高性能复合材料双壁储油罐的制备方法与流程

本发明属于复合材料储油罐技术领域，尤其涉及高性能复合材料双壁储油罐及其制备方法。

背景技术：

随着环保意识的逐渐加强，相关法律法规逐渐完善，加油站用地下储油罐正在更新换代，以避免现有金属储罐耐腐蚀性差，使用寿命短，对周围土壤存在二次污染的风险。双层复合材料储油罐可以有效避免以上问题的出现。但现有复合材料制备的储油缸，其导电性能差，模量较低。因此有必要设计研发一种可以抗静电的力学性能更高的双壁储油罐。

另有中国专利号为201210035844.0，公开了一种玻璃纤维立体增强型双层油罐，所述的油罐从内层到外层依次包括钢制罐体和玻璃钢罐体，所述的钢制罐体和玻璃钢罐体之间为玻璃纤维立体增强中空层，所述的玻璃纤维立体增强中空层包括缠绕在钢制罐体上的玻璃纤维立体增强布和树脂喷涂在玻璃纤维立体增强布上后膨胀固化形成的中空层。本发明的玻璃纤维立体增强型双层油罐配有独特的检漏系统能识别油气或地下水的渗漏，换之也就是能检漏出钢制罐体还是玻璃钢罐体的渗漏。保证用户第一时间停止使用并及时修复，从根本上杜绝了易燃易爆或有毒物质流出外界的可能性，及时的消除了地下水及土壤的安全隐患。

上述专利双层油罐采用的是钢制罐体和玻璃钢罐体，其抗静电的力学性能差，钢制罐体耐腐蚀性差，使用寿命短。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种高性能复合材料双壁储油罐的制备方法，其目的利用专用模具实现自动化缠绕，提高了产品生产效率，降低了生产成本，同时提高主控设备的使用效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

高性能复合材料双壁储油罐的制备方法，其特征在于，包括用于制备双壁储油罐的钟罩模具，制备方法包括如下步骤：

(1)将钟罩模具安装在机头主控上；

(2)在钟罩模具的外侧采用树脂基与碳纤维织物缠绕复合形成内衬层；

(3)在内衬层的外侧采用树脂基体与玻璃纤维复合材料缠绕形成内罐体；

(4)在内罐体的外侧利用树脂基体与玻璃纤维三维立体织物浸渍，然后采用接触法制作在线监测结构层；

(5)在在线监测结构层的外侧采用树脂基与玻璃纤维复合材料缠绕形成外罐体；

所述钟罩模具包括圆筒形模具段与椭圆形封头组成，圆筒形模具段的内部沿径向设置有模具支撑，模具支撑上设有旋转轴，机头主控的转轴与模具支撑上的旋转轴连接。

步骤(2)中，碳纤维织物在悬臂梁式钟罩模具的外侧缠绕方法为，将树脂基体浸渍在碳纤维中，然后将碳纤维缠绕在悬臂梁式钟罩模具的外侧，形成内衬层。

步骤(3)中树脂基体与玻璃纤维复合材料缠绕形成内罐体的方法为，将树脂基体浸渍在玻璃纤维中，然后将玻璃纤维缠绕在内衬层的外侧，形成内罐体。

步骤(4)中，接触法是将玻璃纤维立体织物通过树脂基体浸润后，直接粘合在内罐体层的表面，形成在线监测结构层。

步骤(5)中树脂基体与玻璃纤维复合材料缠绕形成内罐体的方法为，将树脂基体浸渍在玻璃纤维中，然后将玻璃纤维缠绕在在线监测结构层的外侧，形成外罐体。

外罐体采用树脂基与玻璃纤维材料缠绕成型制作外部结构时，其表面再采用树脂基体与玻璃纤维短切毡缠绕复合成含富树脂层的外表层。

本发明具有以下优点：

1、本发明内部罐壁结构（即内衬层）采用树脂基与碳纤维织物制作抗静电表面层：采用树脂基与玻璃纤维复合材料缠绕成型工艺制作内部承力结构（内罐体与外罐体）。其一、碳纤维织物具有导电性能好，避免罐内静电荷积聚，消除因静电积聚而产生的安全隐患。其二、力学性能好，对玻璃纤维复合材料有一定的补强作用，提高了产品的强度。其三、碳纤维织物制作内衬层耐油品腐蚀性好，延长了油罐的使用寿命。利用本发明专用模具缠绕自动化水平高，罐体的内部罐壁结构一开始就在专用模具上实施自动化缠绕；由于实现了自动化缠绕的功能，减少了因手糊、喷射和灌注工艺过程中的人为质量不可控因素；由于实现了自动化缠绕，提高了产品生产效率，降低了生产成本；当不使用该模具时，拆除模具，主控部分可用作其它缠绕设备，提高了主控设备的使用效率。

2、本发明：外部罐壁结构采用树脂基与玻璃纤维增强材料缠绕成型制作外部结构，其表面再采用树脂基体与玻璃纤维短切毡缠绕复合成含富树脂层的外表层。增强了罐体埋地后化学介质及土壤的电化学腐蚀。

3、本发明：中间层结构采用树脂基与玻璃纤维三维立体织物浸渍后形成中空结构。其中空结构层与内罐壁、外罐壁结合为一个整体，提高了结构的抗压性能。同时由于中空结构的贯通间隙，且能任何液体进入环境检测出渗、泄漏，可对设备的安全运行实时在线监测。

4、本发明：采用悬臂梁式钟罩模具与数控式缠绕机相结合的制作工艺。其一、能有效控制产品制造质量。其二、提高产品的生产效率，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的罐体结构示意图；

图2为本发明的悬臂梁式钟罩模具的结构示意图；

图3为本发明利用悬臂梁式钟罩模具绕制罐体的结构图。

图中标记：1、内衬层 2、内罐体 3、在线监测结构层 4、外罐体 5、操作人孔 6、渗漏检查井，7、机头主控 8、圆筒形模具段，9、椭圆形封头， 10、模具支撑，11、绕线车12、纱片，13、旋转轴。

具体实施方式

实施例1

高性能复合材料双壁储油罐的制备方法，该制备方法是利用专用模具绕制而成的双壁储油罐：

其中专用模具为钟罩模具（如图2所示），钟罩模具包括圆筒形模具段8与椭圆形封头9组成，圆筒形模具段8的内部沿径向设置有模具支撑10，模具支撑10上设有旋转轴13，机头主控7的转轴与旋转轴13连接。机头主控7由电机与座体组成，电机的转轴与模具支撑10连接，电机的转轴转动，带动模具支撑10，模具支撑10带动钟罩模具转动，绕线车11上的纱布12呈一定角度缠绕在钟罩模具上，随着绕线车11的行走，纱布12在钟罩模具往复缠绕，最终绕制成所需的储油罐。

如图3所示：

利用上述钟罩模具制备双壁储油罐的方法包括如下步骤：

(1)将钟罩模具安装在机头主控上；

(2) 机头主控驱动钟罩模具的转动，利用绕线车11在钟罩模具的外侧采用树脂基与碳纤维织物缠绕复合形成内衬层；碳纤维织物在悬臂梁式钟罩模具的外侧缠绕方法为，将树脂基体浸渍在碳纤维中，然后将碳纤维在钟罩模具的外侧往复缠绕，形成内衬层(1)，如图1所示。

(3) 内衬层(1)缠绕完成后，在内衬层(1)的外侧采用树脂基体与玻璃纤维复合材料缠绕形成内罐体(2)；树脂基体与玻璃纤维复合材料缠绕形成内罐体的方法为，将树脂基体浸渍在玻璃纤维中，然后将玻璃纤维缠绕在内衬层的外侧，形成内罐体。

(4) 内罐体(2)缠绕完成后，在内罐体的外侧利用树脂基体与玻璃纤维三维立体织物浸渍，然后采用接触法制作在线监测结构层（3）；接触法是将玻璃纤维立体织物通过树脂基体浸润后，直接粘合在内罐体层的表面，形成在线监测结构层。

(5) 在线监测结构层（3）粘接好后，在在线监测结构层的外侧采用树脂基与玻璃纤维复合材料缠绕形成外罐体(4)；树脂基体与玻璃纤维复合材料缠绕形成内罐体的方法为，将树脂基体浸渍在玻璃纤维中，然后将玻璃纤维缠绕在在线监测结构层的外侧，形成外罐体。

碳纤维织物、玻璃纤维复合材料统称为纱布12。

外罐体采用树脂基与玻璃纤维增强材料缠绕成型制作外部结构，其表面再采用树脂基体与玻璃纤维短切毡缠绕复合成含富树脂层的外表层。增强了罐体埋地后化学介质及土壤的电化学腐蚀。