CN108266634A - 一种高强度天然气储气罐的制造工艺 - Google Patents

一种高强度天然气储气罐的制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度天然气储气罐的制造工艺，包括内层罐体和封头的制备、拼接、中间层制备、外层罐体和罐口孔配件制备；通过模具制成内筒体和封头，拼接成内筒体，经中间层制备、加强筋制备、外层罐体制备获得储气罐。玻璃钢制成的罐体壁为双层结构，中间设有玻璃纤维材料。本发明采用喷涂阳模工艺，使内外罐体紧密压实，提高耐压强度，玻璃钢储罐的弹性模量和机械强度大幅度提高；制备工艺不受模具限制，能制备出较大直径的玻璃钢储罐。本发明在储气罐的壳体和内胆表面均设置了加强筋，既能保证储气罐的强度和刚度，又能降低储气罐的壁厚和重量，提高罐体的储气能力。本发明耐腐蚀，使用寿命长，强度更高，使用安全可靠。

Description

一种高强度天然气储气罐的制造工艺
技术领域
本发明涉及储气罐技术领域，尤其是一种具有双层结构的高强度天然气储气罐的制造工艺。
背景技术
天然气是一种综合性能好的能源。相同质量的气体天然气体积是液化天然气(LNG)体积的600倍。为了方便运输和储存，通常要把天然气制成低温液化天然气。低温液化天然气是采用深冷技术，在一定的压力下用气体天然气制得的低温液态天然气。
现有的天然气储气罐通常是靠增加储气罐的壁厚来增加其强度，此种办法虽然有效，但是无疑也增加了储气罐的重量和成本，且对于载重量一定的车辆，储气罐里的介质储存量就会相应减少。所以，单纯依靠增加储气罐的壁厚来提高储气罐的强度并非是较好的办法，适用范围较小。另外，由于储气罐用途广泛，常用于工程场地，工作环境恶劣，温度高、振动大，现有储气罐随着罐内压力的升高，其防爆和安全性能较差，预防措施往往不到位，从而造成一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种整体机械强度高、抗腐蚀性能更好，具有双层结构的高强度天然气储气罐的制造工艺。
本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：
高强度天然气储气罐的制造工艺，包括以下步骤：
(1)内层罐体的制备，包括：(A)模具设置，将内层罐体模具的模板连接固定，形成圆柱形模具，清理圆柱形模具外表面；然后将圆柱形模具放置在转动机构上，启动转动机构带动圆柱形模具转动；(B)脱模层的设置，在所述圆柱形模具的外表面喷涂脱模剂，构成脱模层；(C)内罐体的制备，将工作台的探头伸入至圆柱形模具，控制所述探头由圆柱形模具的一端向另一端匀速运动，制备得到内层罐体；
(2)封头的制备，包括：(A)模具设置，将封头模具放置平整并固定；(B)脱模层的设置，在封头模具的外表面喷涂脱模剂，构成脱模层；(C)封头的制备，在封头模具上通过手糊树脂制备封头；
(3)内层罐体和封头的拼接，包括：对上述步骤所制备的内层罐体和封头敞口处进行切割和打磨，然后将内层罐体和封头对接，在对接处的缝隙中涂刷树脂，待树脂固化后，再对所述缝隙的两侧喷涂树脂和玻璃纤维，并滚压成型；
(4)中间层的制备，包括：在所述内层罐体的外壁上涂刷一层树脂，然后铺设立体玻璃纤维布层，使立体玻璃纤维布层通过树脂与内层罐体粘接形成整体结构，然后将树脂喷涂在上述立体玻璃纤维布层上，形成具有中空结构的内层罐体，并获得储气罐的中间层；
(5)加强筋的制备和粘接，在上述步骤获得的内层罐体外面的中空层上加装预制栏板，然后喷涂树脂，固化后形成加强筋；
(6)外层罐体的制备，利用喷涂机在形成了加强筋的罐体上喷涂树脂，固化形成外层罐体，得到双层玻璃钢储气罐主体；
(7)在上述步骤获得的外层罐体上加装预制栏板，然后喷涂树脂，形成外层加强筋；
(8)在储气罐主体上安装通气孔和罐口孔配件，从而得到双层玻璃钢储气罐成品。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤(4)第一次涂刷的树脂层厚度为0.2至0.3毫米，第二次喷涂的树脂层厚度为0.5至0.6毫米。
作为本发明的优选技术方案，所述外层罐体壁的厚度为4毫米，内层罐体壁的厚度为4.5毫米，储气罐中间层的厚度为3.5毫米。
作为本发明的优选技术方案，所述储气罐中间层的材料是3D立体玻璃纤维材料。
作为本发明的优选技术方案，所述树脂固化的环境温度保持在30℃至75℃，固化时间控制在6至24小时。
本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明的罐体由高强度玻璃钢制成双层结构，玻璃钢采用喷涂阳模工艺，储气罐的内外罐体实现紧密压实，提高耐压强度，整个玻璃钢储罐的弹性模量和机械强度大幅度提高；并且制备工艺不受模具的限制，因此能够制备出较大直径的玻璃钢储气罐。
本发明在储气罐的壳体和内胆表面均设置了加强筋，既能保证储气罐的强度和刚度，又能降低储气罐的壁厚和重量，提高了罐体的储气能力。本发明储气罐耐腐蚀，使用寿命长，强度更高，使用安全可靠。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
高强度天然气储气罐的制造工艺，包括以下步骤：
(1)内层罐体的制备，包括：(A)模具设置，将内层罐体模具的模板连接固定，形成圆柱形模具，清理圆柱形模具外表面；然后将圆柱形模具放置在转动机构上，启动转动机构带动圆柱形模具转动；(B)脱模层的设置，在所述圆柱形模具的外表面喷涂脱模剂，构成脱模层；(C)内罐体的制备，将工作台的探头伸入至圆柱形模具，控制工作探头由圆柱形模具的一端向另一端匀速运动，制备得到内层罐体；
(2)封头的制备，包括：(A)模具设置，将封头模具放置平整并固定；(B)脱模层的设置，在封头模具的外表面喷涂脱模剂，构成脱模层；(C)封头的制备，在封头模具上通过手糊树脂制备封头；
(3)内层罐体和封头的拼接步骤，包括：对上述步骤所制备的内层罐体和封头敞口处进行切割和打磨，然后将内层罐体和封头对接，在对接处的缝隙中注入和涂刷树脂，待树脂固化后，再对所述缝隙的两侧喷涂树脂和玻璃纤维，并滚压成型；
(4)中间层的制备，包括：在所述内层罐体的外壁上涂刷一层树脂，然后铺设立体玻璃纤维布层，使立体玻璃纤维布层通过树脂与内层罐体粘接形成整体结构，然后将树脂喷涂在上述立体玻璃纤维布层上，形成具有中空结构的内层罐体，并获得储气罐的中间层；
(5)加强筋的制备和粘接，在上述步骤获得的内层罐体外面的中空层上加装预制栏板，然后喷涂树脂，固化后形成加强筋；
(6)外层罐体的制备，利用喷涂机在形成了加强筋的罐体上喷涂树脂，固化形成外层罐体，得到双层玻璃钢储气罐主体；
(7)在上述步骤获得的外层罐体上加装预制栏板，然后喷涂树脂，形成外层加强筋；
(8)在储气罐主体上制备和安装罐口孔配件，从而得到双层玻璃钢储气罐成品。
本实施例中，所述步骤(4)第一次涂刷的树脂层厚度为0.2至0.3毫米，第二次喷涂的树脂层厚度为0.5至0.6毫米。所述外层罐体壁的厚度为4毫米，内层罐体壁的厚度为4.5毫米，储气罐中间层的厚度为3.5毫米。储气罐中间层的材料是3D立体玻璃纤维材料。本发明所述树脂固化的环境温度保持在30℃至75℃，固化时间控制在6至24小时。
上述实施例仅限于说明本发明的构思和技术特征，其目的在于让本领域的技术人员了解发明的技术方案和实施方式，并不能据此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明技术方案所作的等同替换或等效变化，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高强度天然气储气罐的制造工艺，其特征是包括以下步骤：
(1)内层罐体的制备，包括：(A)模具设置，将内层罐体模具的模板连接固定，形成圆柱形模具，清理圆柱形模具外表面；然后将圆柱形模具放置在转动机构上，启动转动机构带动圆柱形模具转动；(B)脱模层的设置，在所述圆柱形模具的外表面喷涂脱模剂，构成脱模层；(C)内罐体的制备，将工作台的探头伸入至圆柱形模具，控制所述探头由圆柱形模具的一端向另一端匀速运动，制备得到内层罐体；
(2)封头的制备，包括：(A)模具设置，将封头模具放置平整并固定；(B)脱模层的设置，在封头模具的外表面喷涂脱模剂，构成脱模层；(C)封头的制备，在封头模具上通过手糊树脂制备封头；
(3)内层罐体和封头的拼接，包括：对上述步骤所制备的内层罐体和封头敞口处进行切割和打磨，然后将内层罐体和封头对接，在对接处的缝隙中涂刷树脂，待树脂固化后，再对所述缝隙的两侧喷涂树脂和玻璃纤维，并滚压成型；
(4)中间层的制备，包括：在所述内层罐体的外壁上涂刷一层树脂，然后铺设立体玻璃纤维布层，使立体玻璃纤维布层通过树脂与内层罐体粘接形成整体结构，然后将树脂喷涂在上述立体玻璃纤维布层上，形成具有中空结构的内层罐体，并获得储气罐的中间层；
(5)加强筋的制备和粘接，在上述步骤获得的内层罐体外面的中空层上加装预制栏板，然后喷涂树脂，固化后形成加强筋；
(6)外层罐体的制备，利用喷涂机在形成了加强筋的罐体上喷涂树脂，固化形成外层罐体，得到双层玻璃钢储气罐主体；
(7)在上述步骤获得的外层罐体上加装预制栏板，然后喷涂树脂，形成外层加强筋；
(8)在储气罐主体上安装通气孔和罐口孔配件，从而得到双层玻璃钢储气罐成品。
2.根据权利要求1所述的高强度天然气储气罐的制造工艺，其特征是：所述步骤(4)第一次涂刷的树脂层厚度为0.2至0.3毫米，第二次喷涂的树脂层厚度为0.5至0.6毫米。
3.根据权利要求1或2所述的高强度天然气储气罐的制造工艺，其特征是：所述外层罐体壁的厚度为4毫米，内层罐体壁的厚度为4.5毫米，储气罐中间层的厚度为3.5毫米。
4.根据权利要求1所述的高强度天然气储气罐的制造工艺，其特征是：所述储气罐中间层的材料是3D立体玻璃纤维材料。
5.根据权利要求1所述的高强度天然气储气罐的制造工艺，其特征是：所述树脂固化的环境温度保持在30℃至75℃，固化时间控制在6至24小时。
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