一种复合材料双层油罐的制作方法

本实用新型涉及加油站用埋地油罐技术领域，具体涉及一种复合材料双层油罐。

背景技术：

近年来，随着国家经济的高速发展，人民生活水平的稳步提高，交通运输行业迅猛发展，汽车保有量大幅增长，大型石油企业在国内大力加强加油站网点建设，每年全国新建加油站上千座。随着我国经济的发展和社会的进步，人们的环保意识越来越强，国家对环保的要求也越来越高。目前，国内大多数的加油站均使用地下金属单层油罐，由于油罐本身的擦痕、划痕、压痕等机械损伤，罐体焊接过程中的质量问题以及埋地油罐外防腐层年久老化，失去保护作用，钢制罐体内表面不能完全抵抗燃油的腐蚀，一旦发生渗漏，就会带来环境污染或地下危害水资源的严重后果。而且由于单层铁制油罐常年埋设于地下、受到地下水的腐蚀以及电解腐蚀，单层铁制油罐在使用质量和使用寿命有着明显的安全隐患，涉及到安全、经济、环保。此外，单层铁质油罐每年都需要进行维修和检测，也增加了维护时间和成本。

双层油罐拥有比普通单层钢制油罐无可比拟的安全、环保、经济性能，目前国家大力推行双层油罐的应用，现有技术外罐一般采用玻璃钢材质制作，内罐为钢制材质，使得内壳体具有加强支撑，而外罐具有绝缘效果如专利文献CN 104816897A和CN 102582980B所公开的双层油罐，但由于内罐为钢体材质，使得其重量大大增加，影响搬运和安装，而且其耐蚀效果也较差，寿命较短，钢内罐局部受压后不能反弹自动恢复。

目前现有的非金属双层油罐中，在制作过程中采用阴模合模工艺，产品外表面依靠模具表面成型，而内表面依靠人工滚压成型，从而制得的罐体呈现出外表面光滑，内表面粗糙的现象。罐体内表面与油品相接触，其内表面越粗糙，与油品接触的罐体内表面的摩擦阻力越大，内表面复合材料磨损就越快，在装卸油品时，长时间反复对罐体内表面进行冲击，会对罐体内表面微观不平处形成反复冲击造成磨损脱落，降低油品品质；此外，阴模制作的产品，其罐体内表面致密性差，层合之间结合不紧密，易使气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到复合材料内层，造成表面腐蚀。当长期使用时，其内表面会发生部分颗粒脱落现象，给油带来新的成分，严重影响到储藏油的品质。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的钢壁油罐耐蚀性差、使用寿命短、安装难度大、局部受力变形后不能自动反弹恢复等缺陷，且现有非金属双层油罐在长期使用过程中存在严重影响油品品质的问题，从而提供一种复合材料双层油罐。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种复合材料双层油罐，所述罐体包括玻璃钢外罐、由阳模模具制得的玻璃钢内罐、及设置于所述内罐与所述外罐之间的3D贯通间隙层；所述内罐内表面为含有导静电材料的富树脂层，其表面粗糙度为Ra0.8～Ra0.2。

所述外罐由外罐防渗层和外罐结构层组成，所述外罐结构层位于所述外罐防渗层的外侧，其所形成的外表面粗糙度为Ra32～Ra50；所述外罐结构层外表面上间隔设有环向加强筋。

所述环向加强筋为缠绕型玻璃钢加强筋，其与所述外罐结构层通过缠绕的玻璃纤维形成一个整体。

相邻两所述环向加强筋所形成的间隔为350～550mm；其高度为100～150mm。

复合材料双层油罐制作方法，包括如下步骤：

S1.玻璃钢内罐制作

在钢制阳模上喷涂含导静电材料的富树脂层，采用喷射滚压工艺依次制作玻璃钢内罐壳体和两端封头；将玻璃钢内罐壳体的两端分别与两端封头一体对接成型，制得玻璃钢内罐，其中玻璃钢内罐的内表面层粗糙度为Ra0.8～Ra0.2；

S2.3D贯通间隙层铺设

在所制备的玻璃钢内罐外表面涂刷树脂材料，采用糊制工艺将3D中空玻璃纤维织物覆贴在所涂刷的树脂材料表面，并沿3D中空内斜纤维反方向推压玻璃纤维织物上表面，使玻璃纤维充分浸透树脂，待树脂固化时由于纤维本身的强烈毛细管作用使毡体顺高度方向竖立起来，形成3D贯通间隙层；

S3.玻璃钢外罐制作

采用喷射工艺将玻璃钢外罐防渗层包裹在3D贯通间隙层上；

待玻璃钢外罐防渗层凝胶后采用旋转缠绕工艺将玻璃钢复合材料缠绕在玻璃钢外罐防渗层上，制得玻璃钢外罐结构层；对玻璃钢外罐结构层进行抛光和刷胶处理，使外罐外表面粗糙度达到Ra32～Ra50。

采用卧式缠绕法沿着凝胶后的玻璃钢外罐防渗层进行环向缠绕制得玻璃钢外罐结构层，其中的玻璃钢外罐防渗层中的树脂胶重量百分比含量：65-75％，玻璃钢外罐防渗层厚度：1～2mm，玻璃钢外罐结构层中的树脂胶重量百分比含量：33％～35％。

所述制作方法还包括：

S4.加强筋安装：

在加强筋制作模具上预制好加强筋骨架，并将其间隔设置在提前定位好的玻璃钢外罐结构层表面上；采用缠绕工艺将加强筋骨架和玻璃钢外罐结构层进行螺旋缠绕，使二者形成整体。

所述制作方法还包括：

S5.泄漏检测仪的安装：

制作检测井，并通过所制作的检测井向3D贯通间隙层的连续空腔内加入液媒介质；在检测井中安装泄漏检测仪，使泄漏检测仪从玻璃钢检测井顶部插入，且使其底部与3D贯通间隙层相连通，液媒介质的液面处在泄漏检测仪探头中部。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

A.本实用新型所提供的复合材料双层油罐，其内罐和外罐均采用由树脂和玻璃纤维混合而成的玻璃钢材料制作，使得其重量轻、强度高、抗震性能好、安装方便，最重要的采用含有导静电材料的富树脂作为内罐内表面，其耐腐蚀性和导电性好，由于所形成的内罐内表面的表面粗糙度为Ra0.8～Ra0.2，与阴模合模制作工艺相比，采用阳膜制作内罐的方法更简便，可确保内罐内表面具有足够致密度的同时，大大降低了油品与罐体接触面的摩擦阻力，减少了接触面的磨损，最大限度的保证了长期使用过程中油品的品质，提高了内罐内表面的抗腐蚀性和安全性，同时由于玻璃钢材质弹性大，受压变形后能够快速自动反弹恢复，延长了油罐的使用寿命。

B.本实用新型采用缠绕型玻璃钢加强筋，其与外罐结构层相贴合，并通过整体缠绕工艺，将加强筋与外罐结构层形成一个整体，由于二者均采用玻璃钢材质，可使外罐的整体强度得到加强，从而避免了在此处所产生的腐蚀现象，大大延长了油罐的使用寿命，其使用寿命不低于30年。

C.本实用新型3D贯通间隙层是3D玻璃纤维织物中空层，中间灌卤水，贯通间隙层能够对内罐及外罐的密封性能进行24小时全程监控，采用卤水使得响应时间快，检测更加精确，无论内罐或外罐发生渗漏，均能自动检测到，从而确保人们在内层介质渗泄漏到地下前采取应对措施，对保护土壤及地下水资源具有重要意义；另外，由于3D贯通间隙层是中空层，即使内罐产生泄漏，也能保证所容液体在外空隙中流动，不会马上溢出外界污染环境，高效环保。同时，3D贯通间隙层可以提高油罐的整体刚性，以及罐体的局部剪切强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的所提供的双层油罐结构示意图；

图2为本实用新型的I部结构放大图。

附图标记说明：

1-罐体；2-加强筋；3-富树脂层；11-外罐；12-贯通间隙层；13-内罐；111-外罐防渗层；112-外罐结构层；113-人孔；114-检测井；115-接地导体；116-人孔盖；117-泄露检测仪。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2所示，本实用新型所提供的复合材料双层油罐，包括由玻璃钢制成的内罐13、外罐11及设置于内罐与外罐之间的3D贯通间隙层12构成的罐体1；内罐13通过阳模制成，内罐内表面上成型有可以导静电的富树脂层，其厚度为0.5～1mm，可以与设置于所述外罐外侧面上的接地导体115连接，用于将液体流动摩擦过程中产生的静电导入大地，避免产生静电危险，这里所形成的内罐13的内表面的粗糙度为Ra0.8～Ra0.2，优选为Ra0.32；而玻璃钢外罐11由外罐防渗层111和外罐结构层112组成，且外罐结构层112位于外罐防渗层111外侧，在外罐结构层112外表面设有环向加强筋2，这里所采用的环向加强筋2为缠绕型玻璃钢加强筋，其与外罐结构层112通过缠绕的玻璃纤维形成一个整体，大大增强了罐体的整体强度，解决了环形加强筋2位置存在的应力集中和腐蚀问题。内罐13和外罐11由玻璃纤维和树脂复合而成，内罐13的壁厚大于4mm，外罐11的壁厚大于5mm。

在玻璃钢内罐13和玻璃钢外罐11的顶部纵向中心线上还设有人孔113和检测井114；人孔113与玻璃钢内罐13的罐腔相通，另外人孔113上设有人孔盖116；检测井114与3D贯通间隙层12相贯通，且检测井114内设有泄露检测仪117。

3D贯通间隙层12为3D中空玻璃纤维织物，其粘结于内罐13外表面和外罐11内表面，内填充有液媒介质为卤水，3D贯通间隙层的厚度为1～3.5mm。

本实用新型所提供的复合材料双层油罐，其内罐和外罐均采用由树脂和玻璃纤维混合而成的玻璃钢材料制作，使得其重量轻、强度高、抗震性能好、安装方便，最重要的是耐腐蚀性好，受压变形后能自动反弹恢复。由于玻璃钢材料并不像金属一样失去电子，因此由玻璃钢材料制成的双层油罐可以完全不受腐蚀介质的困扰，从根本上解决腐蚀问题，进而提高油罐的使用质量和延长使用寿命；同时，复合材料双层油罐的内罐内表面还设有含导静电材料的富树脂层，其与内罐一体成型，且在使用过程中直接与油品接触，其与外罐最外侧顶部纵向中心线上安装的接地导体连接，用于将液体流动产生的静电导入大地，避免产生静电危险，提高了罐体的安全性。

另外，本实用新型3D贯通间隙层采用3D玻璃纤维织物中空层，中间灌卤水，贯通间隙层能够对内罐及外罐的密封性能进行24小时全程监控，采用卤水使得响应时间快，检测更加精确，无论内罐或外罐发生渗漏，均能自动检测到，从而确保人们在内层介质渗泄漏到地下前采取应对措施，对保护土壤及地下水资源具有重要意义；另外，由于3D贯通间隙层是中空层，即使内罐产生泄漏，也能保证所容液体在外空隙中流动，不会马上溢出外界污染环境，高效环保。同时，3D贯通间隙层可以提高油罐的整体刚性，以及罐体的局部剪切强度。

下面是本实用新型所提供的复合材料双层油罐制作方法，具体包括如下步骤：

S1.玻璃钢内罐制作

在钢制阳模上喷涂聚酯膜层，即在钢制阳模外表包覆一层含导静电材料的富树脂，采用喷射辅以滚压工艺依次制作玻璃钢内罐壳体和两端封头；然后将玻璃钢内罐壳体的两端分别于两端封头一体对接成型，制得玻璃钢内罐，其中玻璃钢内罐的内表面层粗糙度为Ra0.8～Ra0.2，若出现局部贫胶或粗糙度不达标现象可进行后期刮平，使其符合要求；室温下以洁净空气为试验介质对玻璃钢内罐采用内压充气试验，内罐缓慢加压至35kPa，保压30min，以不降压、无泄漏为合格，试验介质采用洁净空气，试验温度应为常温，同时对内罐表面层进行平整性检测及修复；其中玻璃钢复合材料中的树脂胶含量：65-75％；在喷射成型工艺中，喷雾压力为0.5～0.7MPa，喷枪喷射成型夹角为65～70°，喷枪与钢制阳模的喷射距离为350～500mm。

S2.3D贯通间隙层铺设

在上述制备的玻璃钢内罐外表面涂刷一层树脂材料，采用糊制方法将3D中空玻璃纤维织物覆贴在树脂材料表面，并沿3D中空内斜纤维反方向推压玻璃纤维织物上表面，使玻璃纤维充分浸透树脂，待树脂固化时由于纤维本身的强烈毛细管作用使毡体顺高度方向竖立起来，形成3D贯通间隙层；在铺设过程中对3D中空玻璃纤维织物拼接缝应进行相应且必要处理，即将拼接的3D织物搭接(>20mm)，用美工刀从搭接中心切开，去掉多余纤维，使两层拼接端面吻合。

以保证夹层连续顺利贯通且满足规范容积要求为底线，以夹层铺层无环向变形、叠压、遗漏且表面平整为合格。

S3.玻璃钢外罐制作：

采用喷射工艺将玻璃钢外罐防渗层包裹在3D贯通间隙层上，喷射成型工艺中，喷雾压力为0.5～0.7MPa，喷枪喷射成型夹角为65°～70°，喷枪与模具的距离为350～500mm。玻璃钢复合材料中树脂胶的重量百分比含量控制在65-75％，玻璃钢外罐防渗层厚度控制在1～2mm。

凝胶后按规定的线型和厚度采用缠绕技术缠绕外罐结构层，外罐的外表面粗糙度为Ra32～Ra50，玻璃钢复合材料中树脂胶重量百分比含量控制在33％～35％；缠绕时，采用卧式缠绕法进行环向缠绕，钢制模具每转一周，导丝头移动一个纱片宽度，按此往复循环，直至纱片布满芯模筒身达到工艺规定厚度为止。外罐结构层应采用均衡缠绕，缠绕角度为85°～90°。玻璃钢外罐制作完成后，外表面层采用45目沙盘进行抛光，抛光完毕后对罐体外表面进行刷胶(胶衣)处理；胶衣在固化过程中，由于模具一直处在旋转状态，通过自流平的原理保障外表面的平整度。

S4.加强筋安装：

在加强筋制作模具上预制好加强筋骨架，并将其间隔设置在提前定位好的玻璃钢外罐结构层表面上；采用缠绕工艺将加强筋骨架和玻璃钢外罐结构层进行螺旋缠绕，使二者形成整体。

加强筋为模具喷射滚压预制成型，待罐体制作完成后，将预制好的加强筋采用手糊工艺固定在罐体提前定位好的方位，在缠绕机上采用缠绕工艺将加强筋和最外层罐体进行缠绕，使之形成整体，所形成的罐体支撑高度：100～150mm。

S5.泄漏检测仪的安装：

制作检测井；通过所制作的检测井向3D贯通间隙层的连续空腔内加入液媒介质，液面处在泄漏检测仪探头中部，在玻璃钢检测井安装泄漏检测仪，使泄漏检测仪从玻璃钢检测井顶部插入且使其底部与3D贯通间隙层相连通；从而完成整个复合材料双层油罐的制作。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。