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1 通用要求
• (1)纤维增强塑料压力容器不可用于盛装毒性危害程度为极度或者高度危害介质和液化气体。
• (2)纤维增强塑料压力容器的设计,应当将纤维增强材料的铺层设计与强度、刚度计算同步进行;
• (3)纤维增强塑料压力容器的器壁应当由内衬层、结构层和外保护层组成;在强度计算时,只考虑结构层的承压强度,在计算外压失稳、自重载荷时按照压力容器总厚度进行计算;
• (4)应当考虑复合材料的各向异性以及由于材料老化引起的材料性能衰减;
• (5)纤维增强塑料压力容器的设计温度取介质的工作温度,并且不得低于-54℃。
2设计类型
• 纤维增强塑料压力容器的设计分为以下三种类型,设计者应当根据设计参数、设计方法、制造工艺等确定设计类型并且在设计文件(设计总图)中注明:
• (1)Ⅰ型高压压力容器,采用手糊、喷射成型工艺制造时其设计压力不超过1MPa,采用缠绕成型工艺制造不进行极孔包络时设计压力不超过10MPa,采用缠绕成型工艺制造并进行极孔包络时设计压力不超过20MPa;工作温度不超过65℃时取设计温度为65℃,工作温度超过65℃时设计温度不得超过120℃,并且所用树脂的玻璃化温度应当高于设计温度20℃以上;
• (2)Ⅱ型容器,筒体必须采用缠绕成型工艺,封头可采用手糊、喷射或者缠绕成型;采用规则设计法时,内压与内径乘积不得大于2.4MPa·m,设计内压不得大于1.6MPa,的设计内径不得大于4.8m;采用分析设计法时或者采用规则设计法与分析设计法结合设计时,设计压力不得大于0.6MPa,内径不得大于4m;设计温度不得超过120℃,并且所用树脂的玻璃化温度应当高于设计温度20℃以上;
• (3)Ⅲ型容器,必须采用缠绕成型工艺并且进行极孔包络制造,其设计压力不超过100MPa并且不得低于20MPa;设计温度不超过85℃,并且所用树脂的玻璃化温度应当高于设计温度20℃以上。
3设计方法及安全系数
• (1)Ⅰ型容器,应当制作原型容器,对原型容器进行10万次的压力疲劳实验,压力波动范围从常压至设计压力,疲劳试验完成后,进行压力试验,试验压力不得小于6倍设计压力,容器在试验过程中不得渗漏、破裂;
• (2)Ⅱ型容器,采用规则设计法或者规则设计法与分析设计法相结合的设计方法,并且用声发射检测方法验收;Ⅱ型容器设计安全系数需要考虑载荷条件、成型工艺、使用环境、温度、预期使用年限、材料离散等因素,无法进行声发射检测时应当提高安全系数;采用应变控制准则设计时,设计许用应变不得大于0.1%,外压安全系数不得小于5.0;
• (3)Ⅲ型容器,应当制作原型容器,根据设计条件决定是否进行疲劳试验,疲劳试验完成后,进行压力试验,采用碳纤维制造时试验压力不低于设计压力的2.25倍,采用玻璃纤维制造时试验压力不低于设计压力的3.5倍,容器在试验过程中不得渗漏、破裂。
4铺层设计
• 纤维增强塑料压力容器的铺层设计至少包括以下内容:
• (1)纤维及其制品类型;
• (2)树脂体系及配比;
• (3)铺层的次序、方向和层数;
• (4)成型工艺(含固化工艺);
• (5)树脂含量(里量比)。
5 粘接设计
• 粘接设计应当保证粘接接头许用承载力不低于接头处环向、轴向和剪切载荷。
6耐压试验
• 试验一般采用液压试验,试验介质应当为清洁水或者其他合适液体;对于不适合液压试验的压力容器,可采用气压试验。
• 试验内压不得低于1.1倍设计内压,试验外压不得低于1倍设计外压。
• Ⅱ型容器,耐压试验时应当进行声发射检测。当无法进行声发射检测时,试验内压不得低于1.25倍设计内压,试验外压不得低于1.1倍设计外压但不得超过0.1MPa。

 

 


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