隨著纏繞技術的提高、工藝的改進，大型貯罐廣泛應用于化工生產中。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。玻璃鋼貯罐根據所用貯存或運輸?shù)慕橘|不同選用不同樹脂體系作為粘結劑，通過改變樹脂系統(tǒng)或采用不同的纖維增強材料調整玻璃鋼貯罐產品的物理化學性能，通過貯罐結構層厚度、纏繞角和壁厚的設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計和制造工藝過程。
　　一、玻璃鋼貯罐的防腐結構
　　玻璃鋼貯罐的耐腐蝕性可根據使用條件設計，因此能滿足耐腐蝕介質的使用要求，其防腐結構主要包括四層。
　　1.內襯層。內表層的功能是抵抗介質腐蝕，是防腐蝕結構的主要組成部分。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滲漏。過渡層通常含有1200g/﹏的短切原絲氈。
　　3.結構層。結構層是貯罐的主要結構，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。外表層是貯罐結構層的外保護層，主要功能是保護結構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
　　根據制品的使用條件，貯罐中貯存質量分數(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。增強材料根據貯罐的使用要求及經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嚴格按照制定配方進行，配料容器應保持干燥、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計極為重要。在筒體和封頭的結合拐角處設計成一定的圓弧過渡區(qū)，并進行有效補強，加強逐層遞減，避免截面上突變產生應力集中。
　　1.貯罐封頭成型。貯罐封頭結構主要包括內襯層和結構層。貯罐封頭內襯層成型。①根據工作的環(huán)境條件、溫度制定合適的的樹脂配方，配置內襯層的樹脂，要求含膠量達到90%以上，一次配料量要根據制造進度和用量而定。膠液的配置需根據現(xiàn)場的工作條件及時調整配置。②內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，根據鋪層設計要求進行內襯層噴射成型。③檢驗。內襯層樹脂含量高，具有很好的防腐防滲作用。如果發(fā)現(xiàn)缺陷，應采取補救措施。④內襯深度固化，脫模。貯罐封頭結構層成型。封頭結構層采用噴槍噴射紗與玻璃布鋪設交替進行。
　　2.貯罐筒體成型。貯罐筒體結構主要包括內襯層、過渡層和結構層。貯罐筒體內襯層和過渡層主要起防腐防滲作用。筒體內襯成型與封頭內襯成型工藝及原材料相同，采用噴槍噴射成型，鋪設完畢后檢驗、深度固化。內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，但含膠量要求比內襯層低，達到70%即可。貯罐筒體結構層。貯罐筒體結構層采用連續(xù)纖維纏繞成型，通過設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整纏繞設備及纏繞參數(shù)，通過調整內襯轉速及纖維張力，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備，纏繞成型設備選擇計算機控制纏繞成型設備，在使用設備前需完成一些準備工作包括纏繞設備的檢驗、調試和線型相關程序的輸入。認真檢查纏繞成型設備運轉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調節(jié)纖維的張力，用張力器測量纖維張力，并調節(jié)張力控制機構。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按設計要求進行設定線型的纏繞，纏繞時通過調節(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品表面多余的膠液刮掉。在纏繞封底與筒體拐角應力集中區(qū)時，需用短切纖維氈局部加強，注意調整纏繞角及封頭包角，減少應力集中。④生產過程中保持整個生產現(xiàn)場清潔衛(wèi)生。纏繞中應不斷調節(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備上的膠液。⑤當纏繞貯罐的厚度達到設計要求的厚度時停止纏繞，卸下產品，準備固化。產品的固化。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速度，縮短固化時間，縮短生產周期，提高生產率。本設計選用1℃，既可以提高生產周期，提高生產率，又不至于影響玻璃鋼制品的質量。保溫時間由樹脂發(fā)生聚合反應所需的時間和傳熱時間決定，冷卻階段降溫速度要恒定，防止使制品產生內應力，并且要盡量縮短生產周期。
　　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鍵層，嚴格使用設計樹脂配方，保證樹脂含量及設計厚度，不允許有氣泡、干斑等直觀缺陷；本次設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可以耐多種酸、堿、鹽和有機溶劑，主要應用于石油、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計性，設計靈活性大，結合先進的施工工藝可使玻璃鋼貯罐罐壁結構性能優(yōu)異，而且玻璃鋼貯罐的檢修費用低。