GB T 6058-1985 纤维缠绕压力容器制备和内压试验方法.pdf

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1、UDC 62 1.642 :678.07: 620.162.4 疆噩噩也阔翩翩翩E隘幽幽描菌中华人民共和国国家标准GB 6058-85 纤维缠绕压力容器制备和内压试验方法Method for preparation and internal pressure testlng of filamentwound pressure vessels 1985 - 05 -28发布国东标准局批准1986 - 03 -01实施中华人民共和国国家标准纤维缠绕压力容器制备和内压试验方法Method for preparation and internal pressure tes ting of filame

2、ntwound pres sure ves s els UDC 621.642: 678 .07:620.162.4 GB 6058-85 本标准用于制备具有规定几何形状的纤维缠绕压力容器试样，并在规定的条件下，进行内压试验，以确定纤维缠绕压力容器的表观拉伸参数。1 方法概述用两种芯模制备压力容器试样:1. 1 砂芯模z试样是在包覆有橡胶内衬的砂芯模上绕制的。，fd化后，用水将砂芯模洗出，进行内川试验。1. 2 制芯模z试样是在包覆有棒胶内衬，并钻有许多小孔的钢芯模上绕制的，i)化后，同芯模a起进行内压试验。2 试样2.1 试样几何形状和尺寸见纤维缠绕压力容器示意图。2.2 标准试样:平面缠绕

3、时，极孔直径为40mm，筒身段长为100mm;螺旋缠绕时，极孔直径为60mm，筒身段长为200毫米。国家标准局1985一05-28发布1986-03-01实施钢芯模2 GB 6058-85 砂芯模100(200) 纤维缠绕压力容器示意图1一缠绕壳体;2一极孔嵌件I3一橡胶内衬;4一钢芯模z5一砂芯模(内压试验时洗出芯模)注:图的上半部为两种芯模绕成容器后示意图，下半部为内压试验时示意图。S 设备3. 1 缠绕机缠绕机应能按要求进行环向缠绕和螺旋缠绕，或平面缠绕和环向缠绕。3.2芯模3.2.1 砂芯模砂芯模是一种水溶性芯模，其制备方法见附录A中A.l。3.2.2 钢芯模制造钢芯模可用不锈钢或普通

4、钢，制备方法见附录A中A.2。在进行内压试验时，钢芯模留在容器内。芯模可重复使用。3.3 固化装置固化装置应具有固化试样时所需的温度范围，并升温、恒温控制装置。固化温度偏差应能控制在i:5C以内。3.4 试验设备2 GB 6058-85 3.4.1 内压试验系统应保证试验容器的加压速度在每分钟80-100kgfIcm2。3.4.2 用压力表或压力传感器记录压力，应保证测压精度在:1:1%范围内。用应变片或引伸计测量变形。4 试样的制备4. 1 原材料贮存和条件处理4. 1. 1 纤维应贮存在于燥的地方。缠绕前按纤维种类进行有关处理。4. 1. 2 树脂及固化剂按厂方规定的条件存放，超过使用期时

5、，不许使用。4.2 芯模处理4.2.1 砂芯模:在芯模表面涂脱模剂，包覆悔胶内衬。4.2.2 钢芯模t清除芯模表面上的油污，涂脱模剂，包一层玻璃纸，包覆棒胶内衬。4.3 缠绕与固化4.3.1 在处理好的芯模上安好极孔嵌件(见附录A中A.4)。将芯模装在缠绕机上，测量芯模外径，准确到0.05mm，调整缠绕机。4.3.2 按规定的层数和规定的角度进行缠绕。湿法缠绕时，环境温度不得低于18C，相对湿度50-60%，缠绕张力为纤维断裂强度的5-8%。4.3.3 将绕制完的试样，放人同化装置内，按规定的回化制度固化。固化过程中，试样应不断地转动，防止流胶。如果同化设备没有转动装置，应在放人间化装置之前，

6、用红外加热装置或其它热源、将绕好的容器转动加热至不流胶后，再进行il化。4.3.4 困化后，自然冷却至室温。将试样编号。用钢芯模制造的容器试样在拆除接轴之后即可用于内压试验。在!、芯模制造的容器试样，用低于80(，的热水，将在i、芯模洗出，即可用作内压试验。5 内压试验5. 1 对试样进行外观检查。5.2 需要测应变时，粘好应变片。5.3 按GB1446 (纤维增强塑料性能试验方法总则的规定进行状态调节。5.4 将容器与内压试验系统和记录装置连接，.周准加压速度，先力rl初压10kgfIcm2 ;检查和调整试验装置，使其处于正常r作状态，简庄。5.5 按规定的速度加压。记录压力和所对应的应变，

7、直至容器破坏。记录破坏压力及破坏情况。5.6 每组试样不少于5个。6 强度计算压力容器的环向和纵向纤维强度以网格理论为基础进行计算。理论的基本假定: 在内出容器中，只有纤维承受外载荷作用，而基体的承载能力忽略不计。 纤维只承受轴向载荷，每根纤维的承载能力相同。6. 1 计算6. 1. 1 环向纤维的强度按式(1 )计算:PR ，. 7 f 0丁一一一(2-tg). . . . . ( 1 ) 缸GO十叫5xYo.(2) 3 GB 6058-85 式中:f广二环向纤维强度，kgf /cm2 (MPa) , p一一破坏压力，kgf/cm2, R一一一壳体的中半径，cm; 一一缠绕角度，度;tG8一

8、一壳体中，环向纤维的厚度，cm , 二环向缠绕单位宽度粗纱股数，1/cm , P一一相纱号数，g/km , f-一一纤维密度，g/cm3o 注:lMPa=lN!mm210.2kgf!cm2 6. 1. 2 纵向纤维强度按式(3 )计算:-P R f2 X tG. COS 2. . ( 3 ) tGa=_j_一X10-5 X Y f. ( 4 ) 式中zra-一纵向纤维强度，kgf /cm2 (MPa) ; tGa -壳体中，纵向纤维的厚度，cm , 一纵向缠绕单位宽度粗纱股数，l/cm。其余符号意义同式(1 )、式(2 )。6. 1. 3 环向复合强度按式(5 )、式(6 )计算:PR 飞=丁

9、7-un-HH-._. . . .叫tr=_!_G.+t口uc=vw.HH-HH-. (6 ) 式中zc 9一一环向复合强度，kgf /cm2 (MPa) , t c -一壳体圆筒段计算厚度，cm; Vr一一纤维体积含量，%。其余符号意义同式(1)、式(3 )。6. 1. 4 纵向复合强度按式(7 )计算:_ PR C- .-._._-2Ic-._._(7) 式中zc-纵向复合强度，kgf /cm2 (MPa) I 其余符号意义同式(1 )、式(5 )。6. 1. 5 根据记录的p-e曲线，绘制环向和纵向-e曲线，并取初始直线段计算相应的弹性模量。7 试验结果试验结果按GB1446的有关规定。

10、8 试验报告试验报告按GB1446规定。此外，还包括下列内容za. 增强材料类型Pb. 基体类型及固化制度sc. 筒体的尺寸及封头尺寸，d. 缠绕张力F4 GB 1011-15 e. 层次分布51 环向(纵向)缠绕单位宽度股数和环向(纵向)层数zg. 缠绕时的环境条件。5 A.1 砂芯模GB 6058-85 附录A芯模、密封内衬、封头及极孔嵌件说明(补充件)A.1.1 将洗净的细砂、聚乙烯醇(型号为D588)和水按下列比例混合z在!、2聚乙烯醇(PVA):水=100 : 2 : 6-7 A.1.2 将混合物装填在模具(半个芯模)中，放人烘箱内升温至110C，保持6h，将水蒸发掉。A.1.3 将

11、硬结的两段芯模粘结起来，粘结剂与制作芯模用的PVA相同，见图A1。A.2 辄芯模A.2.1 钢芯模用不锈钢或普通钢制成，并在芯模上钻孔，孔径为2mm，孔密度为0.44个/cm飞见图A2。A.3 密封内衬A.3.1 钢芯模和砂芯模在容器绕制前必须包覆好密封内衬。内衬材料一般可采用J03胶片和9621攘胶。当胶片厚度为0.3mm时，要包覆二层，厚度为0.6-1mm时，可包覆一层。A.4 封头及极孔嵌件本标准推荐的封头曲面为扁椭球曲面，其它封头曲面型式可按需要自行选取。封头曲面及金属嵌件见图A306 GB 6058-85 2 4 170 (270) 图Al砂芯模结构示意图1-;t，、轴;2一螺母;3

12、一极孔嵌件，4-lt芯2 3 4 孔世2均布雷度。.44个/cm2170 (270) 图A2钢芯模结构示意图l一芯轴，2一螺母;3一极孔嵌件，4一钢芯模7 GB 6058-85 y 1 x 450 。-v$vo由$z NX$2 。=$2 32 吨9-凹-v-Y电R5 30 极孔嵌件和封头曲线图图A334.4 30 曲面坐标值x y 8 GB 6058-85 附加说明:本标准由国家建筑材料工业局提出，由纤维增强塑料标准化分技术委员会归口。本标准由国家建筑材料工业局哈尔滨玻璃钢研究所负责起草。本标准主要起草人刘其贤、林国荣。9 四-32菌。国国家标准纤维缠绕压力窑幡制备和内压试验方法GB 6058-85 和共民人华中* 中国标准出版社出版(北京复外三里河)中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售* 印张3/4字数12，5001986年4月第一次印刷开本880X12301/16 1986年4月第一版印数1-6.500 7巳O.篝定价标目29-37书号I151691- 3439 *