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浅析环氧玻璃钢压力容器的疲劳性能

时间: 2011-06-26 21:17 来源: 作者: 点击:
压力容器是反渗透水处理装置中的重要部件之一,压力容器根据所用的材料划分为玻璃钢类、不锈钢类以及工程类等。玻璃钢材料具有优异的耐腐蚀性能及卫生性能,同时制品可设计性强、尺寸精度稳定、表面质量高,目前国际上反渗透水处理用压力容器以玻璃钢类为主,各种大型及重点工程几乎全部采用玻璃钢压力容器。

玻璃钢具有力学性能的可设计性。在纤维增强的复合材料中,纤维是主要的承载元件,基体把纤维按—定位置排列固定。将载荷传递到每根纤维,可根据结构受力条件和使用要求,选择性能不同的纤维和基体。以及它们的体积百分比,设计纤维铺设方向、叠层,以及结构约形状和几何尺寸,以使结构在性能、重量和成本等方面的指标达到最优化。

环氧玻璃钢材料在纤维方向的拉伸疲劳性能比金属好。环氧玻璃钢材料的疲劳强度为抗拉强度的60~90%,而金属的疲劳强度只为30~50%。金属材料疲劳裂纹出现后,很快引起灾难性的破坏,而没有明显的预兆。环氧玻璃钢材材料在疲劳过程中,裂纹先在纤维或基体薄弱处出现,扩展到结合面,损伤逐渐累积,直至严重分层才导致破坏,环氧玻璃钢具有较好的损伤容限和疲劳寿命。

反渗透水处理装置用玻璃钢压力容器承受循环工作压力作用,在长期作用下会逐渐产生疲劳,直至整体破坏。玻璃钢产品疲劳性能用疲劳寿命来衡量,其是玻璃钢制品的主要性能指标。反渗透水处理装置用玻璃钢压力容器在给定循环应力和试验条件下由开始加载到临界设计压力所经受的应力循环数称为疲劳寿命,玻璃钢压力容器的疲劳寿命应与反渗透水处理装置设计寿命相当。

目前,国内应用的反渗透水处理装置用玻璃钢压力容器虽以进口为主,但是国产品也呈现出了良好的发展势头,该产品的国内领先水平已接近国际先进水平。为了规范反渗透水处理装置用玻璃钢压力容器的生产,我国规定了行业标准,即JC692-1998《反渗透水处理装置用玻璃纤维增强塑料压力壳体》。标准中对产品的外观、尺寸要求、材质性能、水压爆破压力等内容进行了规定,这些技术指标等效采用了美国ASME标准。但当时考虑到国内整体技术水平,对产品的疲劳性能没有做出相应规定。(end)

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