《纤维增强塑料设备和管道工程技术规范 GB51160-2016》

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《纤维增强塑料设备和管道工程技术规范 GB51160-2016》

中华人民共和国国家标准
纤维增强塑料设备和管道工程技术规范

Technical code for fibre reinforced plastics equipment and piping engineering


GB 51160-2016

主编部门：中国工程建设标准化协会化工分会

批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期：2016年8月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第1026号


住房城乡建设部关于发布国家标准《纤维增强塑料设备和管道工程技术规范》的公告

    现批准《纤维增强塑料设备和管道工程技术规范》为国家标准，编号为GB 51160-2016，自2016年8月1日起实施。其中，第3．4．2、3．4．3(1)、7．1．3(3)条(款)为强制性条文，必须严格执行。

    本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。


中华人民共和国住房和城乡建设部
2016年1月4日
前言

    本规范根据住房城乡建设部《关于印发<2013年工程建设国家标准规范制订、修订计划>的通知》(建标[2013]6号)的要求，由中国石油和化工勘察设计协会、上海富晨化工有限公司会同有关单位共同编制完成。

    本规范在编制过程中，编制组开展了调查研究、试验和验证，总结了我国纤维增强塑料设备和管道工程技术的应用经验，参考和借鉴国际标准和国外先进标准，在广泛征求意见的基础上，最后经审查定稿。

    本规范共分11章和11个附录，主要内容包括总则，术语，基本规定，材料，设备设计，管道设计，制造，质量控制与检验，标志、包装、运输、贮存，安装，工程验收等。

    本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

    本规范由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国工程建设标准化协会化工分会负责日常管理，由上海富晨化工有限公司负责具体技术内容的解释。本规范执行过程中如有意见或建议，请寄送上海富晨化工有限公司(地址：上海市徐汇区漕溪路251号5-21B ；邮政编码：200235)。

    本规范主编单位、参编单位、参加单位、主要起草人和主要审查人：

   
主编单位：中国石油和化工勘察设计协会

              上海富晨化工有限公司

   
参编单位：石家庄开发区技源科技有限公司

              新疆鹏远新材料股份有限公司

              华东理工大学

              中国五环工程有限公司

              中石化南京工程有限公司

              中国恩菲工程技术有限公司

              冀州中意复合材料股份有限公司

              江西铜业集团公司贵溪冶炼厂

              常州华科聚合物股份有限公司

              金川集团工程建设有限公司

              中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院

              亚什兰(中国)投资有限公司

              中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司

              中冶东方工程技术有限公司

              河北衡兴环保设备工程有限公司

              全国化工施工标准化管理中心站

   
参加单位：泰山玻璃纤维有限公司

              重庆国际复合材料有限公司

              广东纤力玻璃钢有限公司

              德阳市双全玻璃钢制品有限公司

   
主要起草人：陆士平 李国树 王磊 侯锐钢 唐文勇 王正助 俞群 赵爱君 兰丽琴 刘肃 江先龙 卢跃池 王天堂 曾邵 居远勤 蒋国贤 张维秀 苑野 赖晓冬 黎大胜 牛春良 郭全国 芦天 赵桂芹 高尚文 李烨

   
主要审查人：陈博 倪礼忠 朱四荣 郭文强 沙垣 张诗光 王强华 张林文 吕会敏 王建东 吉利

1 总则

1 总则

1．0．1 为提高纤维增强塑料设备和管道工程应用技术水平，做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量，制定本规范。

1．0．2 本规范适用予采用缠绕、喷射和手糊工艺成型的整体纤维增强塑料设备和管道的设计、制造、安装和工程质量验收。

1．0．3 本规范不适用于下列纤维增强塑料设备和管道的设计：

    1 运输槽罐、地埋容器、贮罐和双壁罐；

    2 不规则形状(非回转体)的容器、贮罐和塔器；

    3 盛装剧毒或放射性化学物质的设备和管道；

    4 埋地给排水管道；

    5 烟囱和烟道；

    6 油气田集输管道。

1．0．4 纤维增强塑料设备和管道在工程应用中，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

 

2 术语

2 术语

2．0．1 单元 unit

    单层板的每单位纤维增强材料面积质量(kg／㎡)和单位宽度(mm)乘积的倒数，单位为1／(mm·kg／㎡)；或层合板的单位宽度(mm)的倒数，单位为1／mm。

2．0．2 单元拉伸强度 unit tensile strength

    单层板的单位宽度、单位纤维增强材料面积质量下的极限拉伸载荷，单位为N／(mm·kg／㎡)。

2．0．3 单元拉伸模量 unit tensile modulus

    单层板的单位宽度、单位纤维增强材料面积质量下的拉伸载荷与对应应变的比值，单位为N／(mm·kg／㎡)。

2．0．4 层合板单元拉伸强力 tensile load carrying capacity of a laminate

    单位宽度层合板的极限拉伸载荷，单位为N／mm。

2．0．5 层合板单元拉伸刚度 laminate unit tensile stiffness

    单位宽度层合板的拉伸载荷与对应应变的比值，单位为N／mm。

2．0．6 结构层设计厚度 design thickness of structural layer

    铺层中主要承受载荷的结构计算厚度，它不包括内衬层和外表层的厚度。

2．0．7 设计厚度 design thickness

    包括结构层设计厚度、内衬层和外表层厚度在内的整个铺层厚度。

2．0．8 简化失效包络线 simplified failure envelope

    各向异性材料双向应力失效曲线的简化折线。

2．0．9 气泡 air bubble

    铺层中因空气滞留而形成的空洞。

2．0．10 缺口 chip

    铺层边缘或表面的小块破损。

2．0．11 龟裂 crazing

    铺层表面的不规则细微裂纹。

2．0．12 干斑 dry spot

    纤维没有被树脂充分浸透的区域。

2．0．13 纤维外露 exposed fibre

    铺层表面或边缘纤维裸露。

2．0．14 凹坑 pit

    铺层表面弹坑似的区域。

2．0．15 划痕 scratch

    铺层表面的划伤或浅痕。

2．0．16 褶皱 wrinkle

    因模具形状不规则或结构层重叠引起的铺层表面波浪状。

 

3 基本规定

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3．1 一般规定

3 基本规定

3．1 一般规定

3．1．1 纤维增强塑料设备的设计压力范围应符合下列规定：

    1 当直径小于或等于4m时，设计内压不应大于1．0MPa，且设计内压与直径的乘积不应大于2．4MPa·m，设计外压不应大于0．1MPa；

    2 当直径大于4m时，设计内压不应大于2．0kPa，设计外压不应大于0．5kPa。

3．1．2 纤维增强塑料管道的设计压力范围应符合下列规定：

    1 当直径小于或等于600mm时，设计内压不应大于1．0MPa；

    2 当直径大于600mm、小于或等于1200mm时，设计内压不应大于0．6MPa；

    3 外压不应大于0．1MPa。

3．1．3 当纤维增强塑料设备、管道的设计压力和直径不符合本规范第3．1．1条和第3．1．2条规定的范围时，材料性能应经试验确定。

3．1．4 纤维增强塑料设备的设计温度范围宜为—40℃～＋120℃，管道的设计温度范围宜为—30℃～＋110℃。当不符合此设计温度范围时，材料的性能应经试验确定。

 

3．2 功能要求

3．2 功能要求

3．2．1 当纤维增强塑料设备和管道有阻燃性能要求时，应采用阻燃树脂或添加阻燃剂。

3．2．2 当纤维增强塑料设备和管道有防静电性能要求时，应采用导电碳纤维或添加导电填料等措施，且连续表面电阻率不应大于1．0x10
⁶Ω或体积电阻不应大于1．0×10
⁶Ω·m。静电接地应符合现行行业标准《石油化工静电接地设计规范》SH 3097的有关规定。

3．2．3 当纤维增强塑料设备和管道有耐磨性能要求时，应在树脂中添加耐磨填料或采取其他技术措施。

3．2．4 当纤维增强塑料设备和管道有食品卫生要求时，应符合现行国家标准《玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂食品容器》GB／T 14354和《食品容器及包装材料用不饱和聚酯树脂及其玻璃钢制品卫生标准分析方法》GB／T 5009．98的有关规定。

 

3．3 设计条件与文件

3．3 设计条件与文件

3．3．1 纤维增强塑料设备和管道工程设计委托方提供的设计条件应包括下列内容：

    1 介质的组分和特性；

    2 工作压力、工作温度、液位高度、流速和接管载荷等工艺操作参数；

    3 工艺过程说明；

    4 几何参数、管口方位和支撑形式；

    5 环境温度、抗震设防烈度、风和雪载荷等使用地的自然条件；

    6 其他条件。

3．3．2 纤维增强塑料设备和管道制造前，制造方应具备设计任务书、计算书、设计图、设计说明书等设计文件。

3．3．3 设计图、设计说明书应包括下列内容：

    1 工程名称、类别，设计、制造所依据的主要法规、规范和产品标准；

    2 工作压力、工作温度、介质的组分、特性、流速、毒性和爆炸危害程度；

    3 设计温度，设计压力和风、雪、地震载荷；

    4 主要原材料的类型、牌号和规格；

    5 设备直径、高度、容积和管道直径、长度等主要特性参数及偏差控制范围；

    6 纤维增强塑料设备和管道的铺层顺序、层数、厚度及偏差控制范围；

    7 吊耳、支撑和爬梯等附件；

    8 纤维增强塑料设备和管道铭牌的位置；

    9 包装、运输和安装要求；

    10 检测要求。

 

3．4 过压保护

3．4 过压保护

3．4．1 本规范中所有设备应采取过压保护措施。

3．4．2 与大气相通设备的过压保护必须符合下列规定：
    1 应在顶部开口，并应直接与大气连通；
    2 通气口截面积不得小于设备进口和出口尺寸(净流通面积)之间的较大值；
    3 通气口严禁密闭；
    4 应安装溢流口，溢流口的截面积不得小于进口尺寸。

3．4．3 不与大气相通设备的过压保护应符合下列规定：


    1 对操作过程出现超压的设备，应安装超压泄放装置；
    2 超压泄放装置设置应符合现行国家标准《压力容器 第1部分：通用要求》GB 150．1的有关规定。

 

4 材料

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4．1 一般规定

4 材 料

4．1 一般规定

4．1．1 纤维增强塑料设备和管道的选材应按材料的力学性能、耐化学性能、物理性能和工艺性能等方面进行计算、评估、试验和验证。

4．1．2 纤维增强塑料设备和管道所用原材料应有《材料安全数据说明书》。

 

4．2 原材料

4．2 原材料

4．2．1 纤维增强塑料设备和管道所用树脂宜选用不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂和环氧树脂。当选用其他类型树脂时，其性能应经试验确定。

4．2．2 纤维增强塑料设备和管道所用树脂应符合下列规定：

    1 树脂应满足使用工况条件和成型工艺要求；

    2 树脂应与增强材料匹配；

    3 内衬层和结构层宜选用同种树脂；

    4 不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂应与选用的引发剂、促进剂匹配；

    5 环氧树脂应与选用的固化剂匹配。

4．2．3 树脂的质量应符合下列规定：

    1 不饱和聚酯树脂的质量应符合现行国家标准《纤维增强塑料用液体不饱和聚酯树脂》GB／T 8237的有关规定；

    2 乙烯基酯树脂的质量应符合现行国家标准《乙烯基酯树脂防腐蚀工程技术规范》GB／T 50590的有关规定；

    3 环氧树脂的质量应符合现行国家标准《双酚A型环氧树脂》GB／T 13657的有关规定；

    4 树脂浇铸体性能宜符合表4．2．3的规定：

表4．2．3 树脂浇铸体性能

注：T
_d代表设计温度。

    5 树脂的耐腐蚀性能可按树脂的耐腐蚀数据、已有的应用经验、现场挂片或实验室试验和验证等方法确定，其评估方法应符合本规范附录A的规定。

4．2．4 纤维增强塑料设备与管道所用的增强材料宜选用玻璃纤维及其制品、碳纤维及其制品、合成纤维及其制品。当选用其他类型增强材料时，其性能应经试验确定。

4．2．5 纤维增强塑料设备和管道的增强材料应符合下列规定：

    1 增强材料应满足使用工况条件和成型工艺要求；

    2 纤维表面处理采用的偶联剂应与树脂匹配；

    3 设备筒体、管道之间连接所用纤维增强材料的类型应与设备筒体、管道的增强材料一致。

4．2．6 玻璃纤维及其制品宜选用短切原丝毡、纤维布、缠绕纱、喷射纱、缝编织物和表面毡，其质量应符合下列规定：

    1 短切原丝毡的质量应符合现行国家标准《玻璃纤维短切原丝毡和连续原丝毡》GB／T 17470的规定；

    2 纤维布的质量应符合现行国家标准《玻璃纤维无捻粗纱布》GB／T 18370的规定；

    3 缠绕纱和喷射纱的质量应符合现行国家标准《玻璃纤维无捻粗纱》GB／T 18369的规定；

    4 缝编织物的质量应符合现行国家标准《玻璃纤维缝编织物》GB／T 25040的规定；

    5 表面毡的含水率不应大于0．2％，单位面积质量宜为(30～50)g／㎡。

4．2．7 碳纤维及其制品的质量应符合现行国家标准《聚丙烯腈基碳纤维》GB／T 26752和《经编碳纤维增强材料》GB／T 30021的有关规定。

4．2．8 在不同腐蚀介质条件下，纤维增强塑料设备与管道内衬层和外表层的增强材料宜按表4．2．8选用。

表4．2．8 内衬层和外表层的增强材料选型

注：1 S代表合成纤维或碳纤维，C代表耐化学玻璃纤维，E代表无碱玻璃纤维，E-CR代表耐酸玻璃纤维；

        2 腐蚀介质的分类应符合本规范附录B的规定。

 

4．3 单层板和层合板性能

4．3 单层板和层合板性能

4．3．1 纤维增强塑料设备和管道的纤维增强塑料单层板力学性能宜通过铺层实测法确定。当采用铺层计算法时，玻璃纤维增强塑料单层板性能应符合下列规定：

    1 单层板材料的力学性能应按表4．3．1-1取值。

表4．3．1-1 玻璃纤维增强塑料单层板材料的力学性能

注：1 表中ξ为玻璃纤维布的经向占总纤维质量的比例；

        2 表中θ为缠绕角，代表纤维缠绕方向与筒体或管道轴向x的夹角。

    2 缠绕角度与纤维缠绕层环向和轴向单元拉伸模量宜按表4．3．1-2取值。

表4．3．1-2 缠绕角度与纤维缠绕层环向和轴向单元拉伸模量

3 缠绕角度与纤维缠绕层泊松比宜按表4．3．1-3取值。

表4．3．1-3 缠绕角度与纤维缠绕层泊松比

注：1 x为筒体或管道轴向，y为筒体或管道环向；

        2 泊松比v
_yx是计算由y方向应力引起的x方向应变，泊松比v
_xy是计算由x方向应力引起的y方向应变。

    4 单层板的玻璃纤维质量含量应符合下列规定：

        1)短切原丝毡宜为25％～35％；

        2)纤维布宜为45％～55％；

        3)纤维缠绕纱宜为60％～75％。

4．3．2 纤维增强塑料层合板的力学性能参数可按层合板理论的铺层计算法或铺层实测法进行计算，并应符合下列规定：

    1 当缺少实测参数或历史数据时，应采用下列铺层计算法计算：

        1)层合板的单元拉伸刚度和单元拉伸强力应分别按下列公式计算：

式中：X
_1am——层合板的单元拉伸刚度(N／mm)；

          U
_1am——层合板的单元拉伸强力(N／mm)；

          n
_i——第i单层板的层数；

          W
_i——第i单层板的纤维单位面积质量(kg／㎡)；

          X
_i——第i单层板的单元拉伸模量[N／(mm·kg／㎡)]；采用纤维缠绕层，当缠绕角小于15°、计算环向拉伸模量时，应取值为0；当缠绕角大于75°、计算轴向拉伸模量时，应取值为0；

          U
_i——第i单层板的单元拉伸强度[N／(mm·kg／㎡)]。

        2)层合板的拉伸模量应按下列公式计算：

式中：E
_1am——层合板的拉伸模量(MPa)；

          t
_d——层合板的结构层计算厚度(mm)；

          t
_i——第i层单层板的结构计算厚度(mm)；

          m
_g——第i层单层板的纤维质量百分含量值；

          W
_i——第i单层板的纤维单位面积质量(kg／㎡)；

          ρ
_r——树脂固化后的密度(kg／m³)；

          ρ
_g——纤维的密度(kg／m³)。

        3)层合板的弯曲模量应按下列公式计算：

式中：E
_b——层合板的弯曲模量(MPa)；

          W
_i——第i单层板的纤维单位面积质量(kg／㎡)；

          X
_i——第i单层板的单元拉伸模量[N／(mm·kg／㎡)]；

          h
_i——第i层单层板的中心与层合板中心(图4．3．2)的距离(mm)；

          h
₀——层合板的中性面与层合板中心的距离(mm)。

图4．3．2 第i层单层板的中心与层合板中心的距离h_i示意图

    2 当采用铺层实测法时，单层板和层合板性能检测应符合下列规定：

        1)试验样板应按设计铺层制作，每个检测项目的加工试样不应少于15个；

        2)单层板和层合板性能检测项目应符合表4．3．2-1的规定；

表4．3．2-1 单层板和层合板性能检测项目

注：“√”表示应检项目，“○”表示宜检项目，“—”表示无需检测项目。

        3)试样数据的置信度应按下列公式计算：

式中：J
_1am——预设铺层性能的典型值；

         
J——预设铺层实测性能的平均值；

          t——t分布临界值，可按表4．3．2-2取值；

          s——标准偏差；

          J——实测数值；

          N——试样数量。

表4．3．2-2 t分布临界值

Ⅰ 设备设计安全系数与许用应变

4．3．3 设备力学性能的设计安全系数确定应符合下列规定：

    1 设计安全系数应按下列公式计算：

式中：K——设计安全系数，不得小于6．0；

          F——屈曲安全系数，不得小于4．0；

          K
₁——材料性能的试验和验证分项设计系数；

          K
₂——化学环境的分项设计系数；

          K
₃——设计温度和树脂热变形温度(HDT)影响的分项设计系数；

          K
₄——层合板长期性能的分项设计系数。

    2 当无法确定分项设计系数时，设计安全系数不得低于10．0，屈曲安全系数不得低于5．0。

4．3．4 材料性能的试验和验证分项设计系数K1的取值应符合下列规定：

    1 当设计所用层合板力学性能值采用铺层计算法确定、单层板性能采用本规范表4．3．1-1中的性能值时，K
₁的取值应符合下列规定：

        1)当有18个月内制造同类层合板设计的产品业绩，并有可接受的该产品性能的历史数据时，K
₁应取2．0；

        2)当有12个月内制造同类层合板设计的产品业绩，并有可接受的该产品性能的历史数据时，K
₁应取1．5；

        3)当有12个月内制造同类层合板设计的产品业绩，并对单层板性能采用5个数据一组的试验验证，获得5个试样的平均值和去掉5个试样中最大值、最小值后的3个试样的平均值，两个平均值的小者应大于本规范表4．3．1-1中的性能值时，K
₁应取1．3；

        4)当有12个月内制造同类层合板设计的产品业绩，并对设计所用层合板力学性能采用5个数据一组的试验验证，获得5个试样的平均值和去掉5个试样中最大值和最小值后的3个试样的平均值，两个平均值的小者应大于设计所用层合板力学性能值时，K
₁应取1．2。

    2 当设计所用层合板力学性能值采用铺层计算法确定、单层板性能采用铺层实测法确定或单层板性能采用原有的铺层实测法数据，但对该单层板性能采用5个数据一组的试验验证，获得5个试样的平均值和去掉5个试样中最大值和最小值后的3个试样的平均值，两个平均值的小者应大于该单层板性能数据时，K
₁应取1．1。

    3 当设计所用层合板力学性能值采用铺层实测法，并从试验室模拟试样上取样，每项性能检测数据不应少于15个进行试验验证时，K
₁应取1．1。

    4 当设计所用层合板力学性能值采用铺层实测法，并从设备样品上取样，每项性能检测数据不应少于15个进行试验验证时，K
₁应取1．0。

4．3．5 化学环境的分项设计系数K
₂的取值应符合本规范附录A的规定。

4．3．6 设计温度和树脂热变形温度HDT影响的分项设计系数K
₃应按下式计算，且K
₃取值范围应为1．0～1．4：

式中：T
_d——设计温度；

          HDT——树脂的热变形温度。

4．3．7 层合板长期性能的分项设计系数K4应按表4．3．7取值，并应符合下列规定：

    1 当同时采用短切原丝毡、纤维布、纤维缠绕纱制造层合板时，K
₄值应按主要纤维成分取值；

    2 当计算屈曲安全系数F时，K
₄值应采用弯曲值；

    3 当计算设计安全系数K，载荷中同时有拉伸和弯曲时，K
₄值应取拉伸值。

表4．3．7 层合板长期性能的分项设计系数K₄

4．3．8 设备层合板许用应变和许用单元载荷的确定应符合下列规定：

    1 树脂的许用应变值ε
_ar应按下式计算，且不得大于表4．3．8-1中的规定值：

式中：ε
_ar——树脂的许用应变值(％)；

          ε
_r——树脂浇铸体的断裂延伸率(％)。

表4．3．8-1 树脂的许用应变值

树脂种类	许用应变值（％）
乙烯基酯树脂	0.27
不饱和聚酯树脂	0.23

    2 层合板的许用应变值应按下式计算：

式中：ε
_1am——层合板的许用应变值；

          X
_1am——层合板的单元拉伸刚度(N／mm)，应按本规范式(4．3．2-1)确定；

          K——设计安全系数，应按本规范式(4．3．3-1)确定；

          U
_1am——层合板的单元拉伸强力(N／mm)，应按本规范式(4．3．2-2)确定。

    3 设备层合板的许用应变ε
_d应取式(4．3．8-1)和式(4．3．8-2)计算值中的小值。当无法确定式(4．3．8-1)和式(4．3．8-2)计算值时，许用应变应按0．001取值。

    4 当设备试压时，树脂的测试应变值ε
_test不得大于表4．3．8-2的规定值：

表4．3．8-2 树脂的测试应变值

树脂种类	测试应变值（％）
乙烯基酯树脂	0.35
不饱和聚酯树脂	0.30

    5 设备层合板的许用单元载荷应按下式计算：

式中：[q]——设备层合板的许用单元载荷(N／mm)。

    6 设备层合板的许用剪切应力应按下式计算：

式中：[τ]——设备层合板的许用剪切应力(MPa)；

          τ——设备层合板的剪切强度(MPa)，可按现行国家标准《纤维增强塑料冲压式剪切强度试验方法》GB／T 1450．2的规定检测获取；当无检测值时，可取50；

          K——设计安全系数，应按本规范第4．3．3条的规定取值。

Ⅱ 管道许用应力与许用应

4．3．9 管道的层合板许用应力应为层合板的弹性模量乘以许用应变，层合板的弹性模量应按本规范第4．3．2条的规定取值，层合板的许用应变应按指定值法或长期性能测试法确定。许用应力值的确定应符合下列规定：

    1 当采用指定值法确定许用应变时，在不包括水压试验载荷的偶然短时载荷和包括热膨胀载荷的持续载荷工况下，应取本条计算的许用应力值；

    2 当采用长期性能测试法确定许用应变时，在不包括热膨胀载荷的持续载荷工况下，应取本条计算的许用应力值；

    3 当采用长期性能测试法确定许用应变时，在包括热膨胀载荷的持续载荷工况下，应按本条计算许用应力值的125％确定；

    4 当采用长期性能测试法确定许用应变时，在偶然短时载荷和不包括热膨胀载荷的持续载荷工况下，应按本条计算许用应力值的133％确定。

4．3．10 当采用指定值法时，在腐蚀环境和温度条件下管道层合板许用应变的确定应符合下列规定：

    1 腐蚀环境的划分应按设定化学环境下浸泡非受力试样的弯曲强度损失率确定，并应符合下列规定：

        1)试样厚度应为4mm～6mm，应按模拟制品的流程进行固化，并应在设计温度下整体浸泡6个月；

        2)腐蚀环境Ⅰ时，相对于初始弯曲强度，其强度损失应小于或等于20％；

        3)腐蚀环境Ⅱ时，相对于初始弯曲强度，其强度损失应大于20％，并应小于或等于50％；

        4)当试样弯曲强度损失大于50％时，应更换树脂或纤维。

    2 温度条件的划分应由树脂的热变形温度HDT与设计温度之间的差值确定，并应符合下列规定：

        1)温度条件Ⅰ时，设计温度应小于或等于(HDT—40)℃；

        2)温度条件Ⅱ时，设计温度应小于或等于(HDT—20)℃，并应大于(HDT—40)℃。

    3 当腐蚀环境和温度条件确定后，腐蚀环境和温度条件与应变等级应按表4．3．10-1的规定选用：

表4．3．10-1 腐蚀环境和温度条件与应变等级

腐蚀环境	温度条件
	Ⅰ	Ⅱ
Ⅰ	1级	2级
Ⅱ	3级	4级

    4 当应变等级确定后，应变等级与许用应变值应按表4．3．10-2的规定选用：

表4．3．10-2 应变等级与许用应变值

    5 当采用多层纤维缠绕结构、缠绕角度在±15°和±75°之间时，应进行各向异性弹性计算，层合板的应变值不得大于许用应变值。当不进行各向异性弹性计算时，许用应变值不应大于0．0009。

4．3．11 当采用长期性能测试法时，试验应符合现行国家标准《玻璃纤维增强塑料夹砂管》GB／T 21238的有关规定，试样端部应为自由端密封，其环向许用应变值应按下式计算：

式中：ε
_d——设计寿命下的许用应变值；

          D
_i——进行长期性能测试的管道试样内径(mm)；

          p
_97.5——设计寿命下97．5％置信下限的失效内压(MPa)；

          X
_1am——试样的层合板单元拉伸刚度(N／mm)。当无此值时，可按现行国家标准《玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法》GB／T 2577对试样进行烧蚀试验，得到每一个试样的纤维单位面积质量和铺层结构，其平均值再按本规范式(4．3．2-1)计算；

          K——设计安全系数，不应小于1．5。

4．3．12 当疲劳载荷的循环次数大于1000次或应力波动范围大于20％的许用应力时，按本规范表4．3．10-2选用的许用应变值或按本规范式(4．3．11)计算的许用应变值还应再除以疲劳修正系数K
_n，K
_n应按下式计算：

式中：K
_n——疲劳修正系数；

          n——设计寿命期内的应力循环次数；

          A
_σ——在一个疲劳循环内的应力波动范围；

          σ
_n——在一个疲劳循环内的最大应力。

4．3．13 管道层合板的许用应变值应小于树脂断裂延伸率的10％。

4．3．14 当采用长期性能测试法确定层合板的许用应变值并计算得到许用应力值时，应进行管道和管件的简化失效包络线计算和判定，并应符合下列规定：

    1 长期性能测试法得到短期环向失效应力σ
_sh及长期保留率R，且按现行国家标准《纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法》GB／T 5349得到的轴向拉伸强度值σ
_sa、双轴应力比r应分别按下列公式计算：

式中：σ
_sh——长期性能测试法得到短期环向失效应力(MPa)；

          σ
_sa——短期轴向拉伸强度值(MPa)，可按现行国家标准《纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法》GB／T 5349检测取值；

          t——进行长期性能测试的管道试样结构层壁厚(mm)；

          R——长期保留率(％)；

          p
_{L，97.5％LCL}——设计寿命L时97．5％置信下限的失效内压(MPa)；

          p
_{6，97.5％LCL}——外推曲线回退到6min时97．5％置信下限的失效内压(MPa)；

          r——双轴应力比，可按式(4．3．14-3)计算，当无数据时，部件的缺省双轴应力比值可按表4．3．14选择。

表4．3．14 缺省双轴应力比值

    2 简化失效包络线的数据计算应包括纯内水压作用状态(2：1)的许用环向应力σ
_ah(2:1)、许用轴向应力σ
_al(2:1)、纯轴向拉伸状态(0：1)的许用轴向应力σ
_al(0:1)，并应分别按下列公式计算：

式中：σ
_ah(2:1)——纯内水压作用状态(2：1)的许用环向应力(MPa)；

          σ
_al(2:1)——纯内水压作用状态(2：1)的许用轴向应力(MPa)；

          σ
_al(0:1)——纯轴向拉伸状态(0：1)的许用轴向应力(MPa)；

          K——设计安全系数，不应小于1．5。

    3 由式(4．3．14-4)～式(4．3．14-6)计算的三个应力值连接成的折线应为简化失效包络线(图4．3．14)，管道的安全性应根据轴向和环向应力计算值在简化失效包络线内来确定。

图4．3．14 简化失效包络线示意图

1-简化失效包络线

 

5 设备设计

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5．1 一般规定

5 设备设计

5．1 一般规定

5．1．1 设备设计压力的确定应符合下列规定：

    1 内压设备的设计压力应按设定的设备顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设备的基本设计载荷条件，其值不得低于工作压力；

    2 外压设备的设计压力应取不小于在正常工作过程中任何时间内产生的最大内外压力差，且不应大于0．1MPa；

    3 真空设备的设计压力应为0．1MPa。

5．1．2 设备计算压力应为在相应设计温度下用以确定设备元件厚度的压力，且应包括液柱压力等附加载荷。

5．1．3 设备设计温度应为在正常工作情况下设定的设备最高或最低使用温度。

5．1．4 设备设计应包括筒体、封头强度计算，二次粘接、开孔及补强计算，接管及其他部件的连接结构、螺栓连接、鞍座及支撑结构形式。

5．1．5 设备设计可采用规则设计法、分析设计法、试验验证设计法。当采用规则设计法和分析设计法时，设计安全系数不得小于6．0，屈曲安全系数不得小于4．0。当采用试验验证设计方法时，失效压力不得小于6倍设计压力。

5．1．6 设备的铺层设计应包括纤维及制品类型，树脂体系及配合比，铺层的次序、方向和层数，成型和固化工艺，树脂或纤维含量及允许偏差。

5．1．7 设备的筒壁由内衬层、结构层和外表层组成，并应符合下列规定：

    1 内衬层应由内表面层与次内层组成，厚度不应小于2．5mm，且应符合下列规定：

        1)内表面层应采用表面毡，树脂含量应大于85％，厚度不应小于0．3mm；

        2)次内层宜采用短切原丝毡、缝编织物、喷射纱，树脂含量不应低于65％。

    2 结构层可选用缠绕纱、短切原丝毡、缝编织物、喷射纱、纤维布等单一或几种增强材料的组合，可选用缠绕、喷射和手糊工艺成型，且应符合下列规定：

        1)结构层厚度应由计算确定；

        2)结构层采用玻璃纤维时，其含量应符合本规范第4．3．1条第4款的规定。

    3 外表层的设计应符合下列规定：

        1)当设备暴露在腐蚀环境时，应采用表面毡增强，树脂含量不应低于85％；

        2)当有防紫外线照射要求时，所用树脂应添加紫外线吸收剂；

        3)外表面层的最外层应采用无空气阻聚树脂或胶衣树脂；

        4)外表面层厚度不宜小于0．3mm。

5．1．8 计算强度时，不应计入内衬层和外表层厚度；计算外压失稳、自重载荷时应按设备总厚度计入。

5．1．9 当钢制环形支座与壳体粘接成整体刚性支承时，设备使用温度不宜大于60℃。

 

5．2 载荷和作用

5．2 载荷和作用

5．2．1 设备的设计载荷应包括下列内容：

    1 内压、外压或最大压差；

    2 工作和试验条件下的液柱静压力；

    3 内件和填料的设备自重，正常工作条件下或耐压试验状态下内装介质的重力载荷；

    4 附属设备和隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台重力载荷；

    5 风载荷、地震载荷和雪载荷；

    6 偏心载荷；

    7 局部载荷；

    8 冲击载荷；

    9 温度梯度或热膨胀量引起的作用力；

    10 人员安装和操作时产生的载荷，可按均布载荷1．5kN／㎡计算；

    11 其他短期载荷。

5．2．2 风载荷、地震载荷和雪载荷应符合下列规定：

    1 各地区基本风压值可按《全国基本风压分布图》或当地气象部门资料确定，并不应低于现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定，且不应小于300N／㎡；

    2 抗震设防烈度应包括设计地震分组、地震加速度，并应根据当地气象资料确定，且不应低于现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定；

    3 雪载荷应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定。

5．2．3 局部载荷应包括支座、支耳及其他附件对设备壳体局部区域的反作用力，管道、阀门及其他容器构件产生的连接载荷。

5．2．4 冲击载荷应包括压力急剧波动引起的冲击载荷、流体冲击引起的反力、运输和吊装时产生的附加载荷。

5．2．5 短期载荷应包括风载荷、雪载荷、地震载荷、人员载荷和安装载荷。

5．2．6 设备所承受的各项载荷应计入安装、水压试验、正常工作状态下及非正常工作条件下最不利的组合。载荷的组合可按表5．2．6确定。

表5．2．6 载荷的组合

注：1 设计时可按设备具体状态，对表中组合进行增删；

        2 取“风载荷”和“地震载荷＋25％风载荷”两者中的较大值。

 

5．3 结构计算

5．3 结构计算

5．3．1 纤维增强塑料设备应对圆筒、圆锥壳、锥形封头、凸形封头、平板、法兰和地锚元件进行结构计算。

5．3．2 受内压圆筒设备的载荷计算应符合下列规定：

    1 最大环向单元载荷应按下列公式计算：

式中：q
_Φ——最大环向单元载荷(N／mm)；

          p
_D——计算压力(MPa)；

          D——设备内径(mm)；

          PS——最大允许压力(MPa)；

          PH——液柱静压力(MPa)。

    构成圆筒壁厚的层合板环向承载能力应满足下式要求：

式中：[q
_Φ]——构成受内压圆筒壁厚的层合板环向许用单元载荷(N／mm)。

    2 组合轴向载荷计算应符合下列规定：

        1)由内压引起的轴向单元载荷应按下列公式计算：

式中：q
_x,p——由内压引起的轴向单元载荷(N／mm)；

          p
_D——计算压力(MPa)，当筒体受压时应按式(5．3．2-5)计算，当筒体受拉时应按式(5．3．2-6)计算；

          P
_e——短期的压力载荷(MPa)；

          K
₄——层合板长期性能的分项设计系数，应按本规范表4．3．7取值。

        2)由风、雪载荷或地震载荷引起的弯矩而产生的轴向单元载荷应按下列公式计算：

式中：q
_x,m——由风、雪载荷或地震载荷引起的弯矩而产生的轴向单元载荷(N／mm)；

          M
_D——计算弯矩(N·mm)，当筒体受压时应按式(5．3．2-8)计算，当筒体受拉时应按式(5．3．2-9)计算；

          M——弯矩(N·mm)；

          M
_e——短期的弯矩载荷(N·mm)。

        3)由设备自重、介质、检修附加载荷引起的轴向单元载荷应按下列公式计算：

式中：q
_X,W——由设备自重、介质重量和检修附加载荷引起的轴向单元载荷(N／mm)；

          M
_D——计算重量(N)，当筒体受压时应按式(5．3．2-11)计算，当筒体受拉时应按式(5．3．2-12)计算；

          W——重量(N)；

          W
_e——短期的负重载荷(N)。

    组合轴向单元载荷q
_x应为式(5．3．2-4)、式(5．3．2-7)、式(5．3．2-10)的值之和，同时应计入载荷方向。

        4)筒体受压轴向载荷应按下式计算：

式中：q
_x,c——筒体受压轴向单元载荷(N／mm)；

          q
_x,M——由于弯矩引起的轴向单元载荷(N／mm)；

          q
_x,p——由压力引起的轴向单元载荷(N／mm)；

          q
_x,w——计算点上方由设备自重、介质、检修附加载荷引起的轴向单元载荷(N／mm)。

        5)筒体受拉轴向载荷应按下式计算：

式中：q
_x——筒体受拉轴向单元载荷(N／mm)；

          q
_x,w——计算点下方由容器自重、介质、检修附加载荷引起的轴向单元载荷(N／mm)。

        6)构成圆筒壁厚的层合板轴向受压载荷q
_x,c应符合本规范第5．3．3条的规定，层合板轴向受拉承载能力应满足下式要求：

式中：[q
_x]——构成受内压圆筒壁厚的层合板轴向受拉许用单元载荷(N／mm)。

5．3．3 受外压圆筒设备的载荷计算应符合下列规定：

    1 圆筒体的轴向压缩临界屈曲载荷应按下列公式计算：

式中：u
_c——圆筒体的轴向临界单元屈曲载荷(N／mm)；

          E
_Φb——环向弯曲模量(MPa)；

          E
_x——轴向弯曲模量(MPa)；

          t——层合板厚度(mm)；

          D——设备的内径(mm)；

          k——计算系数，筒体上无开孔时按式(5．3．3-2)计算；对于带开孔的筒体或裙座壳，当满足式(5．3．3-3)时，k值应按式(5．3．3-4)计算；当满足式(5．3．3-5)时，k值应按式(5．3．3-6)计算；

          d
_co——开孔的直径(mm)。

    圆筒壁厚的层合板的轴向受压承载能力应满足下式要求：

式中：F——屈曲安全系数；

          q
_x,c——筒体轴向受压单元载荷(N／mm)。

    2 受外压圆筒的临界环向屈曲压力应按下列公式计算：

式中：p
_c——受外压圆筒的临界环向屈曲压力(MPa)；

          L
_S——计算长度(mm)，应为圆筒上两相邻支撑线之间的距离。当筒体上无加强圈时，应取筒体总长度加上每个凸形封头曲面深的1／3(图5．3．3-1)；当筒体上有加强圈时，应取相邻两个加强圈中心线之间的最大距离(图5．3．3-2)；筒体上有加强圈时，取圆筒第一个加强圈中心线与凸形封头切线间的距离加凸形封头曲面深的1／3(图5．3．3-2)；当圆筒与锥壳相连接，连接处可作为支撑线时，取连接处与相邻支撑线间的最大距离为锥壳段的计算长度(图5．3．3-3)。

图5．3．3-1 无加强圈筒体的计算长度

1-切线点

图5．3．3-2 带加强圈筒体的计算长度

1-切线点；2-加强圈的中心线

图5．3．3-3 圆筒与锥壳相连接时锥壳段的计算长度

1-切线点；2-加强圈的中心线

式中：q
_x,c——筒体受压轴向单元载荷(N／mm)，应按式(5．3．2-13)计算取值；

          u
_c——圆筒体的轴向压缩单元屈曲载荷(N／mm)，应按式(5．3．3-1)计算取值；

          p
_c——受外压圆筒的临界环向屈曲压力(MPa)。

    4 当采用带内部或外部加强圈的方法缩短筒体计算长度比本条第2款计算得到更薄的筒体厚度时，临界屈曲压力计算应符合下列规定：

1)总的临界屈曲压力应按下列公式计算：

式中：p
_c——总的临界屈曲压力(MPa)，应采用m＝2、3等试算后找到最小值；

          E
_Φb——圆柱壳环向弯曲模量(MPa)；

          E
_x——圆柱壳轴向弯曲模量(MPa)；

          m——环向屈曲波数；

          E
_s——加强圈的环向弯曲模量(MPa)；

          I
_s——加强圈的截面惯性矩(mm
⁴)；

          L
_S——2个加强圈之间的距离(mm)，当加强圈之间的距离不是等距时，应取加强圈间距的平均值；

          t
_c——圆筒体带加强圈区域的厚度t
_c1(图5．3．3-4)或t
_c2(图5．3．3-5)的较小值；

          λ——壳参数。

式中：D
_S——加强圈的中性轴直径(mm)。

        3)实心加强圈尺寸可按图5．3．3-4确定。计算中所用的圆筒体的有效宽度L应满足下列公式：

式中：b
_s——加强圈外沿宽度(mm)，取值应满足式(5．3．3-17)、式(5．3．3-18)、式(5．3．3-19)的要求。

图5．3．3-4 实心加强圈结构

        4)空心或包覆加强圈结构，按式(5．3．3-12)计算时，其基本尺寸应按图5．3．3-5确定：

图5．3．3-5 空心或包覆加强圈结构

1-填充物(泡沫)或开口的；t
_c-平均厚度

    5 加强圈应整圈围绕在圆筒体的圆周上，并应粘接紧密。

5．3．4 圆锥壳和锥形封头(图5．3．4-1、图5．3．4-2)的设计应符合下列规定：

    1 转角半径不得小于连接处的圆筒体直径的6％；

    2 当压力为—600Pa～＋6500Pa时，可采用无折边结构；

    3 当压力大于＋6500Pa或小于或等于—600Pa时，应采用带折边结构，其锥顶角不应大于150°；

    4 锥顶角大于150°的锥形封头应按平盖设计，其计算应符合本规范第5．3．20条、第5．3．22条～第5．3．24条的规定；

    5 在转角区域柱壳和圆锥壳上的应力集中衰减的长度应按下式计算：

式中：L
_c——应力集中衰减的长度(mm)；

          t
_k——圆锥壳上的厚度(mm)；

          Φ——半锥顶角。

5．3．5 受内压的圆锥壳载荷设计应符合下列规定：

    1 受内压圆锥壳壁厚的层合板环向单元载荷应按下式计算：

    2 受内压的圆锥壳转角区域的轴向单元载荷应按下列公式计算：

        1)受内压带折边的圆锥壳壁厚的层合板(本规范图5．3．4-1)轴向单元载荷应按下式计算：

式中：q
_x1——带折边的圆锥壳的轴向单元载荷(N／mm)；

          K
_c1——带折边圆锥壳的应力集中系数应按表5．3．5-1的规定取值。

表5．3．5-1 带折边圆锥壳的应力集中系数K_c1

    带折边的圆锥壳的壁厚的层合板轴向单元载荷应满足下式要求：

式中：[q
_x]——构成带折边的圆锥壳壁厚的层合板轴向许用单元载荷(N／mm)。

        2)受内压无折边的圆锥壳壁厚的层合板(本规范图5．3．4-2)轴向单元载荷应按下式计算：

式中：q
_x2——无折边的圆锥壳的轴向单元载荷(N／mm)；

          K
_c2——无折边圆锥壳的应力集中系数，应按表5．3．5-2的规定取值。

表5．3．5-2 无折边锥壳的应力集中系数K_c2

    无折边的圆锥壳的壁厚的层合板的轴向单元载荷应满足下式要求：

式中：[q
_x]——无折边的圆锥壳壁厚的层合板轴向许用单元载荷(N／mm)。

5．3．6 受外压的圆锥壳载荷设计应符合下列规定：

    1 受外压圆锥壳壁厚的层合板强度应满足本规范式(5．3．5-2)要求的环向单元承载能力。

    2 受外压的圆锥壳径向稳定性应按下列公式计算：

式中：p
_c——临界径向屈曲压力(MPa)；

          L
_S——锥形壳的有效长度或加强筋之间的距离(mm)(本规范图5．3．3-3)；

          D
_m——锥形部平均直径(mm)。

    受外压的圆锥壳径向稳定性应满足下式要求：

    3 受外压的圆锥壳的轴向临界压缩载荷(图5．3．6)应按下列公式计算：

式中：u
_c——临界轴向单元压缩载荷(N／mm)；

          k——系数；

          q
₁、q
₂——外压作用下的圆锥壳几何形状变化(图5．3．6)处在轴向力Nx1和Nx2的作用下的单元轴向压力(N／mm)。

图5．3．6 外压作用下的圆锥壳

    受外压的圆锥壳的轴向压缩载荷应满足下式要求：

式中：q
_x——构成受外压的圆锥壳轴向单元压缩载荷(N／mm)。

    4 组合的轴向和径向单元压缩载荷应满足下式要求：

式中：p
_c——临界径向单元屈曲压力(N／mm)；

          u
_c——轴向单元压缩载荷(N／mm)。

5．3．7 受内压锥形封头(图5．3．7)轴向单元载荷计算应符合下列规定：

图5．3．7 锥形封头

式中：q
_x——转角处层合板的轴向单元载荷(N／mm)；

          α
_b——结构特征系数；

          β
_b——结构特征系数。

    受内压锥形封头在转角处的层合板轴向单元载荷应满足下式要求：

式中：[q
_x]——构成受内压锥形封头在转角处的层合板轴向许用单元载荷(N／mm)。

式中：p
_c——临界径向屈曲压力(MPa)；

          E
_b——锥形封头结构的弯曲模量(MPa)。

    受外压锥形封头的稳定性校核应满足下式要求：

5．3．9 凸形封头应包括半球形封头(图5．3．9-1)和椭圆形或碟形封头(图5．3．9-2)。当选用椭圆形或碟形封头时，封头球面部分的内半径应为0．8D≤R＜D，且封头转角内半径应为0．1D≤r＜0．25D。

图5．3．9-1 半球形封头

5．3．10 受内压的凸形封头的单元载荷计算应符合下列规定：

    1 椭圆形封头和碟形封头转角区域的单元载荷应按下式计算：

图5．3．9-2 椭圆形、碟形封头

式中：q
_k,p——椭圆形封头和碟形封头转角区域的单元载荷(N／mm)；

          K
_d——椭圆形封头和蝶形封头转角处的集中系数，应按表5．3．10查取。

表5．3．10 椭圆形封头和蝶形封头转角区域的集中系数K_d

    2 碟形封头和半球形封头的球面区域单元载荷应按下式计算：

式中：q
_p——碟形封头和半球形封头的球面区域单元载荷(N／mm)；

          R——球面区域半径(mm)。

    3 当碟形封头转角区域的层合板厚度大于球面区域的层合板厚度时，封头上转角区域和壳体上的加强段长度应按下式计算：

式中：L
_c——封头上转角区域和壳体上的加强段长度(mm)；

          t
_k——转角段的厚度(mm)。

    4 受内压凸形封头壁厚的层合板承载能力应满足下式要求：

式中：[q
_p]——构成椭圆形封头和碟形封头壁厚的层合板许用单元载荷(N／mm)。

5．3．11 受外压的凸形封头稳定性应校核，临界屈曲压力应按下式计算：

5．3．12 平底设备设计时，基础应平整，底板上附件的允许支撑间隙应满足设置支撑板的要求。

5．3．13 当平底设备转角区域(图5．3．13)的转角半径r＞30mm或r／D＞0．05时，转角区域的最大轴向单元载荷计算应符合下列规定：

图5．3．13 平底设备转角区域

1-填充区域；2-坡度

    1 由液柱静压力加上超压载荷组成的内压产生的单元载荷应按下列公式计算：

式中：q
_xk,1——由液柱静压力加上超压载荷组成内压产生的转角区域最大轴向单元载荷(N／mm)；

          k
_p——结构特征系数，不得小于0．22。

    2 圆柱形壁在轴向上的单元载荷应按下列公式计算：

式中：q
_xk,2——圆柱形壁在轴向上的单元载荷(N／mm)；

          ∑
_qx,i——静载荷、风载荷、重力载荷等导致的轴向单元载荷组合(N／mm)；

          k
_n——结构特征系数，取绝对值。

    3 载荷之间的组合q
_xk应按下列公式计算，并应取较大值：

    4 完全支撑平底设备的罐底转角区域层合板应按下列公式计算后，还应符合本规范式(5．3．2-3)的要求：

式中：q
_xkmax——转角区域的最大轴向单元载荷(N／mm)；

          [q
_xk]——转角区域的轴向许用单元载荷(N／mm)。

5．3．14 当平底设备转角区域(本规范图5．3．13)的转角半径r≤30mm或r／D≤0．05时，转角区域的最大轴向单元载荷计算应符合下列规定：

    1 由液柱静压力加上超压载荷组成的内压产生的最大轴向单元载荷应按下列公式计算：

式中：q
_xk,1——由液柱静压力加上超压载荷组成的内压产生的轴向单元载荷(N／mm)，当t
_b1≤t
_k时，应按式(5．3．14-1)计算；当t
_b1＞t
_k时，应按式(5．3．14-2)计算；

          q
_xkmax——转角区域的最大轴向单元载荷(N／mm)。

    2 转角区域层合板的承载能力除应满足下式外，还应满足本规范式(5．3．2-3)的要求：

5．3．15 设备的开孔处应补强，在开孔周围应设置圆盘形的补强板。接管结构和开孔补强计算应符合下列规定：

    1 设备开孔处补强的接管结构应包括齐平型接管(图5．3．15-1)和贯穿式接管(图5．3．15-2)。

图5．3．15-2 贯穿式接管

    2 开孔处的最大单元载荷应按下列公式计算：

式中：q
_max——开孔处的最大单元载荷(N／mm)；

          q——未开孔壳体的最大单元载荷(N／mm)；

          v
_A——载荷集中系数；

          d
_c——壳／封头上的开孔直径(mm)；

          t
_c——接管处的壳体的厚度(mm)。

    3 开孔处的最大单元载荷应满足下式要求：

式中：[q] _1am——壳体层合板的许用单元载荷(N／mm)；

          [q] _c——补强层层合板材料的许用单元载荷(N／mm)。

    4 补强层合板的宽度可按下式计算，且应大于100mm：

式中：l
_a——补强层合板的宽度(mm)；

          t
_a——接管处所需的总补强厚度。

    5 补强最小内侧铺层应符合下列规定：

        1)当开孔直径小于或等于50mm时，内侧铺层应包括内衬层和不少于一层的300g／㎡短切原丝毡；

        2)当开孔直径大于50mm且小于或等于150mm时，内侧铺层应包括内衬层和两层450g／㎡短切原丝毡；

        3)当开孔直径大于150mm时，内侧铺层应包括内衬层和不少于3层的450g／㎡短切原丝毡。

    6 接管增强包覆层(图5．3．15-3)的最小厚度应为3层450g／㎡短切毡，长度不应小于75mm。

5．3．16 补强层的拉伸、剪切载荷应按下列公式校核：

式中：q
_b——补强层的拉伸单元载荷(N／mm)；

          τ′
_1ap——补强层的剪切应力(MPa)；

          τ
_1ap——层合板补强层的搭接剪切强度(MPa)，当采用玻璃纤维增强材料时，可按本规范表4．3．1-1的规定取值或按本规范附录L的规定检测获取；

          K——设计安全系数，可按本规范第4．3．3条的规定取值；

          t
_over——补强厚度(mm)。

图5．3．15-3 接管增强包覆层

1-填充区域；2-补强层；3-增强包覆层

5．3．17 设备封头与筒体以及筒体之间的接缝(图5．3．17)应符合下列规定：

图5．3．17 接缝结构示意图

1-内包覆层；2-树脂胶泥；3-外包覆层；4-主层合板

    1 接缝包覆层的承载能力不应小于所连接筒体在环向和轴向两个方向上的载荷；

    2 接缝包覆层过渡区的坡度不应大于1：6；

    3 接缝包覆层长度L
_j应按下式计算：

式中：L
_j——接缝包覆层长度(mm)；

          K——设计安全系数，按本规范第4．3．3条的规定取值；

          q——外壳中的环向或轴向的最大单元载荷(N／mm)；

          τ
_1ap——二次粘接层合板包覆层的搭接剪切强度(MPa)，当采用玻璃纤维增强材料时，可按本规范表4．3．1-1的规定取值。

    4 包覆层长度应符合下列规定：

        1)当包覆层厚度小于或等于6mm时，最小长度应为100mm；

        2)当包覆层厚度大于6mm时，最小长度应为150mm；

        3)包覆层长度不宜小于包覆层厚度的20倍。

5．3．18 设备组成部分的平板应包括矩形、圆形、扇形和三角形，矩形平板的边界分类应符合下列规定：

    1 四边筒支应为A类；

    2 四边固支应为B类；

    3 一条长边简支，另三边固支应为C类；

    4 一条短边简支，另三边固支应为D类。

5．3．19 矩形平板的弯矩计算应符合下列规定：

    1 受均布载荷作用下矩形平板的弯矩应按下式计算：

式中：M
_p——受均布载荷作用的矩形平板弯矩(N·mm／mm)；

          β
₁——受均布载荷作用的矩形平板计算常数，按表5．3．19-1查取；

          p——矩形平板上的均布载荷(MPa)；

          b——矩形平板上的短边的长度(mm)。

表5．3．19-1 受均布载荷作用的矩形平板计算常数

    2 受0到p1线性变化静液压载荷作用的矩形平板弯矩应按下式计算：

式中：M
_p——受静液压作用的矩形平板的弯矩(N·mm／mm)；

          β
₁——受静液压作用的矩形平板计算常数，可按表5．3．19-2查取；

          p
₁——矩形平板上的线性变化载荷的最大值(MPa)；

          b——矩形平板上的短边的长度(mm)。

表5．3．19-2 受0到p₁线性变化静液压载荷作用的矩形平板计算常数

    3 A类的中心受集中载荷作用的矩形平板弯矩应按下式计算：

式中：M
_p——A类的中心受集中载荷作用的矩形平板的弯矩(N·mm／mm)；

          β
₂——受均布载荷作用的矩形平板计算常数，按表5．3．19-3查取；

          r
₁——矩形平板上集中载荷作用的范围半径(mm)；

          b——矩形平板上的短边的长度(mm)；

          W——矩形平板上集中载荷(N)。

    4 B类的中心受集中载荷作用的矩形平板弯矩应按下式计算：

式中：M
_p——B类的中心受集中载荷作用的矩形平板的弯矩(N·mm／mm)；

          β
₃——受均布载荷作用的矩形平板计算常数，按表5．3．19-3查取；

          W——矩形平板上集中载荷(N)。

表5．3．19-3 中心受集中载荷作用的矩形平板计算常数

5．3．20 圆形平板的弯矩计算应符合下列规定：

    1 受均布载荷作用周边简支的圆形平板弯矩应按下式计算：

式中：M
_p——受均布载荷作用的圆形平板的弯矩(N·mm／mm)；

          p
_D——圆形平板上的均布载荷(MPa)；

          d
_p——圆形平板的计算直径(mm)。

    2 受均布载荷作用周边固支的圆形平板弯矩应按下式计算：

式中：M
_p——受均布载荷作用的圆形平板的弯矩(N·mm／mm)；

          p
_D——圆形平板上的均布载荷(MPa)；

          d
_p——圆形平板的计算直径(mm)。

    3 中心受集中载荷作用周边简支的圆形平板弯矩应按下式计算：

式中：M
_p——中心受集中载荷作用的周边简支圆形平板的弯矩(N·mm／mm)；

          W——圆形平板上的集中载荷(MPa)；

          r
₁——圆形平板上集中载荷作用的范围半径(mm)；

          d
_p——圆形平板的计算直径(mm)。

    4 中心受集中载荷作用周边固支的圆形平板弯矩应按下列公式计算，并应取其大值：

式中：M
_p——中心受集中载荷作用的周边固支圆形平板的弯矩(N·mm／mm)；

          W——圆形平板上的集中载荷(MPa)；

          r
₁——圆形平板上集中载荷作用的范围半径(mm)；

          d
_p——圆形平板的计算直径(mm)。

5．3．21 受均布载荷作用的扇形或三角形平板的弯矩应按下式计算：

式中：M
_p——受均布载荷作用的扇形或三角形平板的弯矩(N·mm／mm)；

          β——受均布载荷作用的扇形或三角形平板计算常数，按表5．3．21查取；

          p
_D——扇形或三角形平板上的均布载荷(MPa)；

          r
_p——扇形平板的半径或三角形平板的边长(mm)。

表5．3．21 受均布载荷作用的扇形或三角形平板计算常数


5．3．22 当平板上承受包括内压、真空、液柱静压力、风载荷、雪载荷、局部集中载荷的弯矩载荷及各种载荷最苛刻组合的作用时，平板的设计弯矩应按下式计算：

式中：M
_D——平板的设计弯矩(N·mm／mm)；

          M
_p——按本规范式(5．3．19-1)～式(5．3．19-4)、式(5．3．20-1)～式(5．3．20-5)和式(5．3．21)计算的平板内由均布或集中载荷引起的弯矩(N·mm／mm)；

          M
₁——作用在平板上的局部弯矩(N·mm／mm)；

          M
_s——作用在平板上的雪载荷(N·mm／mm)；

          M
_w——作用在平板上的风载荷(N·mm／mm)；

          K
₄——层合板长期性能的分项设计系数，按本规范表4．3．7取值。

5．3．23 载荷作用下平板的单位面积增强材料的计算应符合下列规定：

    1 当采用短切原丝毡作为平板的增强材料时，单位面积的短切原丝毡质量应按下式计算：

式中：m
_CSM——以短切原丝毡作为平板的增强材料时，单位面积的短切原丝毡质量(kg／㎡)；

          M
_D——平板的设计弯矩(N·mm／mm)；

          u
_CSM——短切原丝毡单层板的单元设计载荷[N／mm·(kg／㎡)]；

          t
_g——单位面积质量的短切原丝毡单层板厚度[mm／(kg／㎡)]。

    2 采用螺栓连接的法兰盖(图5．3．23-1)时，单位面积增强材料应按下式计算：

图5．3．23-1 螺栓连接的法兰盖

1-钢法兰；2-层合板法兰盖；3-垫片；4-钢法兰；5-螺栓

式中：m
_CSM——以短切原丝毡作为平板的增强材料时，单位面积的短切原丝毡质量(kg／㎡)；

          p
_D——法兰盖的设计均布载荷(MPa)；

          u
_CSM——短切原丝毡单层板的单元设计载荷[N／mm·(kg／㎡)]；

          d
_m——法兰盖的螺栓孔中心圆直径(mm)；

          t
_g——单位面积质量的短切原丝毡单层板厚度[mm／(kg／㎡)]。

    3 采用螺栓连接的法兰盖(图5．3．23-2)时，单位面积增强材料应按下式计算：

图5．3．23-2 螺栓连接的法兰盖

1-层合板法兰盖；2-垫片；3-钢法兰；4-螺栓

式中：m
_CSM——以短切原丝毡作为平板的增强材料时，单位面积的短切原丝毡质量(kg／㎡)；

          p
_D——法兰盖的设计均布载荷(MPa)；

          u
_CSM——短切原丝毡单层板的单元设计载荷[N／mm·(kg／㎡)]；

          d
_b——法兰盖的螺栓孔中心圆直径(mm)；

          t
_g——单位面积质量的短切原丝毡单层板厚度[mm／(kg／㎡)]。

5．3．24 平板的厚度计算应符合下列规定：

    1 载荷作用下矩形平板的最小厚度应按下式计算：

式中：t
_min——矩形平板的最小厚度(mm)；

          α
₁——常数，按本规范表5．3．19-1或表5．3．19-2查取；

          α
₂——常数，按本规范表5．3．19-3查取；

          p
₁——矩形平板上的线性变化载荷的最大值(MPa)；

          p——矩形平板上的均布载荷(MPa)；

          E
_b——矩形平板的弯曲模量(MPa)；

          W——矩形平板上的集中载荷(MPa)；

          b——矩形平板上的短边长度(mm)。

    2 载荷作用下周边简支圆形平板的最小厚度应按下式计算：

式中：t
_min——圆形平板的最小厚度(mm)；

          E
_b——圆形平板的弯曲模量(MPa)；

          W——圆形平板上的集中载荷(MPa)；

          p
_D——圆形平板上的设计压力(MPa)；

          d
_p——圆形平板上的直径(mm)。

    3 载荷作用下周边固支圆形平板的最小厚度应按下式计算：

式中：t
_min——圆形平板的最小厚度(mm)；

          E
_b——圆形平板的弯曲模量(MPa)；

          W——圆形平板上的集中载荷(MPa)；

          d
_p——圆形平板上的直径(mm)；

          p
_D——圆形平板上的设计压力(MPa)。

    4 受均布载荷作用的扇形或三角形平板的最小厚度应按下式计算：

式中：t
_min——受均布载荷作用的扇形或三角形平板的最小厚度(mm)；

          E
_b——扇形或三角形平板的弯曲模量(MPa)；

          p
_D——扇形或三角形平板上的设计压力(MPa)；

          α——常数，由本规范表5．3．21查取。

5．3．25 卧式容器设计应符合本规范附录C的有关规定。

5．3．26 法兰设计应符合本规范附录D的有关规定。

5．3．27 地锚设计应符合本规范附录E的有关规定。

 

5．4 结构设计

5．4 结构设计

5．4．1 平底设备设计应符合下列规定：

    1 可按整体罐底(图5．4．1-1)和承插式罐底(图5．4．1-2)分类；

    2 设备底部除开孔外，设备基础应完整；

    3 安装在室外及遭受风、地震等载荷的平底设备应锚固(图5．4．1-3)，可按锚固形式设计；

    4 直径小于或等于1200mm的设备，其底部转角半径不得小于25mm，直径大于1200mm的设备，其底部转角半径不得小于38mm；

    5 整体罐底(图5．4．1-1)的坡度不应大于1：6。

5．4．2 支腿式支座可分为固定式(图5．4．2-1)和分体式(图5．4．2-2)，结构设计应符合下列规定：

    1 当设备直径小于或等于1500mm、筒体高度小于或等于2000mm，介质比重小于或等于1．2时，可采用支腿式支座；

    2 支腿式支座不应直接与设备凸形封底相连接；

    3 分体式支腿式支座与设备的结合面应铺设耐腐蚀橡胶垫(图5．4．2-2)。

图5．4．2-2 分体式支腿式支座

1-筒体；2-外包覆层；3-树脂胶泥；4-耐腐蚀橡胶垫；5-支腿

5．4．3 环式支座结构(图5．4．3-1、图5．4．3-2)应符合下列规定：

    1 与环式支座结合部位的筒壁应加强；

    2 环式支座应与设备结合紧密。

5．4．4 悬挂式支座结构应符合下列规定：

    1 当容器、贮罐等设备通过建筑物的楼板或通过具有环状托架或牛腿结构支承时，宜采用悬挂式支座(图5．4．4-1、图5．4．4-2)；

图5．4．4-1 悬挂式支座1

1-筒体；2-包覆层，坡度不大于1：6；3-环向钢板；4-耳座立板；5-耳座底板；6-楼板或支承环；7-内部覆盖层

图5．4．4-2 悬挂式支座2

1-结构件；2-环形梁；3-容器或槽壁；4-橡胶垫；5-立柱

    2 支承部位应采取加强措施。

5．4．5 裙式支座设计应符合下列规定：

    1 裙座支承与壳体应粘接成整体刚性支承；

    2 结构形式可分为纤维增强塑料制裙式支座(图5．4．5-1)和钢制裙座(图5．4．5-2)。

图5．4．5-1 纤维增强塑料制裙式支座结构图

1-筒体；2-内包覆层；3-转角加强层；4-外包覆层1；5-树脂胶泥；6-外包覆层2；7-裙座；8-凸形封头

图5．4．5-2 钢制裙座结构图

1-筒体；2-锯齿形钢制圆筒；3-径向钢板条；4-环向钢板条；5-凸形封头；6-加强钢板；7-钢管；8-钢管；9-钢板；10-立筋；11-底板

5．4．6 鞍式支座设计应符合本规范附录C的有关规定。

5．4．7 设备的封头与筒体及筒体间的连接应符合下列规定：

    1 接缝形式可采用固定式连接或可拆式连接；

    2 固定式连接应采用对接连接(图5．4．7-1)或承插连接(图5．4．7-2)；

图5．4．7-1 对接连接

1-内包覆层；2-树脂胶泥；3-外包覆层；4-层合板

图5．4．7-2 承插连接

1-内包覆层；2-树脂胶泥；3-外包覆层；4-层合板

    3 可拆式连接宜采用法兰连接(图5．4．7-3)，法兰连接应采用耐介质腐蚀的垫片和紧固件；

图5．4．7-3 法兰连接

1-垫片；2-紧固件；3-筒体

    4 法兰连接可采用内包覆层(图5．4．7-4)；

图5．4．7-4 有内包覆层的法兰连接

1-内包覆层

    5 封头与壳体或壳体与壳体可采用对接连接(图5．4．7-5)；

    6 锥形封头与筒体间可采用对接连接(图5．4．7-6)；

    7 碟形、半圆形、椭圆形等凸形封头与筒体间可采用对接连接(图5．4．7-7)。

5．4．8 设备开孔补强设计应符合下列规定：

    1 受外压设备开孔和接管应按承受内压的要求设计，压力值应采用内压或外压的较大值；

图5．4．7-7 凸形封头与筒体对接连接

1-筒体；2-转角加强层；3-树脂胶泥填充；4-内部粘接层；5-凸形封头

    2 圆柱壳上的最大开孔尺寸不宜大于筒体直径的30％；

    3 凸形封头的开孔位置应在筒体直径40％为半径的范围内，最大开孔尺寸不宜大于筒体直径的50％；

    4 接管不宜设置在凸形封头的转角区域。

5．4．9 接管及开孔补强结构应符合下列规定：

    1 当接管内径db大于100mm时，可采用下列接管形式，其中，接管加强筋板的所有圆角半径不应小于6mm：

        1)平齐接管(图5．4．9-1)；

图5．4．9-1 平齐接管

1-法兰或凸缘；2-钢制活套法兰盘；3-外包覆层；4-纤维／树脂填充；5-壳体；6-内包覆层

        2)内伸接管(图5．4．9-2)；

图5．4．9-2 内伸接管

1-法兰或凸缘；2-钢制活套法兰盘；3-外包覆层；4-纤维／树脂填充；5-壳体；6-内包覆层

        3)底部接管(图5．4．9-3)；

图5．4．9-3 底部接管

1-法兰或凸缘；2-钢制活套法兰盘；3-外包覆层；4-纤维／树脂填充；5-壳体；6-内包覆层

        4)放空接管(图5．4．9-4)；

图5．4．9-4 放空接管

1-法兰或凸缘；2-钢制活套法兰盘；3-外包覆层；4-壳体；5-内包覆层

        5)接管加强筋板(图5．4．9-5)。

图5．4．9-5 接管加强筋板

1-填充物；2-包覆层

    2 当接管内径d
_b小于或等于100mm时，可在管口处设置加强支撑板，并可采用下列接管形式：

        1)接管板式支撑板(图5．4．9-6)；

图5．4．9-6 接管板式支撑板

1-法兰与接管；2-四块均布的纤维增强板；3-包覆层

        2)接管圆锥形支撑板(图5．4．9-7)。

图5．4．9-7 接管圆锥形支撑板

1-检查孔；2-内包覆层；3-外包覆层

5．4．10 加强圈结构应符合下列规定：

    1 加强圈应为完整圆环，应与筒壁完全连接，并应紧密粘接为一体；

    2 加强圈应符合设计所需刚度；

    3 加强圈的截面可采用矩形、圆形、半圆形或三角形；

    4 加强圈可设置在壳体的内侧或外侧。

5．4．11 进液管和出液管的接管结构应符合下列规定：

    1 易腐蚀、磨损及易堵塞料液的进液管，可按插入罐内的进液管(图5．4．11-1)和易于更换的进液管(图5．4．11-2)分类；

    2 易燃又不导电料液的进液管应插入液体中，深度宜为筒体高度的2／3，管端口的角度θ宜为45°～60°，在筒体内进液管的上部应开设直径不小于5mm的防虹吸小孔(图5．4．11-3)或上部应设计成敞开结构(图5．4．11-4)；

    3 易燃料液的进液管应沿罐壁设置并插入液体中(图5．4．11-5)；

图5．4．11-5 沿罐壁敷设的进液管

1-进液管；2-封头；3-筒壁；4-罐底；5-小孔

    4 进液管、出液管(图5．4．11-6、图5．4．11-7)管道的切割边应采用耐腐蚀树脂封边。

图5．4．11-6 出液管1

1-筒壁；2-加强板；3-出液管；4-接管内包覆层；5-转角内包覆层；6-基础垫层；7-基础

图5．4．11-7 出液管2

1-筒壁；2-支撑板；3-接管；4-外包覆层；5-内覆层

5．4．12 设备人孔的设置应符合下列规定：

    1 直径大于900mm的设备宜设置人孔；

    2 高度超过1800mm的设备宜在侧壁和顶部分别设置人孔(图5．4．12)；

图5．4．12 人孔结构形式

1-筒壁；2-紧固件；3-垫片；4-接管；5-外包覆层；6-内包覆层；7-人孔盖

    3 当人孔受压超过0．07MPa时，人孔盖宜为拱形；

    4 设备筒壁与人孔连接处的内侧应采用不少于4层短切原丝毡和1层表面毡的铺层。

5．4．13 螺栓连接法兰盖可采用整体法兰形式(图5．4．13-1)或活套法兰形式(图5．4．13-2)。

5．4．14 设备配件设计应符合下列规定：

    1 所有设备配件设计的局部应变不得大于许用应变；

    2 内部配件的材料特性应满足使用条件，与介质接触部分应采用内衬层树脂；

    3 设备应设置吊耳或其他安全加载和现场安装的附件；

    4 当有搅拌装置或其他外部驱动设备时，应设置独立支承。

5．4．15 立式敞口贮罐等设备顶部的加强法兰规格应符合本规范附录F的有关规定。

图5．4．13-1 整体法兰的法兰盖形式

1-紧固件；2-密封垫片；3-法兰；4-纤维增强塑料板；5-钢压板(环)

图5．4．13-2 活套法兰的法兰盖形式

1-紧固件；2-密封垫片；3-活套法兰盘；4-接管与凸缘；5-纤维增强塑料板；6-钢压板(环)

 

6 管道设计

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6．1 一般规定

6 管道设计

6．1 一般规定

6．1．1 管道设计压力的确定应符合下列规定：

    1 一条管道及每个组成件的设计压力不应小于运行中的内压或外压与温度相耦合时最苛刻条件下的压力。

    2 最苛刻条件应为强度计算中管道组成件需要最大厚度及最高公称压力时的参数。

    3 下列特殊条件的管道设计压力应与本条第1款比较，并应取两者的较大值：

        1)输送制冷剂、液化烃类等气化温度低的流体管道设计压力不应小于阀被关闭或流体不流动时在最高环境温度下汽化所能达到的最高压力；

        2)离心泵出口管道的设计压力不应小于吸入压力与扬程相应压力之和；

        3)没有压力泄放装置或与压力泄放装置隔离的管道设计压力不应低于流体可达到的最大压力。

    4 真空管道应按受外压设计。当装有安全控制装置时，设计压力应取1．25倍最大内外压力差或0．1MPa两者中的低值；无安全控制装置时，设计压力应取0．1MPa。

    5 装有泄压装置的管道设计压力不应小于泄压装置开启的压力。

6．1．2 管道设计温度的确定应符合下列规定：

    1 管道设计温度应为管道在运行时压力和温度相耦合的最苛刻条件下的温度；

    2 设计温度确定时，应计入流体温度、环境温度、阳光辐射、加热或冷却的流体温度等参数；

    3 设计最低温度应为管道组成件的最低工作温度，并不得低于材料使用温度的下限；

    4 管道采用伴热管或夹套加热时，应采用外加热和管内流体温度中较高的温度为设计温度；

    5 当无太阳辐射或其他热源造成更高温度时，无隔热层的管道设计温度应为流体温度；

    6 外保温管道的设计温度应按本条第1款～第4款确定；当另有计算、试验或测定结果时可取其他温度；

    7 内保温管道的设计温度应按传热计算或试验确定。

6．1．3 对环境影响采取的设计措施应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB 50316的有关规定。

6．1．4 管道承受的持续载荷应包括设计压力、输送流体重力、寒冷地区的冰雪重力、管道及绝热材料重力、热膨胀载荷及由管道支撑的其他永久载荷。

6．1．5 管道承受的偶然短时载荷应包括水压试验载荷、风载荷、地震载荷、流体减压或排放时所产生的反作用力，并应符合下列规定：

    1 管道设计时，偶然作用载荷可不同时计入；

    2 地震烈度在9度及以上时，应进行地震验算。

6．1．6 管道设计应计算被约束管道的热膨胀或收缩产生的作用力和力矩。

6．1．7 管道设计应采取措施防止管道受压力循环载荷、温度循环载荷以及其他循环交变载荷所引起的疲劳破坏。

6．1．8 管道设计应将管道支架和连接设备的位移作为计算条件，并应包括设备或支架的热膨胀、地基下沉、潮水流动、风载荷产生的位移。

6．1．9 管道设计采用的纤维增强塑料性能、许用应力和应变应按本规范第4．3节的有关规定取值。

6．1．10 当采用本规范第4．3．14条规定的长期性能测试法数据时，除应计算最大组合应力外，还应对缠绕管道和管件进行简化失效包络线计算和判定。

6．1．11 管道的层合板类型可按下列分类：

    1 Ⅰ型应为内衬层、全毡结构及外保护层；

    2 Ⅱ型应为内衬层、毡和布交替结构及外保护层；

    3 Ⅲ型应为内衬层、毡和多层纤维缠绕结构及外保护层。

6．1．12 管道设计的安全要求应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB 50316的有关规定。

6．1．13 管线结构设计的计算流程可按本规范附录G的规定进行。

 

6．2 构造设计

6．2 构造设计

6．2．1 管道支、吊架应包括固定支架、滑动支架和导向支架，除应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB 50316的有关规定外，尚应符合下列规定：

    1 管道支、吊架与管道之间应采用纤维增强塑料、热塑性塑料或橡胶材料的垫板，在确定支、吊架内径时应计入垫板的厚度。

    2 管道固定支架应符合下列规定：

        1)固定支架应设在管道改变方向处、靠近重要支管附近的主管处、管道与金属管道连接处、管内水锤导致管道移动处、敏感在线设备处或长距离直线管道的稳定处；

        2)固定支架应与下部结构连接坚固，并应能承担载荷；

        3)在直管上的固定支架(图6．2．1-1)可由管夹和管套组成，也可采用管道法兰连接固定(图6．2．1-2和图6．2．1-3)；

图6．2．1-1 固定支架的管夹和管套

1-管夹；2-管套；3-焊接或螺栓固定

        4)管道公称直径、支架和管夹的最小宽度应符合表6．2．1-1的规定。

表6．2．1-1 管道公称直径、支架和管夹的最小宽度(mm)

    3 管道滑动支架(图6．2．1-4)应符合下列规定：

图6．2．1-4 滑动支架

1-滑动支架

        1)支架宜采用两片钢制材料，将管道360°包围支撑，每片管夹与管道的接触角度宜为180°；当接触角小于180°或采用大口径管道时，应在接触位置加装支撑垫板，支撑垫板宜与管道粘接。

        2)支架的最小宽度不应低于表6．2．1-1的规定。

        3)支撑垫板的最小宽度不应低于表6．2．1-2的规定。

        4)滑动支架与下部结构的接触材料应采用硬质材料。

表6．2．1-2 支撑垫板的最小宽度(mm)

    注：DN大于350管道的支撑垫板最小宽度可同比例外推。

    4 管道导向支架(图6．2．1-5)应符合下列规定：

图6．2．1-5 导向支架

1-支撑件；2-支撑垫板

        1)在两个固定支架之间、靠近膨胀节或环形管的进口处，宜设置导向支架；

        2)导向支架的设计和安装应避免管线的侧向滑动，并应满足管线的自由轴向位移；

        3)导向支架应在管道下部粘接180°的支撑垫板；

        4)导向支架的固定应采用直径小于20mm的U形螺栓或U形钢带，固定件与管道外径之间应留有间隙。导向支架不得采用软性材料。

6．2．2 管道连接的构造和结构计算应符合下列规定：

    1 管道的连接接头可分为柔性接头和刚性接头。

    2 柔性接头可分为承插型接头(图6．2．2-1)和锁键承插型接头(图6．2．2-2)。承插型接头不可承受轴向载荷，锁键承插型接头可承受轴向载荷。

    3 刚性接头可分为法兰型接头和粘接固定接头。刚性接头可承受轴向载荷；

    4 接头的力学性能应符合下列规定：

        1)环向承载力不应小于相同压力和刚度等级的纤维增强塑料直管；

图6．2．2-1 承插型接头

图6．2．2-2 锁键承插型接头

        2)端部承受载荷的接头，其环向、轴向、弯曲和扭转承载力均不应小于与其粘接的纤维增强塑料直管；

        3)刚性接头双面的搭接剪切强度不应低于7．0MPa；

        4)手糊对接接头(图6．2．2-3)其包覆长度不应低于下式计算值和1／2接头内径，且不应小于150mm：

式中：L
_OVL——计算包覆长度(mm)；

          ε
_d——许用应变，可按本规范第4．3．10条～第4．3．13条的规定取值；

          τ
_1ap——搭接剪切强度(MPa)，当采用玻璃纤维增强材料时，可按本规范表4．3．1-1的规定取值或按本规范附录L的规定检测获取；

          F
_S——安全系数，管道的应变等级与安全系数可按表6．2．2的规定取值。

表6．2．2 管道的应变等级与安全系数

应变等级	安全系数F S
1级	8
2级	10
3级	12
4级	16

        5)手糊对接接头宜在工厂制作，增强材料的设计用量应满足单元设计拉伸模量等于管体单元设计拉伸模量；在现场制作的增强材料的设计用量应按单元设计拉伸模量不得低于管体单元设计拉伸模量的1．25倍确定；

        6)当连接两个不同厚度或承载力的管道时，接头应按薄壁厚或低承载力管道的要求设计；

        7)当采用手糊对接接头时，管道制造商应提供管道现场接头的工艺文件，其内容应包括铺层的数量、顺序和增强材料类型及辅助夹具、二次粘接工艺评定报告；

        8)手糊对接接头宜进行内缝包覆，包覆铺层应采用不低于1．2kg／㎡的短切原丝毡和表面毡，内缝包覆层的纤维不应计入接头的单元拉伸模量的计算；

        9)承插粘接接头(图6．2．2-4)应包括直筒或锥度粘接接头，其插入长度不应低于按下列公式的计算值，且不应小于25mm：

图6．2．2-4 承插粘接接头

1-带整体承口的管道；2-粘接剂；3-带插口的管道 式中：L
_S——计算插入长度(mm)。

        10)当采用承插粘接接头时，管道制造商应提供粘接剂对管道应用环境的适用证明，并应规定粘接剂固化的温度和湿度要求、粘接工艺、装配方法等；

        11)承插粘接接头宜进行内缝粘接，粘接铺层应采用不低于0．9kg／㎡的短切原丝毡，并应采用表面毡和树脂封面；

        12)法兰接头的计算应符合本规范附录D的规定。

6．2．3 三通构造和管件尺寸应符合下列规定：

    1 三通管件应包括整体三通管件(图6．2．3-1)和拼接三通管件(图6．2．3-2)。

图6．2．3-2 拼接三通管件

1-树脂胶泥填充；L
_B-支管粘接长度，大于或等于D
_iB

    2 管线系统的平端接口管件(图6．2．3-3)尺寸应符合表6．2．3-1的规定，法兰接口管件(图6．2．3-4)尺寸应符合表6．2．3-2的规定。

图6．2．3-3 平端接口管件

表6．2．3-1 平端接口管件尺寸(mm)

图6．2．3-4 法兰接口管件

表6．2．3-2 法兰接口管件尺寸(mm)

6．2．4 当管道受热膨胀，采用半约束管线系统时，膨胀节的构造可采用L形膨胀节、Π形膨胀节和接头式膨胀节。

6．2．5 L形膨胀节(图6．2．5)的单臂长度和面内弯矩应按下列公式计算：

图6．2．5 L形膨胀节

1-导向支架或固定支架；2-滑动支架

式中：L
_1eg——L形膨胀节单臂长度(mm)；

          m——系数，可取3；

          △l——L形膨胀节吸收的热膨胀(mm)；

          E
_1max——轴向拉伸模量(MPa)；

          D
_e——管道外径(mm)；

          D
_i——管道内径(mm)；

          t
_t——管道总厚度(mm)；

          σ
_i——许用轴向弯曲应力(MPa)；

          σ
_dx——许用轴向应力(MPa)，可按本规范第4．3．9条的规定计算；

          σ
_xp——设计压力引起的轴向应力(MPa)，可按本规范式(6．4．6-2)和式(6．4．6-3)计算；

          M
_i——L形膨胀节的面内弯矩(N·mm)；

          I——管道轴向惯性矩(mm
⁴)。

6．2．6 Π形膨胀节(图6．2．6)的长度和面内弯矩应按下列公式计算：

图6．2．6 Π形膨胀节

1-相邻第一个导向支架；2-相邻第二个导向支架；3-固定支架；

A-4倍管径；C-14倍管径

式中：H——Π形膨胀节悬臂长度(mm)；

          m——系数，可按1．5取值；

          △l——Π形膨胀节两侧管线热膨胀变化量(△l
₁、△l
₂)之和；

          B——Π形膨胀节平行长度(mm)；

          M
_i——L形膨胀节的面内弯矩(N·mm)；

          I——管道轴向惯性矩(mm
⁴)。

6．2．7 接头式膨胀节(图6．2．7)计算应符合下列规定：

    1 接头式膨胀节的最大伸缩量不应低于其所在两个固定支架间管道的计算热膨胀量的1．5倍，该膨胀节的启动力应小于采用本规范式(6．2．8-1)计算的固定支架承受的轴向载荷Fr的25％，并应小于下式计算的临界压缩载荷：

式中：P——临界压缩载荷(N)；

          I——管道轴向惯性矩(mm
⁴)；

          L
_max——导向支架与相邻导向支架或与固定支架间的最大距离(mm)。

    2 接头式膨胀节在安装时的初始伸缩位置应按最大热膨胀和收缩设定，并应按下列公式计算：

式中：S——距接头式膨胀节全压缩位置的距离(m)；

          L
_J——膨胀节最大伸缩量(m)；

          ξ——系数，应按式(6．2．7-3)计算；

          T
_i——接头式膨胀节所在两个固定支架间管道安装闭合温度(℃)；

          T
_max——管线最高设计温度(℃)；

          T
_min——管线最低设计温度(℃)。

6．2．8 当管道受热膨胀，采用全约束管线系统时，管道计算应包括下列内容：

    1 固定支架承受的轴向载荷Fr和受压缩直管段的最大长度L应按下列公式计算：

式中：F
_r——管端约束或压缩载荷(N)；

          α
₁——管道轴向热膨胀系数(mm／mm／℃)；

          I——管道轴向惯性矩(mm
⁴)。

    2 管道轴向压缩应力引起的环向应变和内压引起的环向应变之和不得大于下列许用应变：

 

6．3 结构计算

6．3 结构计算

6．3．1 根据设计压力确定直管参数应符合下列规定：

    1 直管的层合板单元拉伸刚度应按下式计算：

式中：X
_1am——直管的层合板单元拉伸刚度(N／mm)；

          p
_d——设计压力(MPa)。

    2 按本规范第4．3节的有关规定进行铺层设计获得的X
_1am不应小于按式(6．3．1-1)计算的X
_1am；

    3 标准铺层可按表6．3．1-1选择，许用应变值为0．0018、0．0015、0．0012、0．0009的标准铺层可按表6．3．1-2～表6．3．1-5选择；

    4 根据管道制造商提供的数据，按下式计算的层合板单元拉伸刚度X
_1am不应小于按式(6．3．1-1)计算的X
_1am。

式中：E——管道制造商提供的环向拉伸模量(MPa)；

          t——管道制造商提供的管道计算壁厚(mm)。

表6．3．1-1 标准铺层

注：1 Ⅰ型的铺层构成为：一层内表面毡后全部是短切原丝毡；

        2 Ⅱ型的铺层构成为：一层内表面毡后，在第一层纤维布之前，不应少于1．2kg／㎡的短切原丝毡，纤维布和短切原丝毡交替；

        3 Ⅲ型的铺层构成为：一层表面毡后至少1．2kg／㎡的短切原丝毡，再是±55°缠绕层。

表6．3．1-2 许用应变为0．0018的标准铺层选型表

表6．3．1-3 许用应变为0．0015的标准铺层选型表

表6．3．1-4 许用应变为0．0012的标准铺层选型表

表6．3．1-5 许用应变为0．0009的标准铺层选型表

6．3．2 直管的许用外压计算应符合下列规定：

    1 直管的许用外压应按下式计算：

式中：P
_e——许用外压(MPa)；

          X
_1amΦ——环向单元拉伸刚度(N／mm)；

          F
_S——外压安全系数，取值不应小于4。

    2 当按式(6．3．2-1)计算的许用外压小于设计外压时，应采用下列方法修正设计：

        1)选择更大X
_1amΦ规格的管道，并应按式(6．3．2-1)重新计算许用外压；

        2)采用加筋环，且加筋环的间距、最小截面惯性矩应按下列公式计算：

式中：J——加筋环最大间距(mm)；

          I
_J——加筋环对自身中性轴的惯性矩(mm
⁴)；

          D
_na——加筋环中性轴处的直径(mm)。

        3)当采用加筋环并计算加筋环惯性矩时，应按下式计算J
_s，且J
_s不得大于J：

式中：J
_s——计算加筋环惯性矩时应计入的管身长度(mm)。

6．3．3 管道压力损失的计算应符合本规范附录H的规定。

6．3．4 水平管道弯曲强度、挠度和支撑跨距L应符合下列规定：

    1 管道自重弯曲应力不应大于许用轴向应力。

    2 管道自重产生的弯曲挠度应符合下列规定：

        1)管道的设计挠度不应大于12．5mm，且应与L／300值比较，并应取小者；

        2)装置外管道的挠度不应大于38mm；

        3)敷设无坡度的蒸汽管道，其挠度不宜大于10mm；

        4)当有特殊要求时，管道挠度值时应符合设计要求。

    3 受轴向压缩载荷的管线，跨距或支撑间距L应符合本规范式(6．2．8-2)的规定。

6．3．5 管道支撑跨距的轴向弯曲计算应符合下列规定：

    1 Ⅰ型和Ⅱ型层合板应按下列规定取值：

        1)支撑跨距弯曲应力宜取许用轴向应力的25％；

        2)内压轴向应力宜取许用轴向应力的50％；

        3)热膨胀计算的应力宜取许用轴向应力的25％。

    2 Ⅲ型层合板应按下列规定取值：

        1)当采用接头式膨胀节或柔性接头时，支撑跨距的弯曲应力宜取许用轴向应力的50％；

        2)当管壁承受设计内压产生的轴向力时，支撑跨距的弯曲应力宜取许用轴向应力的25％。

6．3．6 当带有坡度的管道在两支吊点间不得有积液时，管道支、吊架的间距除应符合本规范第6．3．4条的规定外，与挠度变形及坡度之间还应满足下式规定：

式中：L——支、吊架间距(mm)；

          △i——管道自重弯曲挠度变形(mm)；

          i——管道坡度。

6．3．7 有压力脉动的管道确定支架间距时，应计算管道固有频率。

6．3．8 管道支撑跨距可按表6．3．8-1～表6．3．8-8选用。


表6．3．8-1 管道支撑跨距选型表

表6．3．8-2 管道支撑跨距选型表

表6．3．8-3 管道支撑跨距选型表

表6．3．8-4 管道支撑跨距选型表

表6．3．8-5 管道支撑跨距选型表

表6．3．8-6 管道支撑跨距选型表

表6．3．8-7 管道支撑跨距选型表

表6．3．8-8 管道支撑跨距选型表

注：1 表6．3．8-1～表6．3．8-8是按本规范式(6．4．6-5)和式(6．4．6-6)得到连续梁中间跨的计算值，边跨可取表中数据乘以0．816；

        2 表中均布载荷对于液体采用的密度为1．0×10³kg／m³；

        3 表中数据为建议值，对具体项目应进行相应的变形和应力计算；当有热膨胀时还应进行稳定性计算。

 

6．4 管道应力计算和柔性分析

6．4 管道应力计算和柔性分析

6．4．1 管道应力计算可分为简易应力计算和详细应力计算，并应符合下列规定：

    1 当更换已成功应用的管线时，可采用简易应力计算；

    2 当与已分析实施过管线是同类管线时，可采用简易应力计算；

    3 按本规范第6．2．5条～第6．2．7条规定设置膨胀节的管线，可采用简易应力计算；

    4 其他管线，宜进行详细应力计算。

6．4．2 简易应力计算应包括下列计算内容：

    1 设计压力引起的环向应力；

    2 设计压力引起的轴向应力；

    3 自重引起的轴向弯曲应力；

    4 均布和集中载荷作用下的挠曲变形；

    5 L形膨胀节和Π形膨胀节的面内弯矩和离面弯矩引起的应力；

    6 其他持续载荷、偶然载荷引起的应力；

    7 轴向压缩稳定和外压稳定；

    8 支架处，直径大于600mm管道的应力；

    9 其他需要计算的应力。

6．4．3 详细应力计算宜采用计算机辅助应力分析，并应包括下列计算内容：

    1 设计压力引起的环向应力；

    2 设计压力引起的轴向应力；

    3 热膨胀引起的轴向应力；

    4 自重引起的轴向弯曲应力；

    5 热膨胀和内压引起的弯曲应力；

    6 其他持续载荷、偶然载荷或热载荷引起的应力；

    7 均布和集中载荷作用下的挠曲变形；

    8 支架处，直径大于600mm管道的应力；

    9 其他需要计算的应力。

6．4．4 计算热膨胀和热载荷所采用的设计温差△T应按下列公式计算：

式中：△T
_d——设计温差(℃)；

          T
_p——工艺温度(℃)；

          T
_a——环境温度(℃)，按式(6．4．4-1)和式(6．4．4-4)计算，可取最低温度；按式(6．4．4-2)和式(6．4．4-3)计算，可取最高温度；

          c——系数，输送液体介质时取0．85，输送气体介质时取0．8；

          T
_as——预计安装温度(℃)。

6．4．5 弯头、三通的柔性系数f、应力增大系数SIF和内压应力乘子的确定应符合下列规定：

    1 弯头(图6．4．5-1)可分为整体弯头[图6．4．5-1(a)]和拼接弯头[图6．4．5—1(b)]，弯头的柔性系数及应力增大系数计算应符合表6．4．5-1的规定：

    2 三通(图6．4．5-2)可分为等径整体三通[图6．4．5-2(a)]、异径整体三通[图6．4．5-2(b)]、等径拼接三通[图6．4．5-2(c)]、异径拼接三通[图6．4．5-2(d)]，三通的柔性系数及应力增大系数计算应符合表6．4．5-2的规定：

6．4．5-1 弯头

R-弯头的曲率半径；r-弯头半径；t
_d-弯头设计厚度

表6．4．5-1 弯头的柔性系数及应力增大系数

注：表中f为柔性系数，SIF为应力增大系数，m为内压应力乘子。

6．4．5-2 三通

D
_i-管道内径；t
_M-主管壁厚；t
_B-支管壁厚；D
_iM-主管内径；D
_iB-支管内径

表6．4．5-2 三通的柔性系数及应力增大系数

注：t
_M为三通主管的厚度，D
_i为三通主管的内径，D
_iB为支管内径，t
_B为支管靠近连接处的厚度。

6．4．6 直管的应力计算应符合下列规定：

6．4．7 输送介质为液体且内径大于600mm的管道，支架处的管道轴向应力、环向应力和剪切应力计算应符合下列规定：

    1 支架处管道的轴向弯曲应力应按下列公式计算：

式中：ρ
_L——管道输送液体密度(kg／m³)；

          L——跨距(m)；

          D
_i——管道内径(m)；

          t
_d——管道设计厚度(m)；

          γ
₁、γ
₂——与支架包角θ有关的系数，应按表6．4．7-1选用；

          θ——支架包角(图6．4．7)。

表6．4．7-1 γ₁、γ₂系数

图6．4．7 支架包角

    2 支架处管道的最大剪切应力应按式(6．4．7-3)计算，且应符合式(6．4．7-4)的规定：

式中：γ
₃——与支架包角θ有关的系数，应按表6．4．7-2选用；

          ρ
_L——管道输送液体密度(kg／m³)；

          t
_t——纤维增强塑料管道总厚度(m)；

          [τ]——层合板的许用剪切应力(MPa)，按本规范式(4．3．8-4)计算取值。

表6．4．7-2 γ₃系数

支架包角θ	120	135	150	165	180
γ 3	1.171	0.958	0.799	0.675	0.577

    3 支架处管道的环向弯曲应力应按下列公式计算：

        1)横截面最低点应按下式计算：

式中：b
₁——支架的宽度(m)；

          W——均布载荷(N／m)；

          γ
₄——与支架包角θ有关的系数，当管道未与支架固定在一起时，应按表6．4．7-3选用；当管道和支架固定在一起时，应取表6．4．7-3中给定值的1／10。

表6．4．7-3 γ₄系数

支架包角θ	120	135	150	165	180
γ 4	0.750	0.711	0.673	0.645	0.624

        2)横截面支架包角点处应按下式计算：

式中：γ
₅——与支架包角θ有关的系数，应按表6．4．7-4选用。

表6．4．7-4 γ₅系数

支架包角θ	120	135	150	165	180
γ 5	0.0528	0.0413	0.0316	0.0238	0.0174

6．4．8 直管的变形计算应符合下列规定：

        3)当管壁采用Ⅰ型和Ⅱ型层合板时，式(6．4．8-2)和式(6．4．8-3)中的轴向单元拉伸刚度X
_1max应等于环向单元拉伸刚度X
_1amΦ，泊松比v
_yx和泊松比v
_xy应取0．3。

    3 两端为滑动支架或导向支架时的挠曲变形应按下列公式计算：

式中：M
_i——面内弯矩(N·mm)；

          SIF
_Φi——在面内弯矩M
_i作用下的环向系数；

          M
_o——离面弯矩(N·mm)；

          SIF
_Φo——在离面弯矩M
_o作用下的环向系数。

    3 设计压力引起的轴向应力应按下式计算：

    4 热膨胀引起的轴向弯曲应力应按下式计算：

式中：SIF
_xi——在面内弯矩M
_i作用下的轴向系数；

          SIF
_xo——在离面弯矩M
_o作用下的轴向系数。

6．4．10 三通的应力计算应符合下列规定：

    1 设计压力引起的三通直管环向应力应按下式计算：

式中：D
_i——主管的内径(mm)；

          t
_M——主管最小厚度(mm)。

    2 热膨胀及其他载荷引起的无方向弯曲应力应取三个连接处的最大值，无方向弯曲应力应按下列公式计算：

式中：D
_iB——支管直径(mm)；

          SIF
_T——三通的应力增大系数；

          t
_s——取t
_M和SIF
_T×t
_B的小者(mm)；

          t
_B——支管壁厚(mm)；

          I
_B——支管连接处的惯性矩(mm
⁴)。

    3 支管扭转应力应按下式计算：

6．4．11 直管段的挠曲变形应符合本规范第6．3．4条的规定，挠曲变形计算时应计入下列载荷组合：

    1 均布载荷组合应包括管线，管内介质和管外绝热等载荷；

    2 集中载荷组合应包括永久性的点载荷。

6．4．12 管线任意一处的最大组合应力应包括最大操作内压产生的应力、设计温度范围内热胀冷缩引起的弯曲应力、管道和管中介质及附带绝热材料自重引起的弯曲应力、外载荷引起的弯曲应力和支架位移引起的弯曲应力等。

6．4．13 管线任意一处的轴向和环向应力应符合简化失效包络线计算或最大组合应力不得大于许用应力。最大组合应力计算应符合下列规定：

    1 直管和弯头的最大组合应力应按下列公式计算：

式中：σ
_c——最大环向或轴向组合应力，最大环向组合应力应按式(6．4．13-1)计算，最大轴向组合应力应按式(6．4．13-2)计算；

          σ
_Φ——最大环向应力；

          σ
_x——最大轴向应力；

          σ
_s——扭转剪切应力；

          σ
_Φp——设计压力引起的环向应力；

          σ
_Φb——热膨胀引起的环向弯曲应力；

          σ
_xp——设计压力引起的轴向应力；

          σ
_xb——热膨胀引起的轴向弯曲应力；

          σ
_ab——自重引起的轴向弯曲应力；

          σ
_ac——带约束端管线热膨胀引起的轴向应力。

    2 三通支管的最大组合应力应按下式计算：

    3 直管的轴向压应力计算应符合下列规定：

        1)整体管壁横截面受压时，应按下式计算：

式中：F
_s——压缩稳定安全系数，取值不应小于4；

          L——全约束管线系统的受压缩直管段长度、带有端部压缩载荷的垂直管段长度、管壁横截面整体受压缩应力的无支撑管道长度(m)。

        2)局部管壁横截面受压时，应按下式计算：

        3)当管壁采用Ⅰ型和Ⅱ型层合板时，式(6．4．13-6)和式(6．4．13-7)中的轴向拉伸模量E
_1amx应等于环向拉伸模量E
_1amΦ。

6．4．14 采用失效包络线分析时，应分别计算在包括热膨胀载荷的持续作用工况、不包括热膨胀载荷的持续作用工况和偶然短时作用工况下管线各危险点的轴向和环向应力值，该危险点的应力状态应在简化失效包络线内。

 

7 制造

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7．1 一般规定

7 制 造

7．1 一般规定

7．1．1 设备和管道的制造环境应符合下列规定：

    1 制作场所应在工厂车间内或在有临时围护结构的现场，并宜按贮存区、生产区或装配区设置和划分；

    2 制作场所应采取通风措施；

    3 环境温度宜为15℃～30℃，相对湿度不应大于80％；当环境温度低于10℃时，应采取加热保温措施，不得用明火或蒸汽直接加热；当环境温度高于35℃时，应采取降温措施；

    4 原材料使用时的温度不宜低于环境温度。

7．1．2 设备和管道的制造设备、模具应符合下列规定：

    1 缠绕机导纱系统使用时应符合均匀、连续、可重复的输送要求，缠绕中不应产生间隙、空隙或结构损伤；

    2 制造内衬所用模具沿长度方向的直径偏差应符合产品设计要求；模具的刚度、强度和尺寸稳定性应经计算确定；

    3 模具表面应干燥洁净、光滑、无缺陷，使用前应采用聚酯薄膜包覆或涂抹脱模剂；

    4 树脂混合设备应计量准确，在树脂中应先按比例加入促进剂，并应混合均匀；在输送到纤维浸胶槽前，应再按比例加入引发剂，并应搅拌均匀。

7．1．3 原材料的存储和使用应符合下列规定：

    1 应保存所用树脂、纤维、助剂等的原材料文件，内容应包括检测报告、合格证、牌号、批号、生产日期和储存期；

    2 树脂、助剂应存放在阴凉通风处；


    3 不饱和聚酯树脂和乙烯基酯树脂的促进剂严禁与引发剂直接接触，严禁同时加入到树脂中；引发剂必须单独存放，严禁泄漏；
    4 使用前应进行树脂胶凝时间试验，并应确定促进剂和引发剂的配合比；

    5 已凝胶的树脂不得使用；

    6 纤维增强材料使用前应保持干燥，其含水率应符合本规范第4．2．6条、第4．2．7条的规定，并不得损坏和污染。

 

7．2 设备和管道制造

7．2 设备和管道制造

7．2．1 设备和管道的内衬层应包括内表面层和次内层，制造应符合下列规定：

    1 内表面层宜先将配制好的树脂胶液均匀涂覆到模具上，再将表面毡缠绕到模具上，并应完全浸润，不得有褶皱和间隙；

    2 次内层宜采用短切原丝毡、缝编织物、喷射纱，应采用手糊、缠绕、喷射成型工艺，其厚度应符合设计规定：

        1)厚薄应均匀、表面应平整；

        2)采用手糊成型时，同一铺层纤维应连续，层间接缝应错开，错开宽度不应小于60mm，搭接宽度不应小于30mm；

        3)采用喷射成型时，喷射面应无纤维直立。

    3 内衬层制作完成，表面不得有气泡。

7．2．2 设备和管道的结构层与内衬层制造间隔时间应符合下列规定：

    1 内衬层固化完成后，表面宜做丙酮敏感性试验，当表面发黏时，可进行结构层制作；

    2 当做丙酮敏感性试验的内衬层表面不发黏或表面有污染时，应按下列步骤处理：

        1)内衬层表面应打磨，并应清理干净；

        2)铺层应涂刷树脂胶液，再进行结构层制作。

7．2．3 设备和管道的结构层制造应符合下列规定：

    1 设备的筒体和管道宜采用缠绕成型，排纱和张力应均匀、连续，外表应平整、纤维应完全浸润；当轴向承载力需加强时，可采用短切原丝毡、喷射纱、纤维布或缝编织物等增强材料；

    2 设备的封头和底部宜采用短切原丝毡与纤维布交替进行手糊成型，也可采用喷射纱进行喷射成型，制作要求应符合本规范第7．2．1条的规定；

    3 当结构层制造不能一次达到设计规定厚度时，分次制造的间隔时间和表面处理应符合本规范第7．2．2条的规定。

7．2．4 设备和管道的外表层制造应符合下列规定：

    1 当设备和管道暴露在腐蚀环境时，外表层应采用表面毡缠绕成型或手糊成型；

    2 当受紫外线照射时，外表层树脂应添加紫外线吸收剂；

    3 外表层的最外层应采用无空气阻聚树脂、胶衣树脂封面或聚酯薄膜包覆；

    4 外表层与结构层的制造间隔时间和表面处理应符合本规范第7．2．2条的规定。

7．2．5 管道的端部和截面应封边。

7．2．6 设备的现场制造应符合下列规定：

    1 现场制造的环境条件、所用设备、模具和原材料等宜符合本规范第7．1节的有关规定；

    2 制造方法应符合本规范第7．2．1条～第7．2．4条的规定；

    3 设备底部宜在设备安装现场整体制造完成，不得采用分瓣预制；

    4 筒体与设备底部宜采用承插连接(图5．4．1-2)，内、外连接处的增强和组装应采用手糊成型：

        1)内部糊制的转角半径、增强宽度应符合本规范第5．3．13条的规定，且转角半径不宜小于50mm，增强宽度不宜小于200mm；

        2)转角应圆滑过渡并应与设备底部和侧壁相切。

7．2．7 设备和管道应按树脂工艺要求进行固化。当采用加热固化时，表面受热应均匀。

 

7．3 制造过程质量控制

7．3 制造过程质量控制

7．3．1 设备和管道的制造过程应符合下列规定：

    1 铺层材料及规格、层数、次序、成型和固化工艺、树脂或纤维含量等应符合设计要求；

    2 当采用缠绕成型时，缠绕角度应符合设计要求；

    3 树脂、引发剂、促进剂应计量准确，使用前应混合均匀。

7．3．2 设备和管道制作过程的质量检验应符合下列规定：

    1 内衬层制作完成后应检测尺寸、厚度和外观质量；

    2 结构层制作完成后应检测厚度、铺层结构和外观质量。

7．3．3 设备和管道制作完成后，应检验外观、尺寸、树脂固化程度、树脂含量、力学性能和抗渗透等项目，并应符合下列规定：

    1 内表面、外表面应平整光滑，色泽应均匀；

    2 尺寸、力学性能、抗渗透性能应符合设计规定；

    3 树脂含量及允许偏差应符合本规范第5．1．6条和第5．1．7条的规定，当设计无规定时，树脂含量允许偏差应为设计值的±3％；

    4 常温固化后，巴氏硬度不应低于所使用树脂浇铸体巴氏硬度的80％；加热固化后，巴氏硬度不应低于所用树脂浇铸体巴氏硬度的85％。

 

7．4 缺陷及修补

7．4 缺陷及修补

7．4．1 设备和管道的允许缺陷应符合表7．4．1的规定。

7．4．2 当允许缺陷超过本规范第7．4．1条的规定时，应对设备和管道进行修补，修补应符合下列规定：

    1 应对缺陷区域的铺层表面进行打磨，打磨后表面应平整、粗糙，并应清理干净；

表7．4．1 设备和管道的允许缺陷

    注：“—”表示不适用。

    2 缺陷区域的铺层表面应涂刷与被修补层相同的树脂胶液，并应铺衬短切原丝毡至设计厚度；

    3 内衬层的修补最外层应铺衬表面毡，并应采用与内衬层相同的树脂封面；

    4 结构层修复完成后，表面处理应符合本规范第7．2．2条的规定；

    5 外表层修复完成后，当表面有毛刺时应进行打磨，并应涂刷无空气阻聚的树脂。

 

7．5 二次粘接

7．5 二次粘接

7．5．1 二次粘接的材料和设施应符合下列规定：

    1 树脂应采用与被粘接设备、管道相同的树脂；

    2 增强材料应采用表面毡、短切原丝毡和纤维布；

    3 填充材料可使用纤维增强材料、树脂胶泥；

    4 定位设施应采用夹具或其他等效工具。

7．5．2 二次粘接工艺的准备工作中，温度、湿度等环境要求应符合本规范第7．1．1条的有关规定，并应包括下列内容：

    1 工具和夹具的准备；

    2 粘接端头的制备；

    3 确定粘接材料；

    4 确定铺层次序和层数；

    5 确定凝胶时间、固化时间。

7．5．3 二次粘接应符合下列规定：

    1 二次粘接工艺应通过试验验证，评定合格后，方可进行粘接。

    2 二次粘接工艺评定方法应符合本规范附录J的有关规定。

    3 被粘接件表面末端应打磨或斜切成坡口，并应在超出粘接区域外至少25mm的范围内进行表面粗糙化处理至露出纤维；打磨区应洁净干燥。

    4 打磨区域表面涂刷与内衬层相同的树脂，接缝处应采用填充材料形成平整表面。

    5 当二次粘接不能一次完成时，分次进行的间隔时间应符合本规范第7．2．2条的规定，每个分次操作的第一层应采用短切原丝毡。

    6 被粘接件的内部粘接应符合下列规定：

        1)次内层应由两层以上的短切原丝毡组成；

        2)与介质接触面应采用表面毡；

        3)第一层宽度不宜小于50mm，后续宽度应逐层均匀增加，每层每边超过前层不宜小于12mm。

    7 被粘接件的外部粘接应符合下列规定：

        1)与介质接触面应采用表面毡，次内层应由两层以上的短切原丝毡组成；

        2)结构层应全部采用短切原丝毡或短切原丝毡与纤维布交替进行，第一层和最后一层应为短切原丝毡；

        3)第一层宽度不宜小于50mm，后续宽度应逐层均匀增加，每层每边超过前层不宜小于12mm。

    8 外部粘接制作完全固化后，外表层的制作应符合本规范第7．2．4条的规定。

 

8 质量控制与检验

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8．1 一般规定

8 质量控制与检验

8．1 一般规定

8．1．1 纤维增强塑料设备与管道的质量控制文件应包括下列内容：

    1 材料、制造、检验、测试、交付的程序文件；

    2 程序文件实施的原始记录。

8．1．2 从业人员应经过培训，并应经考核合格。

8．1．3 检测仪器、测试设备应经法定计量单位检定或校准。

8．1．4 量、器具应符合下列规定：

    1 分度值不得大于相应被测部位的尺寸最小偏差；

    2 被测项的数据应在有效量程范围内；

    3 测量环境宜为标准温度和标准相对湿度。

8．1．5 测试样本的选取应按本规范执行，当没有具体规定时，可按现行国家标准《抽样检验标准》GB／T 2828的规定执行。

8．1．6 测试和检测记录应存档。

8．1．7 公式符号b为试样标距长度的初始平均宽度(mm)；管环的环向缠绕铺层试样可按现行国家标准《玻璃纤维增强塑料夹砂管》GB／T 21238-2007第8．6．2．1条B法和附录A的规定，取试样中间部位开半椭圆形槽缺口处的实际开口宽度。

 

8．2 质量检验文件

8．2 质量检验文件

8．2．1 质量检验文件应包括下列内容：

    1 原材料质量检验文件；

    2 制造过程质量检验文件；

    3 制成品质量检验文件；

    4 文件清单。

8．2．2 原材料质量检验文件应包括下列内容：

    1 材料安全技术说明书、质量技术指标及测试方法、质检报告和合格证；

    2 材料配合比和配制工艺；

    3 抽检或复检报告。

8．2．3 制造过程质量检验文件应包括下列内容：

    1 培训和考核记录；

    2 操作过程记录；

    3 制造过程中的检测记录。

8．2．4 制成品质量检验文件应包括下列内容：

    1 出厂检验记录；

    2 型式检验记录。

 

8．3 原材料测试与检验

8．3 原材料测试与检验

8．3．1 树脂原材料取样应从原始包装桶取出混合均匀的液体样，分成检验样和备查样。

8．3．2 液体不饱和聚酯树脂及其浇铸体的性能检测应符合现行国家标准《纤维增强塑料用液体不饱和聚酯树脂》GB／T 8237的有关规定。

8．3．3 乙烯基酯树脂及其浇铸体的性能检测应符合现行国家标准《乙烯基酯树脂防腐蚀工程技术规范》GB／T 50590的有关规定。

8．3．4 环氧树脂的性能检测应符合现行国家标准《双酚A型环氧树脂》GB／T 13657的有关规定。

8．3．5 设计内压大于0．1MPa或负压的设备与管道制造时，应复验树脂的热变形温度，热变形温度的检测应符合现行国家标准《塑料弯曲负载热变形温度试验方法》GB／T 1634．2的有关规定。

8．3．6 纤维原材料取样应从原始包装取样，分成检验样和备查样。

8．3．7 玻璃纤维短切原丝毡的性能检测应符合现行国家标准《玻璃纤维短切原丝毡和连续原丝毡》GB／T 17470的有关规定。

8．3．8 玻璃纤维布的性能检测应符合现行国家标准《玻璃纤维无捻粗纱布》GB／T 18370的有关规定。

8．3．9 玻璃纤维缠绕纱、喷射纱的性能检测应符合现行国家标准《玻璃纤维无捻粗纱》GB／T 18369的有关规定。

8．3．10 玻璃纤维缝编织物的性能检测应符合现行国家标准《玻璃纤维缝编织物》GB／T 25040的有关规定。

8．3．11 玻璃纤维表面毡的单位面积质量、含水率的检测应符合现行国家标准《增强制品试验方法》GB／T 9914的有关规定。

8．3．12 碳纤维及其制品的性能检测应符合现行国家标准《聚丙烯腈基碳纤维》GB／T 26752和《经编碳纤维增强材料》GB／T 30021的有关规定。

8．3．13 纤维增强塑料单层板单元拉伸强度、单元拉伸模量检测和层合板单元拉伸强力、单元拉伸刚度检测应符合下列规定：

    1 平面铺层试样的形状、尺寸、测试程序应符合现行国家标准《纤维增强塑料拉伸性能试验方法》GB／T 1447的有关规定；管环等缠绕铺层试样的形状、尺寸、测试程序应符合现行国家标准《玻璃纤维增强塑料夹砂管》GB／T 21238-2007第8．6．2条、第8．6．3条的有关规定。

    2 检测试样数量应符合下列规定：

        1)当采用铺层实测法时，每组试样不得少于15个，检测数据的置信度应按本规范式(4．3．2-8)和式(4．3．2-9)计算；

        2)当采用铺层计算法对单层板或层合板性能进行验证时，每组试样不得少于5个。

    3 纤维增强塑料单层板的单元拉伸强度Ui应按下列公式计算，当已知T
_S值时，可按式(8．3．13-2)计算：

式中：U
_i——单层板单元拉伸强度[N／(mm·kg／㎡)]，计算结果取整数；

          P——最大拉伸载荷(N)；

          b——试样标距长度的初始平均宽度(mm)；

          H——试样标距长度的初始平均厚度(mm)；

          W——单层板的纤维单位面积质量(kg／㎡)；

          T
_S——单层板拉伸强度(MPa)。

    4 纤维增强塑料单层板的单元拉伸模量X
_i应按下列公式计算，当已知T
_M值时，可按式(8．3．13-4)计算：

式中：X
_i——单层板单元拉伸模量[N／(mm·kg／㎡)]，计算结果取整数；

          (P
₂—P
₁)——对应于拉伸伸长量变化值(图8．3．13)的拉伸载荷变化值(N)；

          (Z
₂—Z
₁)——拉伸伸长量的变化值(mm)；

          L
₀——试样标距长度(mm)，平面铺层试样取50；

          b——试样标距长度的初始平均宽度(mm)；

          H——试样标距长度的初始平均厚度(mm)；

          W——单层板的纤维单位面积质量(kg／㎡)；

          T
_M——单层板拉伸模量(MPa)。

    5 纤维增强塑料层合板的单元拉伸强力U
_1am应按下式计算：

式中：U
_1am——层合板的单元拉伸强力(N／mm)，计算结果取整数；

图8．3．13 拉伸载荷P与拉伸伸长量Z的关系

1-起始位置的最终调整

    P——最大拉伸载荷(N)；

    b——试样标距长度的初始平均宽度(mm)。

    6 纤维增强塑料层合板的单元拉伸刚度X
_1am应按下式计算：

式中：X
_1am——层合板的单元拉伸刚度(N／mm)，计算结果取整数；

          (P
₂—P
₁)——对应于拉伸伸长量变化值(图8．3．13)的拉伸载荷变化值(N)；

          (Z
₂—Z
₁)——拉伸伸长量的变化值(mm)；

          L
₀——试样标距长度(mm)，平面铺层试样取50；

          b——试样标距长度的初始平均宽度(mm)；

          ε
₂——对应拉伸载荷P
₂的应变值；

          ε
₁——对应拉伸载荷P
₁的应变值。

8．3．14 纤维增强塑料层合板的拉伸模量应按本规范式(8．3．13-6)的计算值再除以层合板厚度获得。

8．3．15 纤维增强塑料层合板的弯曲模量检测应符合下列规定：

    1 平面铺层试样的形状、尺寸、测试程序和弯曲模量计算应符合现行国家标准《纤维增强塑料弯曲性能试验方法》GB／T 1449的有关规定；

    2 管环的环向缠绕铺层试样的形状、尺寸、测试程序应符合现行国家标准《玻璃纤维增强塑料夹砂管》GB／T 21238-2007第8．6．7条的有关规定；

    3 管环的环向缠绕铺层的弯曲模量计算应符合现行国家标准《玻璃纤维增强塑料夹砂管》GB／T 21238-2007第6．6．7条的有关规定。

8．3．16 纤维增强塑料层合板的剪切强度应符合现行国家标准《纤维增强塑料冲压式剪切强度试验方法》GB／T 1450．2的有关规定。

8．3．17 纤维增强塑料单层板和层合板的层间剪切强度检测应符合本规范附录K的规定。

8．3．18 纤维增强塑料单层板和层合板的搭接剪切强度检测应符合本规范附录L的规定。

 

8．4 产品测试、检验、判定

8．4 产品测试、检验、判定


Ⅰ 纤维增强塑料设备

8．4．1 设备质量应符合下列规定：

    1 设备内、外表面应平整光滑、色泽均匀，并应无破损、分层、杂质、纤维外露，允许缺陷应符合本规范表7．4．1的规定。

    2 尺寸应符合设计要求，当设计无要求时，应符合下列规定：

        1)内径允许偏差应为公称直径的±1％，最大不应超过50mm；

        2)内壁锥度不宜大于1°；

        3)总长(高)度允许偏差应为设计值的±0．5％，且最大不应超过13mm；

        4)厚度的误差范围不应大于设计厚度的10％，平均厚度不应小于设计厚度；

        5)内衬层厚度测量值不宜小于2．5mm；

        6)内表面的不圆度允许偏差应为筒体内径的±1％；椭圆形制品的长短轴公差应为±1％；

        7)直线度、垂直度、法兰和表面的平整度应在设计尺寸的公差范围内；

        8)法兰接管的轴线对设备径向或轴向基准线位置的允许偏差宜为±6mm；

        9)法兰接管安装角度偏差不应大于表8．4．1-1的规定；

表8．4．1-1 法兰接管安装角度偏差

法兰接管公称直径DN（mm）	角度偏差（°）
＜250	1
≥250	0.5

        10)法兰接管端面与接管轴线的垂直度偏差不应大于表8．4．1-2的规定。

表8．4．1-2 法兰接管端面与接管轴线的垂直度偏差

    3 表面巴氏硬度应符合本规范第7．3．3条第4款的规定。

    4 树脂不可溶分含量应符合下列规定：

        1)当采用不饱和聚酯树脂时，不应低于85％；

        2)当采用乙烯基酯树脂或环氧树脂时，不应低于90％。

    5 树脂含量应符合设计规定。当设计无规定时，内衬层、外表层的树脂含量应符合本规范第5．1．7条的规定。各层树脂含量偏差值应符合第7．3．3条第3款的有关规定。

    6 设备的压力和抗渗漏试验应符合下列规定：

        1)设备应无渗漏；

        2)当采用静态电阻应变仪测量时，设备最大环向应变值不得大于设计许用应变值。

    7 力学性能应符合下列规定：

        1)当采用铺层计算法设计时，测试应变值应符合本规范第4．3．8条的有关规定；

        2)当采用铺层实测法设计时，试样的单元拉伸刚度和单元拉伸强力应符合本规范第4．3．2条的有关规定；

        3)封头测试时不得有变形和破裂；

        4)当法兰直径小于或等于50mm时，应能承受1360N·m的力矩载荷，法兰及连接处应无损伤破坏；当法兰直径大于50mm时，应承受2700N·m的力矩载荷，法兰及连接处应无损伤破坏。在扭转力矩载荷作用下，直管的法兰及连接处应无损伤破坏。

    8 用于食品卫生的设备应符合现行国家标准《玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂食品容器》GB／T 14354的有关规定。

    9 设备的耐腐蚀性能检测评定应符合本规范附录A的有关规定。

8．4．2 设备质量检测的试验方法应符合下列规定：

    1 外观质量检测可采用目测、触摸、敲击等方法。

    2 尺寸的测量方法应符合下列规定：

        1)设备内径可采用分度值为1mm的卷尺，测量设备内均布4点的最大内径，取平均值；

        2)内壁锥度可采用分度值为1mm的钢卷尺，测量设备两端内径差与其对应的长(高)度，锥度应按下式计算：

式中：C——设备内壁锥度(°)，按(D—d)／2H值的反正切函数计算；

          H——设备内壁两端测量处的长(高)度差(mm)；

          D——两端测量处设备内壁直径(mm)，取大者；

          d——两端测量处设备内壁直径(mm)，取小者。

        3)总长(高)度可采用分度值为1mm的卷尺，测量设备上、下封头顶点间的距离；

        4)封头和筒体壁厚可采用分度值0．02mm的游标卡尺，测量法兰开孔处或任意处厚度3次，取算术平均值；

        5)内衬层厚度可采用分度值0．02mm的游标卡尺测量，测点应均布，并不得少于4次，取算术平均值；

        6)内表面的不圆度可采用分度值为1mm的卷尺，测量设备不同位置的内径之差与内径的比值；

        7)直线度可采用直尺法或重力法检测；

        8)垂直度可采用垂直度测量仪检测；

        9)平整度可采用百分表进行检测；

        10)角度偏差可采用量角器或角尺组合测量。

    3 表面巴氏硬度检测应符合现行国家标准《纤维增强塑料巴氏(巴柯尔)硬度试验方法》GB／T 3854的有关规定，且应在不同部位至少选取10处，每处不得少于3个测点。

    4 树脂不可溶分含量检测应符合现行国家标准《纤维增强塑料树脂不可溶分含量试验方法》GB／T 2576的有关规定。

    5 树脂含量检测应符合现行国家标准《玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法》GB／T 2577的有关规定。

    6 压力和抗渗漏试验方法应符合下列规定：

        1)敞口式设备盛水试验前，敞口处应密封，充水应达到最高液位要求；

        2)封闭式设备静压试验应先在制造方工厂进行，在正常工作状态且充满水的情况下应静压保持48h；安装交付后，应充满实际盛放物，并应静压保持48h；

        3)封闭式设备液压试验应在正常工作状态进行，试验压力不得低于1．1倍的设计内压，外压不得低于1倍设计压力，同时应进行声发射检测；

        4)当无法采用声发射检测时，压力和抗渗漏试验内压不得低于1．5倍设计压力，外压不得低于1．1倍设计外压但不得超过0．1MPa；

        5)封闭式设备进行压力抗渗漏检测时，应保压3min后降到设计压力，总保压时间不应小于20min。

        6)当封闭式设备不宜采用水压试验时，可采用气密性试验，并应测量环向应变值。

    7 力学性能检测方法应符合下列规定：

        1)采用铺层计算法设计时，宜在设计载荷下进行应变值验证测试，试验方法应符合本规范第8．4．2条第6款的有关规定。

        2)采用铺层实测法设计时，试样应从设备本体获取，当无法获取时，也可从与设备同步工艺制造的层合板上切取，层合板试样的单元拉伸刚度和单元拉伸强力检测应符合本规范第8．3．13条的有关规定；

        3)封头检测应在设备封头外表面任取100mm×100mm面积上施加1110N的载荷，并应观察封头的变形和破裂情况。

        4)法兰力矩载荷检测时应通过连接在法兰上一根1m长的管子，将力矩载荷分级加到法兰上，加载增量应为规定载荷的20％，直至加载到要求的力矩载荷。

        5)法兰扭转力矩载荷检测时应通过连接在法兰上一根1m长的管子，将扭转力矩载荷分级加到法兰上，加载增量应为规定载荷的20％，直至加载到表8．4．2规定的扭转力矩载荷。

表8．4．2 法兰扭转力矩载荷

    8 用于食品卫生的设备检验应符合现行国家标准《食品容器及包装材料用不饱和聚酯树脂及其玻璃钢制品卫生标准分析方法》GB／T 5009．98的有关规定。

    9 耐腐蚀试验应符合现行国家标准《玻璃纤维增强热固性塑料耐化学介质性能试验方法》GB／T 3857的有关规定，并应按本规范附录A规定的方法执行。

8．4．3 设备检验和判定应包括出厂检验和判定、型式检验和判定。

8．4．4 设备出厂检验和判定应符合下列规定：

    1 每台设备出厂检验项目应包括外观质量、厚度、直径、高度、巴氏硬度和渗漏，检测方法应符合本规范第8．4．2条的有关规定，判定应符合本规范第8．4．1条的有关规定；

    2 检验项目全部合格，应判定该产品合格；

    3 原材料、制造工艺、厚度、高度和直径项目中有1项不符合要求，应判定为不合格；

    4 设备筒体、封头等主体结构有渗漏，应判定为不合格；设备接管、法兰等搭接部位有渗漏时，可修复3次，经复验合格，应判定为合格；

    5 仅外观、巴氏硬度不符合要求时，可处理2次，经复验合格，应判定为合格。

8．4．5 设备有下列情况之一时应进行型式检验：

    1 新产品或老产品的转产、试制、定型鉴定；

    2 正式投产后，当结构、材料和工艺改变时；

    3 正常生产后，每12个月检验一次时；

    4 设备停产6个月以上，管道停产3个月以上，恢复生产时；

    5 出厂检验结果与上次型式检验有差异时；

    6 质量监督机构提出要求时。

8．4．6 设备的型式检验和判定应符合下列规定：

    1 设备型式检验样本应从出厂检验合格产品中按5％随机抽检，并不得少于1台；

    2 设备型式检验项目应符合本规范第8．4．1条的规定；

    3 设备型式检验的判定应符合下列规定：

        1)型式检验各项指标均合格时，应判定该型式检验产品合格；

        2)原材料、制造工艺、尺寸中任一项不符合要求，应判定该产品不合格；

        3)设备筒体、封头等主体结构有渗漏，应判定不合格；设备接管、法兰等搭接部位有渗漏时，可修复3次，经复验合格，可判定为合格；

        4)仅外观、巴氏硬度不符合要求时，可处理2次，经复验合格，可判定为合格；

        5)力学性能检测中有不合格项时，可第二次抽样检验，仍不合格，应判定为不合格。

    4 设备型式检验判定不合格时，应停止生产进行检查，并重新进行型式检验合格后方可恢复生产。

Ⅱ 纤维增强塑料管道

8．4．7 管道质量应符合下列规定：

    1 管端面应平齐，边棱应无毛刺，表面应平整、光滑，允许缺陷应符合本规范表7．4．1的规定。

    2 尺寸应符合设计要求，当设计无要求时，应符合下列规定：

        1)管道公称直径和允许偏差应符合表8．4．7-1的规定；

表8．4．7-1 管道公称直径和允许偏差(mm)

公称直径DN	允许偏差
DN≤150	±1.5
150＜DN≤600	±3.0
DN＞600	±0.5％×DN

        2)管道有效长度和允许偏差应符合表8．4．7-2的规定；


表8．4．7-2 管道有效长度和允许偏差(mm)

有效长度L	允许偏差
≤4000	±20
＞4000	±0.5％×L

        3)管壁平均厚度不得小于设计值，最小管壁厚度不应小于设计厚度的90％；内衬层厚度不应小于1．2mm；

        4)管道端面垂直度控制值应符合表8．4．7-3的规定。


表8．4．7-3 管道端面垂直度控制值(mm)

公称直径DN	端面垂直度控制值
DN＜600	4.0
600≤DN＜1000	6.0
DN≥1000	0.6％×DN

    3 表面巴氏硬度应符合本规范第7．3．3条第4款的规定。

    4 管壁中树脂不可溶分含量不应低于90％。

    5 直管段管壁树脂含量应符合设计规定，树脂含量允许偏差值应符合本规范第7．3．3条第3款的规定。

    6 管道进行水压渗漏试验时，应无渗漏，且管道及配件的外部应无损坏、开裂或裂缝。

    7 力学性能应符合下列规定：

        1)当许用应变取值采用指定值法时，管道检测的应变值应符合本规范第4．3．10条的有关规定；

        2)当许用应变取值采用长期性能测试法时，试样检测的极限强度值不应低于本规范式(4．3．14-1)的计算值。

    8 用于食品卫生管道应符合本规范第8．4．1条第8款的规定。

    9 用于腐蚀环境的管道应符合设计规定，耐腐蚀性能的评定应符合本规范第4．3．10条的有关规定。

8．4．8 管道质量检测的试验方法应符合下列规定：

    1 外观质量可采用目测、触摸或敲击等方法。

    2 尺寸的测量方法应符合下列规定：

        1)DN≥600mm的管道，外直径可采用分度值1mm的π尺或钢卷尺测量，不应少于5处，测点均布，取算术平均值；

        2)DN＜600mm的管道，外直径可采用分度值0．02mm的游标卡尺直接测出管道截面的两个垂直方向的数值，应取平均值；测试不应少于5处，测点均布，取算术平均值；

        3)内直径可采用分度值0．1mm内径测量尺，测试同一截面垂直和水平方向的内直径数值，应测2次，取算术平均值；

        4)长度可采用分度值为1mm的钢卷尺沿管道的母线进行测量，取4条母线长度的算术平均值；

        5)管壁厚度应采用分度值为0．02mm的游标卡尺在管道截面处沿圆周测量，每根管道测量点不得少于7个，测点应均匀布置，并应记录最大、最小和平均壁厚；

        6)内衬层厚度应采用分度值为0．02mm的游标卡尺测量，测量点不得少于4个，测点应均布，测量结果应取算术平均值；

        7)管道端面垂直度可采用直角尺和分度值为1mm的钢板尺测定。

    3 表面巴氏硬度检测应符合现行国家标准《纤维增强塑料巴氏(巴柯尔)硬度试验方法》GB／T 3854的有关规定，且每根管道不应少于10个检测点。

    4 树脂不可溶分含量检测应符合现行国家标准《纤维增强塑料树脂不可溶分含量试验方法》GB／T 2576的有关规定。

    5 直管段管壁树脂含量检测应符合现行国家标准《玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法》GB／T 2577的有关规定。

    6 管道水压渗漏试验方法应符合现行国家标准《纤维增强热固性塑料管短时水压失效压力试验方法》GB／T 5351的有关规定，并应符合下列规定：

        1)管道在使用中不承受由内压产生的轴向力时，其密封形式应采用约束端密封；当承受由内压产生的轴向力时，密封形式应采用自由端密封；

        2)当试验压力达到设计压力的1．5倍时，应保压2min；检测应在规定水温下进行，并应采取安全防范措施。

    7 力学性能测试方法应符合下列规定：

        1)当许用应变采用指定值法时，宜在设计载荷下进行应变值验证测试，试验方法应符合本规范第8．4．7条第6款的规定；

        2)当许用应变采用长期性能测试法时，试样的单元拉伸刚度和单元拉伸强力的验证应符合本规范第8．3．13条的规定。

    8 食品卫生检测应符合现行国家标准《食品容器及包装材料用不饱和聚酯树脂及其玻璃钢制品卫生标准分析方法》GB／T 5009．98的有关规定。

    9 耐腐蚀性能检测应符合现行国家标准《玻璃纤维增强热固性塑料耐化学介质性能试验方法》GB／T 3857的有关规定。

8．4．9 管道检验和判定应包括出厂检验和判定、型式检验和判定。

8．4．10 管道出厂检验和判定应符合下列规定：

    1 出厂检查项目和数量应符合下列规定：

        1)每一根管均应进行外观质量、尺寸和巴氏硬度的检查；

        2)应以相同材料、工艺、规格的100根管道为1批，当不足100根时，也应为1批；随机抽取1根，应进行厚度、树脂不可溶分含量和力学性能的检查；

        3)水压渗漏的检查数量可由供需双方商定，但不应小于样本数的1％；

        4)检测项目、质量要求和检测方法应符合本规范第8．4．7条和第8．4．8条的有关规定。

    2 出厂检验判定应符合下列规定：

        1)外观质量、尺寸、巴氏硬度、树脂不可溶分含量、水压渗漏和力学性能均达到要求，应判定该批次产品为合格；

        2)当水压渗漏检测不合格时，应对批管道逐根进行水压渗漏检测，检测合格的应判定该根管合格；

        3)当厚度、树脂不可溶分含量和力学性能检测中不合格项超过2项时，应判定该批产品不合格；当不合格项不多于2项时，可对不合格项加倍复检，复检项目全部达到合格应判定该批产品为合格。

8．4．11 管道进行型式检验的条件应符合本规范第8．4．5条的规定。

8．4．12 管道的型式检验和判定应符合下列规定：

    1 应以相同材料、工艺、规格的100根管道为1批，当不足100根时，也应为1批。

    2 每批应随机抽取6根，进行外观质量、尺寸和巴氏硬度的检测；并任取1根，进行水压渗漏、力学性能和树脂不可溶分含量的检测。

    3 型式检验的项目和质量应符合本规范第8．4．7条的规定。

    4 型式检验的判定应符合下列规定：

        1)外观质量、尺寸、巴氏硬度、水压渗漏、力学性能和树脂不可溶分含量均符合要求时，应判定型式检验为合格；

        2)当外观质量、尺寸和巴氏硬度检测的不合格项不超过2项时，可对不合格项进行第二次抽样检测，第二次抽样检测仍不合格，应判定型式检验为不合格。

        3)当水压渗漏、力学性能和树脂不可溶分含量有不合格项时，应加倍抽检，抽检不合格应判定型式检验为不合格。

 

9 标志、包装、运输、贮存

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9．1 设备

9 标志、包装、运输、贮存

9．1 设备

9．1．1 设备标志应清晰牢固，标志应包括设备名称、规格型号、设计温度、设计压力、工作介质、生产厂名、制造日期等内容。

9．1．2 设备包装应符合下列规定：

    1 当采用支架加软垫固定时，在易碰撞或摩擦处应包扎软质垫；

    2 应有产品合格证、使用说明书及备用附件清单等随箱资料，使用说明书应包括下列内容：

        1)设备主要性能及参数；

        2)运输、贮存和使用注意事项；

        3)安装及维修要求。

9．1．3 设备运输应符合下列规定：

    1 设备应与运输工具可靠固定，运输过程中不得有任何方向的移动；

    2 运输工具应保持平稳行驶，不得剧烈振动。

9．1．4 设备搬运应符合下列规定：

    1 起吊应从设备的吊装环上受力。

    2 未设置吊装环的设备起吊应符合下列规定：

        1)采用捆绑式起吊，起吊前应计算重心；

        2)采用合成纤维织物吊索，使用前应确认吊索承载能力满足要求；

        3)起吊前，设备上应系导引绳；设备吊起挪动时，不得撞击其他物体；

        4)使用吊装环起吊时，起重机挂钩与设备之间的距离不应小于吊装环之间的距离。

    3 在地面上，设备不得滚动或滑动，不得直接撬动设备本体，不得碰撞零部件。

    4 使用叉车调整设备位置时，货叉应带软垫。

9．1．5 设备贮存场地应平整，放置方向应与设计取向相同，当放置方向需调整时，应设置支撑并固定。设备不得放置在有坚硬突出物的地面上。

9．1．6 设备运输、贮存中，应远离热源、火源。

9．1．7 设备运输、贮存过程中不应堆压设计要求以外的物体。

 

9．2 管道

9．2 管道

9．2．1 每根管道的标志应清晰。标志应包括公称尺寸、设计压力、设计温度、工作介质、生产厂名、生产批号和制造日期等内容。

9．2．2 管道包装应符合下列规定：

    1 两端的管端面及外侧连接面应采用柔性材料包装；

    2 公称直径不超过150mm的管道可多根一起捆扎，公称直径超过150mm的管道宜单根包装；

    3 不同直径单根包装的管可套装，套装后的管道不得滑动；

    4 应有产品合格证、使用说明书等随箱资料。

9．2．3 管道装卸或搬运应符合下列规定：

    1 应采用柔韧的吊带或绳索进行吊装，不应使用钢丝绳或铁链直接捆绑吊装；

    2 管道应采用与管长中点对称的两点起吊，吊点应设在管道受弯矩的最小位置，吊装时应设置导向绳控制方向和落点；

    3 不得将起吊绳从管内穿过后起吊。

9．2．4 运输过程中管道应采用支垫并应固定。

9．2．5 管道贮存应符合下列规定：

    1 堆放场地应平整，管道底部宜设置支垫；

    2 宜利用原包装存放，堆放高度不应超过2m；

    3 不宜长期露天存放；

    4 堆放处应远离热源、火源、污染及化学侵蚀环境。

9．2．6 小型管件宜分类储存，运输可采取箱式包装，并不得碰撞。

 

10 安装

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10．1 一般规定

10 安装

10．1 一般规定

10．1．1 安装人员应经技术和安全培训合格。

10．1．2 进入安装现场设备和管道具备的资料应符合本规范第9．1．2条第2款和第9．2．2条第4款的规定。

10．1．3 与设备和管道安装相关的承载结构或基础应验收合格。

10．1．4 设备和管道在吊装、卸车、二次搬运过程中除应符合本规范第9．1．4条和第9．2．3条的规定外，尚应符合下列规定：

    1 不得采取捆缚人孔、接管等附件的方法吊装；

    2 不得加载吊装。

10．1．5 安装前应对设备和管道的内表面、外表面进行检查，当有划伤等缺陷时，应按本规范第7．4．2条的规定进行修补。

10．1．6 设备与管道安装和检验文件应完整。

 

10．2 设备安装

10．2 设备安装

10．2．1 设备基础应办理交接验收手续，每米平整度的允许偏差应为±2mm，整个平面基础的平整度允许偏差应为±5mm。

10．2．2 立式平底设备应安装在连续平整的基础上，并应符合下列规定：

    1 安装带有底部排液口的设备时，基础上应留有凹槽，排液口接管法兰不得与基础接触；

    2 设备安装的垂直度偏差不应大于0．5°；

    3 安装非现场制作的平底设备时，设备基础应铺垫耐腐蚀软质材料，铺垫厚度应满足与设备底部完全接触的要求。

10．2．3 卧式圆形设备安装应符合下列规定：

    1 支撑应采用鞍式支座，鞍式支座应符合设计规定，支座与设备外壁应吻合，支座与设备底部接触面的间隙应小于5mm；

    2 安装在基础上的支座，应校直、调平和固定牢固；

    3 支撑与筒体之间的垫板应采用耐腐蚀软质材料。

10．2．4 悬挂式立式设备的安装应符合下列规定：

    1 支座应符合设计要求；

    2 设备安装的垂直度偏差不应大于0．5°；

    3 支座垫片应使用承重耐腐蚀材料。

10．2．5 带支撑腿及带裙座立式设备安装应符合下列规定：

    1 支撑腿及裙座应符合设计要求；

    2 设备应安装垂直，垂直度偏差不应大于0．5°；

    3 支撑腿及裙座的垫片应采用承重耐腐蚀材料。

10．2．6 附件或外部设备的连接和安装应符合下列规定：

    1 连接设备的管道应设置支撑，不得采用设备本体作为支撑，接管的局部载荷不得超过设计值；

    2 水平安装在设备上的阀门及其他较重的附件应单独设置支撑；

    3 搅拌口、混合器、冷却(加热)蛇管等附件应单独设计安装方式；

    4 与振动设备连接时，应采用柔性连接。

10．2．7 设备安装完成，压力和抗渗漏试验应按设计要求进行，并应符合本规范第8．4．2条第6款的规定。

 

10．3 管道安装

10．3 管道安装

10．3．1 管道装配和连接应符合下列规定：

    1 与管道连接的设备应安装到位，并经质量检查合格；

    2 管道接头应设置在便于检修、观察的地方；

    3 架空管道安装时，管道接头部位应设置操作平台；

    4 管道与设备不得强力对接。

10．3．2 管道的坡向、坡度应符合设计规定。

10．3．3 管道安装时应对管、管件、阀门和伸缩节等的外观、规格和型号进行检验，内、外表面应干净，不得有刮伤、裂纹等缺陷。

10．3．4 管道的支架或吊架的设置和安装应符合本规范第6．2．1条的规定。

10．3．5 管道宜采用刚性接头进行连接，刚性接头包括承插粘接接头(图10．3．5-1)、手糊对接接头(图10．3．5-2)和法兰接头(图10．3．5-3)。

图10．3．5-1 承插粘接接头

1-管道承口；2-管道插口；3-树脂胶泥

图10．3．5-2 手糊对接接头

1-管道；2-包覆纤维增强塑料

10．3．6 当采用承插粘接接头连接管道时，应符合下列规定：

    1 承口和插口的表面应进行打磨，并应清理干净；承口的内表面和插口的外表面应有均匀的粗糙度；

    2 应清理打磨面上的粉尘；

图10．3．5-3 法兰接头

1-平端法兰；2-活套法兰

    3 插入长度及粘接工艺应符合本规范第6．2．2条的规定。

10．3．7 当采用手糊对接接头连接管道时，粘接工艺应符合本规范第7．5节的有关规定，包覆宽度及铺层工艺应符合本规范第6．2．2条的规定。

10．3．8 当采用法兰接头连接管道时，应符合下列规定：

    1 法兰密封面及密封垫片的表面不得有影响密封性能的缺陷；

    2 法兰连接时应平行，偏差不应大于法兰外径的1‰，且不应大于1mm，不得用强紧螺栓的方法消除法兰的歪斜；

    3 法兰连接时应同轴，连接螺栓应自由穿入；螺栓及螺母与法兰贴紧处应采用平光垫圈；

    4 螺栓拧紧时施力应对称均匀，并应逐渐加力拧紧，按上下、左右中心线顺时针排序，依次、对称拧紧螺栓(图10．3．8)。

10．3．9 管道与产生振动的设备连接时，应安装柔性连接件。

10．3．10 连接在管道线上的阀门及其他设备，在水平和垂直方向宜采用单独支撑(图10．3．10)，管线垂直方向不应过载。

10．3．11 穿墙及穿楼板的管道应加套管，管道接头不得设置在套管内。穿墙及穿楼板套管长度应超过墙面及楼面50mm。管道与套管的空隙应采用石棉或其他不燃材料填塞。

10．3．12 当管道安装工作间断时，应封闭管口。

10．3．13 管道安装允许偏差应符合表10．3．13的要求。

图10．3．8 螺栓拧紧次序示意图

1-带螺孔垫片；2-不带螺孔垫片；3-“O”形圈垫片

图10．3．10 阀门的单独支撑

表10．3．13 管道安装允许偏差(mm)

10．3．14 安装和连接完成的管道的压力试验和抗渗漏试验应符合下列规定：

    1 压力试验介质宜采用清水，冬季进行压力试验时应采取防冻措施。

    2 试压过程中，管道两端堵头处和管道上不得站人，不得对管道、接口进行敲打或修补缺陷，遇有缺陷时应作出标记，卸压后方可修补。

    3 长度大于1000m的刚性连接管道应分段试压，试压长度宜为500m～800m，分段试压合格后应进行全段试压。

    4 柔性承插连接管道的整条管线可进行压力试验。

    5 试验压力应为设计压力的1．5倍，并应符合下列规定：

        1)试压时，试验压力应缓慢升压，一次升压不得超过0．5MPa，稳定无异常后依次升压，直至试验压力；

        2)每次升压后应稳压10min，当达到试验压力后应再稳压30min以上，检查管道及各连接头和附件，应无裂纹和无渗漏，压力表的压降不宜超过试验压力的1％，当压降超过1％时应停止压力试验；

        3)排水后应对缺陷处进行修补处理，再重新进行压力试验。

    6 当管道进行真空压力试验时，试验压力应选取1．3倍设计压力和0．1MPa的小者，达到试验压力后稳压应少于30min，检查管道及各连接头和附件应无破坏。  

 

10．4 使用与维修

10．4 使用与维修

10．4．1 设备使用应符合下列规定：

    1 设备制造商应提供设备使用、维护和修理的技术资料；

    2 使用过程中的过压保护应符合本规范第3．4．2条和第3．4．3条的规定；

    3 存放介质的种类、浓度和温度等应符合设计要求；

    4 应远离火源及高温热源。

10．4．2 管道使用应符合下列规定：

    1 管道使用压力不得超过设计压力；

    2 管道输送介质的种类、浓度和温度等应符合设计要求，当有变动时，应经设计确定；

    3 管道增压、减压应缓慢均匀；

    4 管道使用时，应避免硬、尖锐物撞击和外部挤压，不得附加设计以外的载荷，应远离火源及高温热源。

10．4．3 设备在使用过程中，当发现内衬损坏、局部碰伤或渗漏等现象时，应进行修复，并应符合下列规定：

    1 设备修复前，应放空设备贮存介质，设备内表面应清洗并干燥；

    2 进入设备内清洗和检修时，除应符合进入受限空间作业的相关规定外，操作人员还应穿软底鞋；所用工具、脚手架及其他硬物不得撞击设备壁，与设备的接触点均应包上软垫；

    3 修补用原材料及工艺应符合本规范第7．4．2条的规定；

    4 设备修复部位在未达到要求的强度之前，不得投入使用。

10．4．4 管道在使用过程中，当发现内衬损坏、局部碰伤、渗漏等现象时，应修复或更换，并应符合下列规定：

    1 管道修复前，应放空管道内的介质，并应清洗和干燥；

    2 修补用原材料及工艺应符合本规范第7．4．2条的规定；

    3 管道修复部位在未达到要求的强度之前，不得投入使用；

    4 经检查确认管道无法修复时，应更换。

 

11 工程验收

11 工程验收

11．0．1 纤维增强塑料设备与管道工程质量验收的划分应符合下列规定：

    1 工程质量验收的划分可按检验批、分项工程、分部工程进行；

    2 检验批的划分，设备宜以单台划分为一个检验批；管道宜按系统或相同介质、相同压力等级、同一批次检验的，划分为一个检验批；

    3 分项工程的划分，可由一个或若干个检验批组成；

    4 分部工程的划分，可由同一制造材料组成一个分部工程或若干个子分部工程。

11．0．2 纤维增强塑料设备的工程质量检验应符合下列规定：

    1 压力和抗渗漏性检验应为主控项目，质量要求和检测方法应符合本规范第8．4．1条和第8．4．2条的有关规定；

    2 外观质量、设备安装垂直度、法兰接管安装角度偏差、端面与轴线的垂直度偏差检验宜为一般项目，质量要求和检测方法应符合本规范第8．4．1条和第8．4．2条的有关规定。

11．0．3 纤维增强塑料管道的工程质量检验应符合下列规定：

    1 水压渗漏性检验应为主控项目，质量要求和检测方法应符合本规范第8．4．7条和第8．4．8条的有关规定；

    2 外观质量、安装尺寸允许偏差检验宜为一般项目，外观质量应符合本规范第8．4．7条第1款和第8．4．8条第1款的有关规定，安装尺寸允许偏差应符合本规范表10．3．13的规定。

11．0．4 纤维增强塑料设备与管道工程质量验收应包括中间交接和交工验收。未经交工验收的工程，不得投入生产使用。

11．0．5 纤维增强塑料设备与管道工程质量验收合格应符合下列规定：

    1 主控项目检验应合格；

    2 一般项目检测点的合格率不应小于80％，且不合格点不得影响使用；

    3 设备和管道的产品质量检验文件、交接及安装文件、压力和抗渗漏检验等文件资料应齐全。

11．0．6 当纤维增强塑料设备与管道工程质量验收有不合格项时，应按下列要求处理：

    1 经返工或修复的，应重新进行检验；

    2 经检测鉴定达到设计要求的，应予以验收；

    3 经检测鉴定仍达不到设计要求的，不得验收。

11．0．7 经过返修或修复仍不能满足安全使用要求的纤维增强塑料设备与管道工程，不得验收。

11．0．8 纤维增强塑料设备与管道工程质量验收时，应提交下列文件：

    1 计算书、设计图、设计说明书；

    2 制成品质量检验文件；

    3 安装与检验文件；

    4 使用说明书；

    5 中间交接或隐蔽工程记录；

    6 修补或返工记录；

    7 竣工图；

    8 完工或竣工报告。

 

附录A 纤维增强塑料设备耐腐蚀内衬层分项设计系数K2的确定

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A．1 一般规定

附录A 纤维增强塑料设备耐腐蚀内衬层分项设计系数K2的确定


A．1 一般规定

A．1．1 纤维增强塑料设备耐腐蚀内衬层的分项设计系数K
₂应按下列方法确定：

    1 制造商提供的树脂耐腐蚀数据；

    2 应用经验；

    3 实验室试验或现场挂片验证。

A．1．2 当采用不同方法得到分项设计系数K
₂值时，设计中应选用最低值。

A．2 树脂耐腐蚀数据与分项设计系数K2的确定

A．2 树脂耐腐蚀数据与分项设计系数K2的确定

A．2．1 树脂耐化学腐蚀数据内容应符合下列规定：

    1 腐蚀介质的相态应包括液态、气态、固态以及混合相态；

    2 腐蚀介质的作用量应包括质量百分比浓度或pH值；

    3 在腐蚀介质条件下推荐的材料数据应包括树脂的最高使用温度T
_max和热变形温度HDT、与树脂配套的增强纤维及固化体系；

    4 推荐使用树脂的固化条件，应包括固化时间和温度、后固化时间和温度。

A．2．2 分项设计系数K2应按表A．2．2的规定选用，并应符合下列规定：

    1 推荐使用的树脂热变形温度HDT应高于设计温度T
_d20℃；

    2 树脂的后固化应在树脂热变形温度或树脂制造商推荐的温度下至少保持4h；

    3 采用最高使用温度T
_max的条件，应符合本规范A．2．1条的规定。

表A．2．2 分项设计系数K₂

注：T
_max为最高使用温度，T
_d为设计温度。

A．3 应用经验与分项设计系数K2的确定

A．3 应用经验与分项设计系数K2的确定

A．3．1 在应用经验下的分项设计系数K2确定应符合下列规定：

    1 在相同或相似的应用工况下，具有3年以上使用记录，可采用原设计的分项设计系数K
₂。

    2 在相同或相似的应用工况下，具有3年以上使用记录，且设备内衬表面已通过按本规范第A．4节中方法的检测评估，分项设计系数K
₂的取值应符合下列规定：

        1)可降低原设计的K
₂取值，但降低幅度不得大于0．1；

        2)K
₂的取值不得小于1．1。

    3 在相同或相似的应用工况下，有大于6个月但少于3年的使用记录，且设备内衬表面已通过按本规范第A．4节中方法的检测评估，可采用原设计的K
₂值。

A．3．2 当分项设计系数K
₂确定后，应采用与原设计相同树脂、纤维组成的内衬层结构、固化体系、固化及后固化条件。

A．4 实验室试验或现场挂片验证与分项设计系数K2的确定

A．4 实验室试验或现场挂片验证与分项设计系数K2的确定

A．4．1 试验和验证的样板应采用耐腐蚀内衬层结构，耐腐蚀内衬层的组成、树脂含量应符合本规范第5．1．7条的规定。

A．4．2 试验和验证的样板制作和试验方法应符合现行国家标准《纤维增强塑料 试验板制备方法 第2部分：接触和喷射模塑》GB／T 27797．2和《玻璃纤维增强热固性塑料耐化学介质性能试验方法》GB／T 3857的有关规定。

A．4．3 实验室试验应符合下列规定：

    1 试验温度应为设计温度，温度波动不得大于2℃；

    2 试验期龄可协商确定，且浸泡时间不应少于16周；

    3 试验的液体介质应定期更换；

    4 试验样板应采用下列浸泡方法：

        1)一个试验样板的单面应浸泡在液体介质中，另一个试验样板的单面应暴露在液体介质的气相中；

        2)试验样板应全部浸泡在液体介质中。

A．4．4 现场挂片验证应符合下列规定：

    1 在运行工况条件下，现场挂片可单面或双面浸泡在设备或管道中；也可采用短管件以毗邻管道的形式浸泡或暴露在运行环境中，但管件尺寸应满足制样和检测的要求；

    2 试验期龄不得少于3个月。

A．4．5 试验和验证样板的耐腐蚀性能评估项目和指标应按表A．4．5的规定选用，并应符合下列规定：

表A．4．5 耐腐蚀性能评估项目和指标

    1 外观指标的性能评级应符合下列规定：

        1)颜色应从没有变化的半透明初始颜色(0级)开始，到在介质中浸泡后颜色逐步变化，直到完全变色和变暗(5级)进行性能评级；

        2)光泽保持应从浸没后保持原始的光泽无损失(0级)开始，到亚光表面(5级)进行性能评级；

        3)不透明度应从浸没后无变化(0级)开始，到完全不透明且纤维发白(5级)进行性能评级；

        4)发粘应从浸没后察觉不到发粘(0级)开始，到表面发粘且接触时带有可去除的可粘物(5级)进行性能评级；当达到5级，应单独按此评级否定该材料的使用；

        5)纤维裸露应从不裸露(0级)开始性能评级，纤维裸露的等级以纤维溶胀露出、到和纤维重叠部位有小气泡时，应划分为1到5级；

        6)面层树脂缺失应从没有缺失(0级)开始，到面层树脂缺失(5级)进行性能评级；当树脂和纤维都有缺失，应单独按此评估否定该材料的使用；

        7)气泡形成，应对表面的气泡大小和分布进行评估，应按与原始相同(0级)开始，到一些直径为1mm～2mm的气泡(1级)逐步到直径大于5mm的中量气泡(5级)进行性能评级；当发生大量直径大于5mm气泡或偶有直径大于20mm的气泡时，应单独按此评估否定该材料的使用；

        8)龟裂应从无龟裂(0级)开始，到不超过50％的表面已龟裂(5级)进行性能评级；当超过50％的材料表面有龟裂，应单独按此评估否定该材料的使用；

        9)裂缝生成应从无裂缝(0级)开始，到多裂缝(5级)进行性能评级。当多裂缝导致深的裂缝和材料“完全开裂”时，应单独按此评估否定该材料的使用；

        10)分层应从无分层(0级)开始，到分层至长度为25mm(5级)进行性能评级。

    2 尺寸稳定性指标的性能评级应符合下列规定：

        1)溶胀应从厚度没有变化(0级)开始，到20％的厚度增加(5级)进行性能评级；

        2)重量变化应从无重量的变化(0级)开始，到5％重量变化(5级)进行性能评级；

        3)巴氏硬度变化应从没有变化(0级)开始，到巴氏硬度降低50％(5级)进行性能评级。

    3 机械性能的评估应采用弯曲强度和弯曲模量的半对数图，并应符合下列规定：

        1)弯曲强度和弯曲模量的保留率应与时间的对数相对应，并应采用渐进逼近小于50％保留率或采用线性外推法到50％保留率点的方法确定；

        2)试验应从保留率没有变化(0级)开始，到10年后保留率到50％(10级)进行性能评级；

        3)当弯曲强度或弯曲模量在50％保留率点的相对应时间少于10年时，应单独按此评估否定该材料的使用。

    4 耐腐蚀性能评估应符合下列规定：

        1)应采用相同的浸泡试验方法和耐腐蚀性能评估量表；

        2)不得缺少机械性能的评估指标；

        3)在评估指标范围内，把各项指标的性能评级分数乘以所对应指标的加权因子后再相加，应得到最后的耐腐蚀性能评定总分；

        4)在选定的评估指标范围内，应把各项指标性能评级的最大(最坏)分数乘以所对应指标的加权因子后再相加，应得到最大总分；

        5)当最后的评定总分小于最大总分的50％时，材料应被采用。

A．4．6 分项设计系数K
₂应按表A．4．6的规定取值。

表A．4．6 分顼设计系数K₂

附录B 腐蚀介质的分类

附录B 腐蚀介质的分类


表B 腐蚀介质的分类

注：当使用1、2、7类介质以及草酸时，耐腐蚀层应采用合成纤维或碳纤维。

附录C 卧式容器设计

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C．1 一般规定

附录C 卧式容器设计

C．1 一般规定

C．1．1 卧式容器设计应包括筒体的计算、鞍座数量、结构形式、鞍座布置、鞍座包角的选取。

C．1．2 卧式容器鞍座(图C．1．2)的设计应符合下列规定：

图C．1．2 卧式容器鞍座

1-加强环；2-鞍座包角；3-混凝土刚性鞍座；4-鞍座边角；5-钢制刚性鞍座

    1 鞍座包角宜为180°，不得小于120°；

    2 鞍座中心线与封头切线的距离不宜大于筒体半径的50％与封头切线间距的20％中的较小者，任意两个鞍座之间的距离不应大于筒体直径的1．5倍；

    3 鞍座的形状应与卧式容器外形相吻合；

    4 容器在水平方向上应能自由移动；

    5 鞍座与筒体之间的缓冲层应选用最小厚度为6mm的橡胶板或其他低弹性模量材料。

 

C．2 卧式容器的计算

C．2 卧式容器的计算

C．2．1 筒体纵向弯矩的计算应符合下列规定：

    1 支撑在鞍座上的容器可简化为直梁，当容器受到自重、物料重量、附加载荷和液柱压力作用时，应计算在容器封头上产生的弯矩。

    2 双鞍座支撑的卧式容器(图C．2．1-1)鞍座处圆筒截面上的轴向弯矩M
₁和圆筒中间处的轴向弯矩M
₂(图C．2．1-2)，应分别按下列公式计算：

式中：M
₁——鞍座处圆筒的轴向弯矩(N·mm)；取值应符合表C．2．1的规定；

          M
₂——圆筒中间处的轴向弯矩(N·mm)；

          w——单位长度均布载荷(N／mm)；

          D——容器的平均直径(mm)；

          h——封头曲面深度(mm)；

          A——鞍座底板中心线至封头切线的距离(mm)；

          L——两个封头切线间距离(mm)；

          W
₁——每个鞍座的反力(N)。

图C．2．1-2 双鞍座圆筒容器受力分布简图

1-作用在容器封头的流体静压载荷(w·D／2)；2-鞍座中心线；3-单位长度均布载荷w

表C．2．1 鞍座处圆筒的轴向弯矩M₁取值

注：从切面到凸形封头重心位置的距离可近似为3h／8，封头自身及封头中的物料重量可按作用在封头重心上计算。

C．2．2 圆筒轴向单元载荷计算应符合下列规定：

    1 圆筒中间截面上的轴向单元载荷应按下列公式计算：

式中：q
_x1——圆筒中间截面最高点的轴向单元载荷(N／mm)；

          q
_x2——圆筒中间截面最低点的轴向单元载荷(N／mm)；

          p
_D——内压加上其他附加压力的计算压力(MPa)。

        3)当圆筒中间截面受压缩载荷时，最大轴向单元压缩载荷q
_xc应按本规范第5．3．3条有关规定进行临界轴向屈曲计算。

    2 鞍座平面处轴向单元载荷应按下列公式计算：

式中：q
_x3——鞍座处最高点的轴向单元载荷(N／mm)；

          q
_x4——鞍座处最低点的轴向单元载荷(N／mm)；

          K
₁，K
₂——系数，应按表C．2．2的规定取值。

表C．2．2 K₁，K₂系数

    3 圆筒轴向单元载荷校核应符合下列规定：

式中：[q
_x]——层合板的许用轴向单元载荷(N／mm)；

          q
_xc——圆筒的最大轴向单元压缩载荷(N／mm)；

          F——屈曲安全系数，按本规范第4．3．3条的规定取值；

          u
_c——圆筒的轴向单元压缩屈曲载荷(N／mm)。

C．2．3 圆筒稳定性的计算和校核应符合下列规定：

    1 圆筒的稳定性应按本规范第5．3．3条的有关规定进行校核，并应符合下列规定：

        1)当压力载荷为0或负压时，圆筒中间截面的最大压缩单元载荷应按本规范式(C．2．2-1)计算。

        2)当压力载荷为0或负压时，鞍座平面上的最大压缩单元载荷应按本规范式(C．2．2-3)计算。

        3)容器最大轴向单元压缩载荷uc应按本规范第5．3．3条的有关规定计算。

        4)判别准则应满足下式要求：

式中：q
_x——圆筒轴向单元载荷(N／mm)，取式(C．2．2-1)和式(C．2．2-3)的计算结果中的较大值。

        5)当受负压载荷时，在轴向载荷和径向载荷组合作用下应满足下式要求：

式中：p
_c——圆筒临界屈曲压力(MPa)，应按本规范第5．3．3条确定；

          p
_u——负压力(MPa)。

    2 当容器壁厚无法满足式(C．2．3-1)和式(C．2．3-2)要求时，在靠近鞍座处应设置加强圈，并应按本规范表C．2．2的规定选用较大的K1和K2值，再进行计算和校核。

    3 当采用平行于容器全长的两个纵向加强筋时，加强筋应设置在容器顶部，间距宜为筒体直径的40％，加强筋应与容器形成一整体，在外载荷作用下不得失效。

C．2．4 双鞍座支撑的圆筒切向剪力分布可按本规范图C．2．1-2确定，多鞍座圆筒可按连续梁分析方法计算其剪力。圆筒切向剪力的计算应符合下列规定：

    1 双鞍座结构在鞍座截面的最大剪力(本规范图C．2．1-2)应按下式计算：

式中：Q——圆筒计算处的剪力(N)。

    2 鞍座区域的剪应力载荷应按下式计算：

式中：τ
_max——圆筒最大切向剪应力(MPa)；

          t——圆筒壁厚(mm)；

          K
₃——系数，应按表C．2．4的规定取值。

表C．2．4 K₃系数

C．2．5 圆筒层合板的切向最大剪切应力τ
_max的校核应满足下式要求：

式中：[τ]——圆筒层合板的许用剪切应力(MPa)，可按本规范式(4．3．8-4)计算。

C．2．6 圆筒剪切失稳校核应满足下列公式要求：

式中：τ
_c——鞍座处圆筒的临界失稳剪切应力(MPa)；

          τ——圆筒鞍座截面处最大剪切应力(MPa)；

          E
_Φ,b——层合板环向弯曲模量(MPa)；

          E
_x——层合板轴向拉伸模量(MPa)；

          L
_S——鞍座或加强圈之间的距离(mm)；

          k
_q——圆筒载荷的函数；当载荷为拉伸载荷时，k
_q取1．5；当载荷为压缩载荷时，k
_q取1．0。

C．2．7 当A＞D／4且在鞍座平面上无加强环时，其环向单元载荷计算和校核应符合下列规定：

    1 圆筒环向单元载荷的最大值可发生在鞍座边角处和鞍座截面处的圆筒最低点，在鞍座截面处的圆筒最低点的最大单元载荷应按下式计算：

式中：q
_Φ5——鞍座截面处圆筒最低点的最大环向单元载荷(N／mm)；

          b
₁——鞍座的轴向宽度(mm)；

          K
₅——系数，应按表C．2．7的规定取值。当鞍座与容器的为刚性固定时，K
₅可按

K
₅取值；当鞍座与容器间可水平滑动时，K
₅可按3K
₅取值或采用试验数据。

表C．2．7 K₅系数

鞍座包角θ（°）	120	135	150	165	180
K 5	0.76	0.711	0.673	0.645	0.624

    2 由式(C．2．7-1)计算无加强圈圆筒的环向单元载荷最大值q
_Φ5应符合按本规范第5．3．3条计算的压缩稳定性规定，并应满足下式要求：

式中：[q
_Φ]——层合板的许用环向单元载荷(N／mm)。

C．2．8 无加强圈圆筒或被封头加强圆筒的鞍座边角处载荷计算应符合下列规定：

    1 在鞍座边角的最大弯矩M
_H应按下式计算：

式中：M
_H——无加强圈圆筒或被封头加强圆筒的鞍座边角处的最大弯矩(N·mm)；

          K
₆——系数，应按表C．2．8的规定取值。

表C．2．8 K₆系数

    2 环向单元载荷弯曲分量应按下列公式计算：

        1)当L≥4D，有效宽度(图C．2．8)L
_r＝2D时，应按下式计算：

图C．2．8 容器承受弯矩M_H的有效宽度L_r

 

附录D 法兰设计

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D．1 一般规定

附录D 法兰设计


D．1 一般规定

D．1．1 纤维增强塑料法兰安全系数K值应取8。

D．1．2 纤维增强塑料法兰所用的钢制螺栓材料应符合现行国家标准《压力容器 第2部分：材料》GB150.2的有关规定。

D．1．3 活套法兰中的钢制材料应符合现行国家标准《压力容器第 2 部分：材料》GB 150. 2 的有关规定。

 

D．2 法兰形式及要求

D．2 法兰形式及要求

D．2．1 纤维增强塑料法兰可分为整体法兰和活套法兰(图D.2.1)，其设计应符合下列规定：

1 法兰补强高度(图 D.2.1)(位置a)不应小于 4 倍的法兰厚度δ
_f；

2 法兰到接管部分宜采用渐缩结构(图 D.2.1)(位置b)；

3 法兰的外部(图D.2.1)(位置c)宜采用单位面积质量为1.2kg/㎡的纤维短切原丝毡；

4 法兰沿筒体或接管长度方向(δ
_f十6
_t)mm范围，其厚度应大于(δ
_f/2)mm；

5 整体法兰的背面宜设计最小厚度为 6mm的钢制垫环，或采用钢垫圈；

6 法兰所有转角处的转角半径不得小于 3mm；

7 活套法兰外径与钢法兰内径之间的间隙(图 D.2.1)(位置d)不应大于 3mm。

D．2．2 整体法兰的载荷作用位置分布可按图 D.2.2-1确定，活套法兰的载荷作用位置分布可按图D.2.2-2确定。

图D.2.1 纤维增强塑料法兰 t——筒体或接管厚度(mm)

图D.2.2-1 整体法兰的载荷作用位置分布 1——钢制垫环或钢垫圈

图D.2.2-2 活套法兰的载荷作用位置分布 1——钢法兰；2——法兰

D．3 整体法兰设计

D．3 整体法兰设计

D．3．1 整体法兰在载荷作用(图D．2．2-1)下的设计和计算可按现行国家标准《压力容器 第3部分：设计》GB 150．3的有关规定执行。

D．3．2 法兰厚度应按下列公式计算：

式中：δ
_f——法兰有效厚度(mm)；

          F
_R——作用在法兰上螺栓载荷的中心圆外侧，平衡F
_D、F′
_p、产生的力矩所需的轴向力(N)；

          L
_R——作用于法兰上螺栓载荷的中心圆直径至F
_R作用位置处的径向距离(mm)；

          K——设计安全系数，应取8；

          σ
_CSM——纤维短切原丝毡单层板的极限拉伸强度(MPa)；

          U——纤维短切原丝毡单层板的单元拉伸强度[N／(mm·kg／㎡)]；

          t
_g——单位面积质量的纤维短切原丝毡单层板厚度[mm／(kg／㎡)]；

          D——垫片外径或法兰外径，取两者的小值(mm)；

          n——螺栓数量；

          d
_b——螺栓孔直径(mm)。

D．3．3 整体法兰的基本参数可按表D．3．3的规定选用，并应符合下列规定：

    1 纤维短切原丝毡单层板的许用应变不应小于0．25％；

    2 垫片应采用无织物橡胶垫或邵氏硬度为50～65的高含量纤维橡胶合成垫；

    3 垫片特性系数m应为1.0，y应为1.4。

表D．3．3 整体法兰的基本参数

D．3．4 当不符合本规范D．3．3条规定或超出本规范表D．3．3规定的法兰基本参数范围时，整体法兰的设计和计算应按本规范D．3．1条和D．3．2条的规定执行。

 

D．4 活套法兰设计

D．4 活套法兰设计

D．4．1 垫片的设计和计算应符合下列规定：

    1 常用软垫片的特性参数(m，y)取值应符合现行国家标准《压力容器 第3部分：设计》GB 150．3的有关规定。

    2 垫片有效密封宽度应按下列公式计算：

式中：G
₁——作用在法兰上载荷的中心圆直径(mm)；

          B
_r2——与法兰相接触点处的活套法兰内直径(mm)；

          b′
_o——预紧状态垫片基本密封宽度(mm)；

          b′——预紧状态垫片有效密封宽度(mm)；

          2b″——操作状态垫片有效密封宽度(mm)，取5；

    3 垫片压紧力作用中心圆直径应按下式计算：

    式中：D′
_G——垫片压紧力F′
_P作用中心圆直径(mm)。

    4 垫片需要的最小垫片压紧力应按下列公式计算：

式中：F′
_a——预紧状态需要的最小垫片压紧力(N)；

          y——垫片比压力(MPa)，应按现行国家标准《压力容器 第3部分：设计》GB 150．3的有关规定取值；

          F′
_p——操作状态需要的最小垫片压紧力(N)；

          m——垫片系数，应按现行国家标准《压力容器 第3部分：设计》GB 150．3的有关规定取值；

          p——法兰设计压力(MPa)。

D．4．2 螺栓的设计和计算应符合下列规定：

    1 螺栓的布置应符合现行国家标准《压力容器 第3部分：设计》GB 150．3的有关规定。

    2 螺栓载荷应按下列公式计算：

式中：F′——内压引起的总轴向力(N)；

          F′
_T——内压引起的总轴向力F′与作用在法兰内径截面上内压引起的轴向力F
_D之差(N)；

          F
_D——内压引起的作用于法兰内径截面上的轴向力(N)；

          D
_i——法兰内直径(mm)；

          δ
_o——法兰颈部有效厚度(mm)；

          L
_D——作用于法兰上螺栓载荷的中心圆直径至F
_D作用位置处(图D．2．2-2)的径向距离(mm)；

          L′
_P——作用于法兰上螺栓载荷的中心圆直径至F′
_P作用位置处(图D．2．2-2)的径向距离(mm)；

          L′
_T——作用于法兰上螺栓载荷的中心圆直径至F′
_T作用位置处(图D．2．2-2)的径向距离(mm)。

    3 螺栓面积计算应符合下列规定：

式中：A
_a——预紧状态下需要的最小螺栓总截面积(mm²)；

          A
_p——操作状态下，需要的最小螺栓总截面积(mm²)；

          A
_b——实际使用的螺栓总截面积(mm²)；

          A
_m——需要的螺栓总截面积(mm²)；

          W
_a——预紧状态下，需要的最小螺栓载荷(N)；

          W
_p——操作状态下，需要的最小螺栓载荷(N)；

          [σ] _b——室温下螺栓材料的许用应力(MPa)，应按现行国家标准《压力容器 第2部分：材料》GB 150．2的规定取值；

         

——设计温度下螺栓材料的许用应力(MPa)，应按现行国家标准《压力容器 第2部分：材料》GB 150．2的规定取值。

        3)需要的螺栓面积A
_m应取A
_a与A
_p中的大值；

        4)实际螺栓面积A
_b不应小于需要的螺栓面积A
_m；

        5)最小螺栓截面应以螺纹小径及无螺纹部分的最小直径分别计算，并应取小值。

D．4．3 法兰的设计和计算应符合下列规定：

D．4．4 钢活套法兰设计和计算应符合下列规定：

    1 当钢活套法兰为整体圆环时，其厚度δ
_R选用应符合现行国家标准《压力容器 第3部分：设计》GB 150．3的有关规定。

    2 当钢活套法兰为剖分时，其厚度应按下式计算：

式中：δ
_R—整片钢活套法兰厚度(mm)；

          δ
_S——剖分钢活套法兰厚度(mm)。

D．4．5 活套法兰的基本参数可按表D．4．5的规定选用，并应符合下列规定：

    1 纤维短切原丝毡单层板的许用应变不应小于0．25％；

    2 垫片应采用无织物橡胶垫或邵氏硬度为50～65的纤维合成橡胶垫；

    3 垫片特性系数m应为1．0，y应为1．4。

表D．4．5 活套法兰的基本参数(mm)

D．4．6 当不符合本规范D．4．5条规定或超出本规范表D．4．5规定的法兰基本参数范围时，活套法兰的设计和计算应符合本规范第D．4．1条～第D．4．5条的规定。

 

附录E 地锚设计

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E．1 一般规定

附录E 地锚设计

E．1 一般规定

E．1．1 纤维增强塑料设备筒体与地锚之间应采用环向缠绕或二次粘接成型。

E．1．2 设备与基础应锚固(本规范图5．4．1-3)。

E．1．3 纤维增强塑料地锚的安全系数K值不应小于10。

 

E．2 环向缠绕成型地锚设计

E．2 环向缠绕成型地锚设计

E．2．1 环向缠绕成型地锚(图E．2．1-1)反作用力计算应符合下列规定：

图E．2．1-1 环向缠绕成型地锚

1-加固棒；2-剪切凸缘；3-缠绕层；4-树脂胶泥

    1 设备顶部风载荷提升力U应按下列公式计算：

式中：U——设备顶部风载荷提升力(N)；

          P
_G——风载荷提升系数，无量纲，可按表E．2．1取值；

          G——风压(MPa)；

          A
_t——顶部平面面积(mm²)；

          D
_o——设备外径(mm)；

表E．2．1 风载荷提升系数P_G

注：1 D为设备公称直径(mm)，H为设备直边段高度(mm)；

        2 当0．4＜D／H＜4．0时，其他P
_G值可按表内数值线性内插获取。

    2 取风载荷作用在设备的重心位置，其倾覆力矩可按下式计算：

式中：M
_Q——由风载荷引起的弯矩(N·mm)；

          S
_f——风形状影响系数，无量纲，对圆柱形设备取0．7；

          D——设备中面直径(mm)；

          H——设备直边段高度(mm)；

          H
_D——顶部封头曲面深度(mm)。

    3 计入重量等因素，设备的提升力应按下式计算：

式中：U
_net——设备提升力(N)；

          W——设备总载荷(N)；

          D
_C——螺栓孔中心圆直径(mm)。

    4 作用于单个地锚的作用力应按下式计算：

式中：F——地锚反作用力(N)；

          N——地锚个数，应为4的整数倍，且其沿弧长间距不得超过1500mm。

    5 锚固地脚螺栓的计算应符合下列规定：

        1)单个地锚螺栓的最大拉应力应按下列公式计算：

式中：σ
_a——螺栓的计算应力(MPa)；

          f——每个螺栓的截面积(mm²)；

          d
₁——螺栓的根径(mm)。

        2)地锚螺栓的最大拉应力应满足下式要求：

式中：[σ
_a]——螺栓材料的许用应力(MPa)，应按现行国家标准《压力容器 第2部分：材料》GB 150．2规定取值。

    6 地锚承受的弯矩应按下式计算：

式中：M——地锚承受弯矩(N·mm)；

          F——地锚反作用力(N)；

          e——地锚反作用力F到壳体的力臂(mm)。

    7 地锚的弯曲模量可按下式计算：

式中：Z——地锚的弯曲模量(mm³)；

          t
_a——地锚厚度(mm)；

          w——地锚宽度(mm)。

    8 已知地锚的许用弯曲应力S时，地锚需要的最小弯曲模量应按下式计算：

式中：S——地锚的许用弯曲应力(MPa)；

          Z
_min——地锚所需的最小弯曲模量(mm³)。

    9 地锚需要的最小厚度t′
_a应按下式计算：

式中：t′
_a——地锚所需的最小厚度(mm)。

E．2．2 缠绕层径向载荷计算应符合下列规定：

    1 在地锚区域径向单位载荷沿地锚高度应按线性规律分布，底部载荷应为0，地锚顶部径向单位载荷应为W
_max(本规范图E．2．1-1)。

    2 在地锚部位的设备缠绕层径向单位载荷应按下式计算：

式中：W
_max——缠绕层的径向单位载荷(N／mm)；

          h——地锚高度(mm)。

    3 弯矩引起的总径向载荷应按下式计算：

式中：P——弯矩引起的总径向载荷(N)。

    4 地锚区域总径向载荷引起的缠绕层环向张力应按下列公式计算：

式中：T——缠绕层环向张力(N)；

          R
_m——缠绕层外半径(mm)；

          D
_i——设备内径(mm)；

          t
_k——设备地锚处厚度(mm)。

E．2．3 地锚区域径向载荷引起的缠绕层环向拉伸单元荷载的计算和校核应符合下列规定：

式中：β——弯曲系数(mm
^-1)；

          v——泊松比，无量纲。

E．2．6 地锚处缠绕层的单位径向载荷应按下式计算：

式中：q
_x——轴向单元载荷(N／mm)；

          q
_Φ——环向单元载荷(N／mm)。

E．2．10 地锚处设备层合板的轴向及环向承载能力应满足下列公式要求：

式中：[q
_x]——地锚处设备层合板的许用轴向拉伸单元荷载(N／mm)；

          [q
_Φ]——地锚处设备层合板的许用环向拉伸单元荷载(N／mm)。

E．3 二次粘接成型地锚设计

E．3 二次粘接成型地锚设计

E．3．1 二次粘接成型地锚的设计选型应符合下列规定：

    1 二次粘接成型地锚不得承受直接拉伸载荷，不得垂直起吊；

    2 当采用A型地锚(图E．3．1-1)时，偏心弯矩载荷引起的单位周边长度上的径向拉伸载荷不应大于8．8N／mm；当大于8．8N／mm时，应采用B型地锚(图E．3．1-2)；

    3 地锚的压紧压块(图E．3．1-3)应大于或等于地锚的宽度，轴线应对中；压块厚度不应小于1．5倍设备地锚板厚度。

E．3．2 地锚最小高度应按下列公式计算：

式中：h
_min——地锚最小高度(mm)；

          D
_o——设备外径(mm)；

图E．3．1-1 A型地锚

1-加固棒；2-树脂胶泥；3-受拉力边界；4-包覆层；5-树脂胶泥；6-包覆层

注：受拉力边界应为(2h
₁＋w)。

图E．3．1-2 B型地锚

1-加固棒；2-焊接；3-树脂胶泥；4-受拉力边界；5-包覆层；6-沿设备半径弯曲；7-焊接；8-树脂胶泥；9-包覆层；L-棒的外伸长度(mm)；B．C．D．-螺栓中心圆(mm)

注：受拉力边界应为(2h
₁＋w＋4L)。

图E．3．1-3 地锚的压紧压块

1-压块

          M
_L——力矩系数，无量纲；

          θ——在环向方向地锚宽度为w时对应的角度(rad)；

          t
_k——过渡区厚度(mm)；

          t
_b——设备底部厚度(mm)；

          t
_w——器壁厚度(mm)；

          [q
_x]——包覆层许用轴向拉伸单元荷载(N／mm)。

E．3．3 地锚需要的最小厚度t′
_a应按本附录E中式(E．2．1-1)～式(E．2．1-12)计算。

E．3．4 包覆层径向单位拉力计算应符合下列规定：

    1 在地锚区域径向单位载荷沿地锚高度应按线性规律分布，底部载荷应为0，地锚顶部径向单位载荷应为W
_max(图E．3．1-1和图E．3．1-2)。

    2 在地锚部位的设备包覆层径向单位长度载荷应按下式计算：

    3 成型后，弯矩引起的总径向载荷应按下式计算：

E．3．8 地锚区域总径向载荷引起的包覆层环向拉伸单元荷载的计算和校核应符合下列规定：

    1 包覆层环向拉伸单元荷载应按下式计算：

    2 包覆层环向拉伸单元荷载应满足下式：

E．3．13 压力p引起的地锚处包覆层的轴向和环向单元载荷应按下列公式计算：

式中：[q
_x]——包覆层许用轴向拉伸单元荷载(N/mm)；

          [q
_Φ]——包覆层许用环向拉伸单元荷载(N/mm)；

当q
_x＞[q
_x]或q
_Φ＞[q
_Φ]时，应增大包覆层厚度，并应重新计算。

 

附录F 敞口贮罐顶部加强法兰规格

附录F 敞口贮罐顶部加强法兰规格


表F 敞口贮罐顶部加强法兰规格

注：1 本表未计算风载、地震载荷的影响；

        2 敞口除采用法兰结构外，也可采用能提供相同或更高刚度的结构形式；

        3 L应为从加强法兰到底封头或到罐体最上部加强圈的距离；

        4 加强法兰厚度不应小于邻近的罐体壁厚；

        5 A、B、…、K为法兰类型代号，对应罐顶法兰尺寸。

 

附录G 管线结构设计的计算流程

附录G 管线结构设计的计算流程

图G 管线结构设计的计算流程

附录H 管道压力损失的计算

附录H 管道压力损失的计算

H．0．1 管道沿程水头损失应按下列公式计算：

式中：h
_f——沿程水头损失(m)；

          L——管道长度(m)；

          d——管道内径(m)；

          V——流速(m／s)；

          g——重力加速度(9．81m／s²)；

          λ——沿程阻力系数(无量纲)，与水流形态、管道直径及管道内表面的光滑状态有关。当雷诺数Re＜2000时，应按式(H．0．1-2)计算，当雷诺数R
_e＞4000时，应按式(H．0．1-3)计算；

          e——管道的绝对粗糙度，可按0．00518mm取值；

          R
_e——雷诺数(Reynolds Number)，可按式(H．0．1-4)计算；

          v——液体运动粘滞系数(㎡／s)，也称动力黏度。

H．0．2 当介质为水时，流量和沿程水头损失可按下列公式计算：

    1 重力流或非满流管道可采用下列公式计算：

式中：Q——流量(m³／s)；

          A——水流断面截面积(㎡)；

          n——曼宁(Manning)系数，可按0．009取值；

          R
_h——水力半径(m)，可按式(H．0．2-2)计算，对于圆管可取d／4；

          X——湿周周长(mm)，水流断面上的水与管道接触长度；满管流断面时，取管道周长；

          S——水力坡降，可按式(H．0．2-3)计算。

    2 压力流管道可采用下式计算：

式中：C——哈森威廉系数，可按150取值。

H．0．3 管件的局部水头损失应为流速水头与系数ξ的乘积，并应按下式计算：

式中：h
_i——局部水头损失(m)；

          ξ——局部水头损失系数(无量纲)，应按表H．0．3选用。

表H．0．3 局部水头损失系数ξ

附录J 二次粘接工艺评定

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J．1 一般规定

附录J 二次粘接工艺评定

J．1 一般规定

J．1．1 二次粘接工艺评定应包括下列内容：

    1 编制粘接工艺指导书；

    2 制作试件；

    3 检测试件性能；

    4 评估试件性能；

    5 对拟定的粘接工艺指导书进行评定。

J．1．2 编制粘接工艺指导书应包括下列内容：

    1 温度、湿度等环境条件；

    2 材料类型、规格；

    3 铺层顺序、铺层层数；

    4 固化时间；

    5 设备和工具；

    6 操作工艺应按本规范第7．5节的有关规定执行。

J．1．3 当主要原材料、成型工艺发生改变时，二次粘接工艺应重新评定。

J．2 试件制作

J．2 试件制作

J．2．1 试件制作过程应记录存档。

J．2．2 试件制作尺寸应符合下列规定：

    1 试件一时，同步手糊平板2件，每件尺寸应为500mm×500mm，可采用4层短切原丝毡与3层纤维布，铺层顺序可为毡—布—毡—布—毡—布—毡；

    2 试件二时，手糊平板接缝的粘接包覆1件，尺寸应为500mm×500mm，可按下列方法制作：

        1)可将1件试样一的手糊平板切成两块，并在其形成的接缝之上按二次粘接工艺进行手糊平板包覆层制作；

        2)包覆层可采用4层短切原丝毡与3层纤维布，铺层顺序可为毡—布—毡—布—毡—布—毡。

J．2．3 二次粘接接缝的所用材料应与母板用材料相同。

J．3 试验要求和结果评价

J．3 试验要求和结果评价

J．3．1 试件检验的环境条件应符合粘接工艺指导书的要求。

J．3．2 试件检验项目和试验方法应符合下列规定：

    1 外观检验可采用目测、触摸和敲击；

    2 单元拉伸强力的检测应符合本规范第8．3．13条的规定；

    3 层间剪切强度检测应符合本规范附录K的有关规定；

    4 搭接剪切强度检测应符合本规范附录L的有关规定；

    5 表面巴氏硬度检测应符合现行国家标准《纤维增强塑料巴氏(巴柯尔)硬度试验方法》GB／T 3854的有关规定，且测点不应少于10个；

    6 树脂不可溶分含量检测应符合现行国家标准《纤维增强塑料树脂不可溶分含量试验方法》GB／T 2576的有关规定；

    7 树脂含量检测应符合现行国家标准《玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法》GB／T 2577的有关规定；

    8 试件一应检测1、2、3、5、6、7项，试件二应检测1、4、5、6、7项。

J．3．3 试件的检验结果符合下列规定时，应为工艺评定合格：

    1 外观检测应符合本规范第8．4．1条的规定；

    2 单元拉伸强力不应小于本规范式(4．3．2-2)的计算值；

    3 采用玻璃纤维增强的试件，其层间剪切强度、搭接剪切强度不应小于本规范表4．3．1-1的规定值；

    4 表面巴氏硬度、树脂不可溶分含量和树脂含量应符合本规范第8．4．1条的规定；

    5 试件烧蚀后的纤维铺层顺序、规格和种类应符合粘接工艺指导书的规定。

附录K 层合板层间剪切强度测试

附录K 层合板层间剪切强度测试

K．0．1 纤维增强塑料层合板层间剪切强度检测试样和尺寸(图K．0．1)应符合下列规定：

图K．0．1 层间剪切强度检测试样和尺寸

1-薄锯形切割口

    1 试样的边缘应光滑；

    2 试样宽度b应为(25．0±1．0)mm，厚度不应小于3．0mm；长度L宜为200m；

    3 采用平行切割，并应符合下列规定：

        1)切割处两边间距a应为(12．0±0．5)mm；

        2)切割口的宽度应小于0．8mm；

        3)单面切割口的深度应为层合板厚度的一半加(0～0．1)mm。

K．0．2 每组检测试样数量不应少于15个。

K．0．3 试样的状态和处理应符合现行国家标准《塑料试样状态调节和试验的标准环境》GB／T 2918的有关规定。

K．0．4 将试样置于拉伸试验机的夹具上，加载相对速度应为5．0mm／min。

K．0．5 层间剪切强度τ
_1ap应按下式计算。

式中：τ
_1ap——层间剪切强度(MPa)，计算结果应保留小数点后1位有效数字；

          P——最大拉伸载荷(N)；

          a——平行的两个切割锯口间的距离(mm)；

          b——试样宽度(mm)。

附录L 层合板搭接剪切强度测试

附录L 层合板搭接剪切强度测试

L．0．1 从被搭接的两块纤维增强塑料层合板上切割取样，试样的边缘应光滑，试样和尺寸(图L．0．1)应符合下列规定：

图L．0．1 搭接剪切强度检测试样和尺寸

1-层合板材料；2-薄锯形切割口

    1 试样宽度b应为(20．0±1．0)mm；长度L宜为200mm，也可根据测试仪器的要求进行变化；

    2 切割口应垂直于长度方向，两切割口间距a应为(10．0±0．5)mm，切割口的宽度应小于0．8mm；

    3 单面切割口的深度应为被搭接各自层合板的厚度加一层纤维增强塑料的厚度，或各层合板厚度加(0～0．1)mm。

L．0．2 每组检测试样数量不应少于15个。

L．0．3 试样的状态和处理应符合现行国家标准《塑料试样状态调节和试验的标准环境》GB／T 2918的有关规定。

L．0．4 在拉力试验机上夹持试样，沿试样轴向拉伸，锯形断面与拉伸方向垂直。加载相对速度应为5．0mm／min。

L．0．5 搭接剪切强度τ
_1ap应按下式计算。

式中：τ
_1ap——搭接剪切强度(MPa)，计算结果应保留小数点后1位有效数字；

          P——最大拉伸载荷(N)；

          a——平行的两个切割锯口间的距离(mm)；

          b——试样宽度(mm)。

本规范用词说明

本规范用词说明

1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：

    1)表示很严格，非这样做不可的：

      正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；

    2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：

      正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；

    3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：

      正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；

    4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录

引用标准名录

    《建筑结构荷载规范》GB 50009

    《建筑抗震设计规范》GB 50011

    《工业金属管道设计规范》GB 50316

    《乙烯基酯树脂防腐蚀工程技术规范》GB／T 50590

    《压力容器 第1部分：通用要求》GB 150．1

    《压力容器 第2部分：材料》GB 150．2

    《压力容器 第3部分：设计》GB 150．3

    《纤维增强塑料拉伸性能试验方法》GB／T 1447

    《纤维增强塑料弯曲性能试验方法》GB／T 1449

    《纤维增强塑料冲压式剪切强度试验方法》GB／T 1450．2

    《塑料弯曲负载热变形温度试验方法》GB／T 1634．2

    《纤维增强塑料树脂不可溶分含量试验方法》GB／T 2576

    《玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法》GB／T 2577

    《抽样检验标准》GB／T 2828

    《塑料试样状态调节和试验的标准环境》GB／T 2918

    《纤维增强塑料巴氏(巴柯尔)硬度试验方法》GB／T 3854

    《玻璃纤维增强热固性塑料耐化学介质性能试验方法》GB／T 3857

    《食品容器及包装材料用不饱和聚酯树脂及其玻璃钢制品卫生标准分析方法》GB／T 5009．98

    《纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法》GB／T 5349

    《纤维增强热固性塑料管短时水压失效压力试验方法》GB／T 5351

    《纤维增强塑料用液体不饱和聚酯树脂》GB／T 8237

    《增强制品试验方法》GB／T 9914

    《双酚A型环氧树脂》GB／T 13657

    《玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂食品容器》GB／T 14354

    《玻璃纤维短切原丝毡和连续原丝毡》GB／T 17470

    《玻璃纤维无捻粗纱》GB／T 18369

    《玻璃纤维无捻粗纱布》GB／T 18370

    《玻璃纤维增强塑料夹砂管》GB／T 21238

    《玻璃纤维缝编织物》GB／T 25040

    《聚丙烯腈基碳纤维》GB／T 26752

    《纤维增强塑料 试验板制备方法 第2部分：接触和喷射模塑》GB／T 27797．2

    《经编碳纤维增强材料》GB／T 30021

    《石油化工静电接地设计规范》SH 3097