一種復合材料雙層油罐的制作方法

本實用新型涉及加油站用埋地油罐技術領域，具體涉及一種復合材料雙層油罐。

背景技術：

近年來，隨著國家經濟的高速發展，人民生活水平的穩步提高，交通運輸行業迅猛發展，汽車保有量大幅增長，大型石油企業在國內大力加強加油站網點建設，每年全國新建加油站上千座。隨著我國經濟的發展和社會的進步，人們的環保意識越來越強，國家對環保的要求也越來越高。目前，國內大多數的加油站均使用地下金屬單層油罐，由于油罐本身的擦痕、劃痕、壓痕等機械損傷，罐體焊接過程中的質量問題以及埋地油罐外防腐層年久老化，失去保護作用，鋼制罐體內表面不能完全抵抗燃油的腐蝕，一旦發生滲漏，就會帶來環境污染或地下危害水資源的嚴重后果。而且由于單層鐵制油罐常年埋設于地下、受到地下水的腐蝕以及電解腐蝕，單層鐵制油罐在使用質量和使用壽命有著明顯的安全隱患，涉及到安全、經濟、環保。此外，單層鐵質油罐每年都需要進行維修和檢測，也增加了維護時間和成本。

雙層油罐擁有比普通單層鋼制油罐無可比擬的安全、環保、經濟性能，目前國家大力推行雙層油罐的應用，現有技術外罐一般采用玻璃鋼材質制作，內罐為鋼制材質，使得內殼體具有加強支撐，而外罐具有絕緣效果如專利文獻CN 104816897A和CN 102582980B所公開的雙層油罐，但由于內罐為鋼體材質，使得其重量大大增加，影響搬運和安裝，而且其耐蝕效果也較差，壽命較短，鋼內罐局部受壓后不能反彈自動恢復。

目前現有的非金屬雙層油罐中，在制作過程中采用陰模合模工藝，產品外表面依靠模具表面成型，而內表面依靠人工滾壓成型，從而制得的罐體呈現出外表面光滑，內表面粗糙的現象。罐體內表面與油品相接觸，其內表面越粗糙，與油品接觸的罐體內表面的摩擦阻力越大，內表面復合材料磨損就越快，在裝卸油品時，長時間反復對罐體內表面進行沖擊，會對罐體內表面微觀不平處形成反復沖擊造成磨損脫落，降低油品品質；此外，陰模制作的產品，其罐體內表面致密性差，層合之間結合不緊密，易使氣體或液體通過表面的微觀凹谷滲入到復合材料內層，造成表面腐蝕。當長期使用時，其內表面會發生部分顆粒脫落現象，給油帶來新的成分，嚴重影響到儲藏油的品質。

技術實現要素：

因此，本實用新型要解決的技術問題在于克服現有技術中的鋼壁油罐耐蝕性差、使用壽命短、安裝難度大、局部受力變形后不能自動反彈恢復等缺陷，且現有非金屬雙層油罐在長期使用過程中存在嚴重影響油品品質的問題，從而提供一種復合材料雙層油罐。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

本實用新型提供了一種復合材料雙層油罐，所述罐體包括玻璃鋼外罐、由陽模模具制得的玻璃鋼內罐、及設置于所述內罐與所述外罐之間的3D貫通間隙層；所述內罐內表面為含有導靜電材料的富樹脂層，其表面粗糙度為Ra0.8～Ra0.2。

所述外罐由外罐防滲層和外罐結構層組成，所述外罐結構層位于所述外罐防滲層的外側，其所形成的外表面粗糙度為Ra32～Ra50；所述外罐結構層外表面上間隔設有環向加強筋。

所述環向加強筋為纏繞型玻璃鋼加強筋，其與所述外罐結構層通過纏繞的玻璃纖維形成一個整體。

相鄰兩所述環向加強筋所形成的間隔為350～550mm；其高度為100～150mm。

復合材料雙層油罐制作方法，包括如下步驟：

S1.玻璃鋼內罐制作

在鋼制陽模上噴涂含導靜電材料的富樹脂層，采用噴射滾壓工藝依次制作玻璃鋼內罐殼體和兩端封頭；將玻璃鋼內罐殼體的兩端分別與兩端封頭一體對接成型，制得玻璃鋼內罐，其中玻璃鋼內罐的內表面層粗糙度為Ra0.8～Ra0.2；

S2.3D貫通間隙層鋪設

在所制備的玻璃鋼內罐外表面涂刷樹脂材料，采用糊制工藝將3D中空玻璃纖維織物覆貼在所涂刷的樹脂材料表面，并沿3D中空內斜纖維反方向推壓玻璃纖維織物上表面，使玻璃纖維充分浸透樹脂，待樹脂固化時由于纖維本身的強烈毛細管作用使氈體順高度方向豎立起來，形成3D貫通間隙層；

S3.玻璃鋼外罐制作

采用噴射工藝將玻璃鋼外罐防滲層包裹在3D貫通間隙層上；

待玻璃鋼外罐防滲層凝膠后采用旋轉纏繞工藝將玻璃鋼復合材料纏繞在玻璃鋼外罐防滲層上，制得玻璃鋼外罐結構層；對玻璃鋼外罐結構層進行拋光和刷膠處理，使外罐外表面粗糙度達到Ra32～Ra50。

采用臥式纏繞法沿著凝膠后的玻璃鋼外罐防滲層進行環向纏繞制得玻璃鋼外罐結構層，其中的玻璃鋼外罐防滲層中的樹脂膠重量百分比含量：65-75％，玻璃鋼外罐防滲層厚度：1～2mm，玻璃鋼外罐結構層中的樹脂膠重量百分比含量：33％～35％。

所述制作方法還包括：

S4.加強筋安裝：

在加強筋制作模具上預制好加強筋骨架，并將其間隔設置在提前定位好的玻璃鋼外罐結構層表面上；采用纏繞工藝將加強筋骨架和玻璃鋼外罐結構層進行螺旋纏繞，使二者形成整體。

所述制作方法還包括：

S5.泄漏檢測儀的安裝：

制作檢測井，并通過所制作的檢測井向3D貫通間隙層的連續空腔內加入液媒介質；在檢測井中安裝泄漏檢測儀，使泄漏檢測儀從玻璃鋼檢測井頂部插入，且使其底部與3D貫通間隙層相連通，液媒介質的液面處在泄漏檢測儀探頭中部。

本實用新型技術方案，具有如下優點：

A.本實用新型所提供的復合材料雙層油罐，其內罐和外罐均采用由樹脂和玻璃纖維混合而成的玻璃鋼材料制作，使得其重量輕、強度高、抗震性能好、安裝方便，最重要的采用含有導靜電材料的富樹脂作為內罐內表面，其耐腐蝕性和導電性好，由于所形成的內罐內表面的表面粗糙度為Ra0.8～Ra0.2，與陰模合模制作工藝相比，采用陽膜制作內罐的方法更簡便，可確保內罐內表面具有足夠致密度的同時，大大降低了油品與罐體接觸面的摩擦阻力，減少了接觸面的磨損，最大限度的保證了長期使用過程中油品的品質，提高了內罐內表面的抗腐蝕性和安全性，同時由于玻璃鋼材質彈性大，受壓變形后能夠快速自動反彈恢復，延長了油罐的使用壽命。

B.本實用新型采用纏繞型玻璃鋼加強筋，其與外罐結構層相貼合，并通過整體纏繞工藝，將加強筋與外罐結構層形成一個整體，由于二者均采用玻璃鋼材質，可使外罐的整體強度得到加強，從而避免了在此處所產生的腐蝕現象，大大延長了油罐的使用壽命，其使用壽命不低于30年。

C.本實用新型3D貫通間隙層是3D玻璃纖維織物中空層，中間灌鹵水，貫通間隙層能夠對內罐及外罐的密封性能進行24小時全程監控，采用鹵水使得響應時間快，檢測更加精確，無論內罐或外罐發生滲漏，均能自動檢測到，從而確保人們在內層介質滲泄漏到地下前采取應對措施，對保護土壤及地下水資源具有重要意義；另外，由于3D貫通間隙層是中空層，即使內罐產生泄漏，也能保證所容液體在外空隙中流動，不會馬上溢出外界污染環境，高效環保。同時，3D貫通間隙層可以提高油罐的整體剛性，以及罐體的局部剪切強度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式，下面將對具體實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的所提供的雙層油罐結構示意圖；

圖2為本實用新型的I部結構放大圖。

附圖標記說明：

1-罐體；2-加強筋；3-富樹脂層；11-外罐；12-貫通間隙層；13-內罐；111-外罐防滲層；112-外罐結構層；113-人孔；114-檢測井；115-接地導體；116-人孔蓋；117-泄露檢測儀。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1、圖2所示，本實用新型所提供的復合材料雙層油罐，包括由玻璃鋼制成的內罐13、外罐11及設置于內罐與外罐之間的3D貫通間隙層12構成的罐體1；內罐13通過陽模制成，內罐內表面上成型有可以導靜電的富樹脂層，其厚度為0.5～1mm，可以與設置于所述外罐外側面上的接地導體115連接，用于將液體流動摩擦過程中產生的靜電導入大地，避免產生靜電危險，這里所形成的內罐13的內表面的粗糙度為Ra0.8～Ra0.2，優選為Ra0.32；而玻璃鋼外罐11由外罐防滲層111和外罐結構層112組成，且外罐結構層112位于外罐防滲層111外側，在外罐結構層112外表面設有環向加強筋2，這里所采用的環向加強筋2為纏繞型玻璃鋼加強筋，其與外罐結構層112通過纏繞的玻璃纖維形成一個整體，大大增強了罐體的整體強度，解決了環形加強筋2位置存在的應力集中和腐蝕問題。內罐13和外罐11由玻璃纖維和樹脂復合而成，內罐13的壁厚大于4mm，外罐11的壁厚大于5mm。

在玻璃鋼內罐13和玻璃鋼外罐11的頂部縱向中心線上還設有人孔113和檢測井114；人孔113與玻璃鋼內罐13的罐腔相通，另外人孔113上設有人孔蓋116；檢測井114與3D貫通間隙層12相貫通，且檢測井114內設有泄露檢測儀117。

3D貫通間隙層12為3D中空玻璃纖維織物，其粘結于內罐13外表面和外罐11內表面，內填充有液媒介質為鹵水，3D貫通間隙層的厚度為1～3.5mm。

本實用新型所提供的復合材料雙層油罐，其內罐和外罐均采用由樹脂和玻璃纖維混合而成的玻璃鋼材料制作，使得其重量輕、強度高、抗震性能好、安裝方便，最重要的是耐腐蝕性好，受壓變形后能自動反彈恢復。由于玻璃鋼材料并不像金屬一樣失去電子，因此由玻璃鋼材料制成的雙層油罐可以完全不受腐蝕介質的困擾，從根本上解決腐蝕問題，進而提高油罐的使用質量和延長使用壽命；同時，復合材料雙層油罐的內罐內表面還設有含導靜電材料的富樹脂層，其與內罐一體成型，且在使用過程中直接與油品接觸，其與外罐最外側頂部縱向中心線上安裝的接地導體連接，用于將液體流動產生的靜電導入大地，避免產生靜電危險，提高了罐體的安全性。

另外，本實用新型3D貫通間隙層采用3D玻璃纖維織物中空層，中間灌鹵水，貫通間隙層能夠對內罐及外罐的密封性能進行24小時全程監控，采用鹵水使得響應時間快，檢測更加精確，無論內罐或外罐發生滲漏，均能自動檢測到，從而確保人們在內層介質滲泄漏到地下前采取應對措施，對保護土壤及地下水資源具有重要意義；另外，由于3D貫通間隙層是中空層，即使內罐產生泄漏，也能保證所容液體在外空隙中流動，不會馬上溢出外界污染環境，高效環保。同時，3D貫通間隙層可以提高油罐的整體剛性，以及罐體的局部剪切強度。

下面是本實用新型所提供的復合材料雙層油罐制作方法，具體包括如下步驟：

S1.玻璃鋼內罐制作

在鋼制陽模上噴涂聚酯膜層，即在鋼制陽模外表包覆一層含導靜電材料的富樹脂，采用噴射輔以滾壓工藝依次制作玻璃鋼內罐殼體和兩端封頭；然后將玻璃鋼內罐殼體的兩端分別于兩端封頭一體對接成型，制得玻璃鋼內罐，其中玻璃鋼內罐的內表面層粗糙度為Ra0.8～Ra0.2，若出現局部貧膠或粗糙度不達標現象可進行后期刮平，使其符合要求；室溫下以潔凈空氣為試驗介質對玻璃鋼內罐采用內壓充氣試驗，內罐緩慢加壓至35kPa，保壓30min，以不降壓、無泄漏為合格，試驗介質采用潔凈空氣，試驗溫度應為常溫，同時對內罐表面層進行平整性檢測及修復；其中玻璃鋼復合材料中的樹脂膠含量：65-75％；在噴射成型工藝中，噴霧壓力為0.5～0.7MPa，噴槍噴射成型夾角為65～70°，噴槍與鋼制陽模的噴射距離為350～500mm。

S2.3D貫通間隙層鋪設

在上述制備的玻璃鋼內罐外表面涂刷一層樹脂材料，采用糊制方法將3D中空玻璃纖維織物覆貼在樹脂材料表面，并沿3D中空內斜纖維反方向推壓玻璃纖維織物上表面，使玻璃纖維充分浸透樹脂，待樹脂固化時由于纖維本身的強烈毛細管作用使氈體順高度方向豎立起來，形成3D貫通間隙層；在鋪設過程中對3D中空玻璃纖維織物拼接縫應進行相應且必要處理，即將拼接的3D織物搭接(>20mm)，用美工刀從搭接中心切開，去掉多余纖維，使兩層拼接端面吻合。

以保證夾層連續順利貫通且滿足規范容積要求為底線，以夾層鋪層無環向變形、疊壓、遺漏且表面平整為合格。

S3.玻璃鋼外罐制作：

采用噴射工藝將玻璃鋼外罐防滲層包裹在3D貫通間隙層上，噴射成型工藝中，噴霧壓力為0.5～0.7MPa，噴槍噴射成型夾角為65°～70°，噴槍與模具的距離為350～500mm。玻璃鋼復合材料中樹脂膠的重量百分比含量控制在65-75％，玻璃鋼外罐防滲層厚度控制在1～2mm。

凝膠后按規定的線型和厚度采用纏繞技術纏繞外罐結構層，外罐的外表面粗糙度為Ra32～Ra50，玻璃鋼復合材料中樹脂膠重量百分比含量控制在33％～35％；纏繞時，采用臥式纏繞法進行環向纏繞，鋼制模具每轉一周，導絲頭移動一個紗片寬度，按此往復循環，直至紗片布滿芯模筒身達到工藝規定厚度為止。外罐結構層應采用均衡纏繞，纏繞角度為85°～90°。玻璃鋼外罐制作完成后，外表面層采用45目沙盤進行拋光，拋光完畢后對罐體外表面進行刷膠(膠衣)處理；膠衣在固化過程中，由于模具一直處在旋轉狀態，通過自流平的原理保障外表面的平整度。

S4.加強筋安裝：

在加強筋制作模具上預制好加強筋骨架，并將其間隔設置在提前定位好的玻璃鋼外罐結構層表面上；采用纏繞工藝將加強筋骨架和玻璃鋼外罐結構層進行螺旋纏繞，使二者形成整體。

加強筋為模具噴射滾壓預制成型，待罐體制作完成后，將預制好的加強筋采用手糊工藝固定在罐體提前定位好的方位，在纏繞機上采用纏繞工藝將加強筋和最外層罐體進行纏繞，使之形成整體，所形成的罐體支撐高度：100～150mm。

S5.泄漏檢測儀的安裝：

制作檢測井；通過所制作的檢測井向3D貫通間隙層的連續空腔內加入液媒介質，液面處在泄漏檢測儀探頭中部，在玻璃鋼檢測井安裝泄漏檢測儀，使泄漏檢測儀從玻璃鋼檢測井頂部插入且使其底部與3D貫通間隙層相連通；從而完成整個復合材料雙層油罐的制作。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創造的保護范圍之中。