁的半筒状的罐体内壁；2)在步骤1)成型的封头内壁上进行封头中空层和封头外壁的加工，固化成型为一端带有封头的半筒状的罐体内壁，然后脱模；3)将步骤2)脱模的2个半筒状罐体内壁的凹面相对对接，半筒状罐体内壁一端的封头与其对接的另一半筒状罐体的悬空端密封粘接固定，拼接成一个两端带有封头且密闭式的筒状罐体内壁；4)在步骤3)所述筒状罐体内壁上依次加工罐体中空层和罐体外壁；成型为所述双壁储油罐的胚体；5)在步骤4)所述胚体的筒状罐体外表面轴向间隔设置若干条环状的加强筋，相邻2条加强筋之间的间距为350－600mm；用RTM真空灌注工艺成型为带有加强筋的储油罐罐体；6)在步骤5)成型的储油罐罐体的筒状罐体面上同轴线开设至少1个安装人孔的孔洞，与所述人孔同轴线还装有检测池，安装吊耳，固化成型为所述纤维增强复合材料双壁储油罐。其中，步骤1)所述罐体内壁由内至外依次设有内壁导电层、内壁防渗层、内壁结构层；其中，内壁导电层由800目铜网浸渍热固性树脂采用缠绕工艺制备而成，厚度为0.1～0.25mm，该层所用的热固性树脂与所用铜网的重量比为1:1.86～1:2.33；内壁防渗层采用40～100g/m2的玻璃纤维毡浸渍热固性树脂采用缠绕工艺制备而成，其厚度为0.5～1.0mm，该层热固性树脂的用量与所用玻璃纤维毡的重量比为1:1.22～1:1.50；内壁结构层采用400～800g/m2的玻璃纤维织物浸渍热固性树脂采用缠绕工艺制备而成，其厚度为3～4mm，该层所用的热固性树脂的重量与所用玻璃纤维织物的重量比为1:1.50～1:1.86；所述封头内壁由内至外依次设有封头功能层、封头防渗层、封头结构层；其中，封头功能层所用材质、结构、厚度及成型方式均与所述内壁导电层相同；所述封头防渗层由单股纱穿过树脂喷射枪被裁减为25～30mm短纤维并混合热固性树脂后均匀喷射于成型的封头功能层上固化成型，其厚度为1.0～1.5mm，该层所用的热固性树脂与所用单股纱的重量比为1:1.22～1:1.50；所述封头结构层由400～800g/m2的玻璃纤维织物浸渍热固性树脂采用缠绕而成，其厚度为5～6mm，该层热固性树脂所用量与所用的玻璃纤维织物的重量比为1:1.50～1:1.86；步骤2)中封头中空层和封头外壁加工的具体操作为：先在所述封头内壁内防渗层表面上涂抹热固性树脂2～5遍，取厚度为5～8mm的3D中空织物铺于封头内壁的内防渗层上，再在3D中空织物表面再涂2～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强复合材料双壁储油罐，包括由内壁和外壁复合而成的筒状罐体和与筒状罐体两端一体成型的封头；其特征在于：所述筒状罐体的内壁和外壁之间以及所述封头的内壁和外壁之间均设置有中空层；所述中空层为3D中空织物浸渍热固性树脂后与所述内壁、外壁固化为一体成型；所述筒状罐体的内壁和外壁所用的纤维增强材料为连续纤维增强复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强复合材料双壁储油罐，包括由内壁和外壁复合而成的筒状罐体和与筒状罐体两端一体成型的封头；其特征在于：所述筒状罐体的内壁和外壁之间以及所述封头的内壁和外壁之间均设置有中空层；所述中空层为3D中空织物浸渍热固性树脂后与所述内壁、外壁固化为一体成型；所述筒状罐体的内壁和外壁所用的纤维增强材料为连续纤维增强复合材料。2.如权利要求1所述的纤维增强复合材料双壁储油罐，其特征在于：所述筒状罐体内壁由内至外依次设有内壁导电层、内壁防渗层和内壁结构层；所述筒状罐体外壁由内至外依次设为外壁结构层和外壁表面层；所述3D中空织物位于所述内壁结构层和所述外壁结构层之间构成罐体中空层；所述封头内壁由内至外依次设有封头功能层、封头防渗层、封头结构层；封头外壁由内至外依次设有封头外结构层、封头表面层；所述3D中空织物位于所述封头结构层和所述封头外结构层之间构成封头中空层；所述3D中空织物的厚度为5-8mm，其芯部为Z向纤维空间形态，所用的热固性树脂与所用的3D中空织物的重量比为1:1.0～1:1.5。3.如权利要求2所述的纤维增强复合材料双壁储油罐，其特征在于：所述内壁导电层由800目铜网浸渍热固性树脂缠绕固化而成，其厚度为0.1～0.25mm，该层所用的热固性树脂与所用铜网的重量比为1:1.86～1:2.33；所述内壁防渗层为40～100g/m2的玻璃纤维毡浸渍热固性树脂缠绕而成，其厚度为0.5～1.0mm，该层所用的热固性树脂与所用玻璃纤维编织毡的重量比为1:1.22～1:1.50；内壁结构层为由400～800g/m2的玻璃纤维织物浸渍热固性树脂缠绕而成，其厚度为3～4mm，该层所用的热固性树脂与所述玻璃纤维织物的重量比为1:1.50～1:1.86；所述外壁结构层由连续玻璃纤维纱浸渍热固性树脂后按照[±45/90/]3s的方式缠绕而成，其厚度为6.0～7.0mm，该层所用的热固性树脂与所用的玻璃纤维纱的重量比为1:2.33～1:3.00；外壁表面层由200g～400g/m2的玻璃纤维织物浸渍热固性树脂缠绕而成，其厚度为0.2～0.5mm，该层所用的热固性树脂与所用的玻璃纤维织物的重量比为1:1.00～1:1.22。4.如权利要求3所述的纤维增强复合材料双壁储油罐，其特征在于：所述封头功能层所用材质、结构、厚度及成型方式均与所述内壁导电层相同；所述封头防渗层由单股纱穿过树脂喷射枪被裁减为25～30mm短纤维并混合热固性树脂后均匀喷射于成型的封头功能层上固化成型，其厚度为1.0～1.5mm，该层所用的热固性树脂与所用单股纱的重量比为1:1.22～1:1.50；所述封头结构层由400～800g/m2的玻璃纤维织物浸渍热固性树脂采用缠绕而成，其厚度为5～6mm，该层热固性树脂所用量与所用的玻璃纤维织物的重量比为1:1.50～1:1.86；所述封头外结构层由400～600g/m2的玻璃纤维织物按照铺层顺序采用RTM真空灌注工艺成型，其厚度为6.5～7.5mm，所用的热固性树脂
\t与所用的玻璃纤维织物的重量比为1:1.50～1:1.86；所述封头表面层由200～400g/m2的玻璃纤维织物浸渍热固性树脂后缠绕而成，其厚度为0.2～0.5mm，该层所用的热固性树脂与所述玻璃纤维织物的重量比为1:1.00～1:1.22。5.如权利要求1－4任一项所述的纤维增强复合材料双壁储油罐，其特征在于：在所述筒状罐体的外壁表面层上设有一检测池；该检测池的形状为圆形凹槽，其底面为所述筒状罐体的外壁表面层；所述检测池内装有与外设检测设备联通的检测传感器；在该检测池底部的中心开设有一与所述罐体中空层相通的排气孔，在排气孔的周围均匀分布至少4个与所述罐体中空层相通的注液孔；所述排气孔和所述注液孔的直径相同，均为12～18mm；所述注液孔与所述排气孔之间的间距至少120mm；所述人孔装有2个。6.一种纤维增强复合材料双壁储油罐的制备方法，包括由内壁和外壁复合而成的筒状罐体和与筒状罐体两端一体成型的封头；在筒状罐体的内壁和外壁之间以及在所述封头的内壁和外壁之间均设置有中空层的步骤；所述中空层为3D中空织物浸渍热固性树脂后与所述内壁、外壁固化为一体成型；所述筒状罐体的内壁和外壁所用的纤维增强材料为连续纤维增强复合材料；它还包括有如下步骤：1)用预制的一端带有封头且固定在旋转架上的半筒状罐体模具分别成型2个一端带有封头内壁的半筒状的罐体内壁；2)在步骤1)成型的封头内壁上进行封头中空层和封头外壁的加工，固化成型为一端带有封头的半筒状的罐体内壁，然后脱模；3)将步骤2)脱模的2个半筒状罐体内壁的凹面相对对接，半筒状罐体内壁一端的封头与其对接的另一半筒状罐体的悬空端密封粘接固定，拼接成一个两端带有封头且密闭式的筒状罐体内壁；4)在步骤3)所述筒状罐体内壁上依次加工罐体中空层和罐体外壁；成型为所述双壁储油...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄其忠，胡照会，张林文，高红成，彭玉刚，黄勇，
申请(专利权)人：北京玻钢院复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11