玻璃钢储罐的特点及在油田的应用(1)

玻璃钢储罐的特点及在油田的应用

1 玻璃钢储罐的成型工艺

大直径玻璃钢缠绕技术的问世使玻璃钢得以向大型储罐方向发展。与传统卧式储罐相比，立式缠绕工艺解决了无法整体缠绕大直径制品的问题，制作时需要的场地较小，储罐的最大直径可达25m。立式缠绕的优点表现在以下4个方面：（1）可以实现大直径制品的缠绕

（2）缠绕过程中除环向外，还引入螺旋缠绕，缠绕角可根据制品受力情况进行设计，在65°~85°可调。螺旋缠绕突破了玻璃钢制品属于层合结构的传统概念，不仅提高了制品的轴向强度，还极大地提高了储罐的整体结构性能，如层间剪切强度、弯曲强度、抗蠕变特性、抗风、抗地震能力等。

（3）内层、结构层和外层一次成型，内衬无纵向接缝，提高了制品的强度。

（4）制品垂直脱模，避免了脱模过程中的发转，保证了产品质量。

固化体系采用过氧化甲乙酮和钴盐室温固化，短时间内辅以红外线加热固化成型，大幅度降低了固化过程的能耗。

2 玻璃钢储罐罐壁的层次结构

合理的铺层结构是玻璃钢强度性能、耐腐蚀性能的良好保证。玻璃钢储罐罐壁由以下3层组成：

（1）内衬层：由富树脂层及中间层组成。富树脂层由内衬树脂加有机纤维聚酯毡增强，树脂含量超过90%，其厚度约0.5mm。该层气密性好，非常光滑，主要提供制品的耐腐蚀性和防渗透能力。中间层由内衬树脂和无碱玻璃纤维喷射纱组成，树脂含量70-80%，厚度约4.5mm。该层主要保护富树脂层，提供内衬层的抗内压失效能力，阻止裂纹扩散。可以在本层添加一定的填料提高耐磨性能。

（2）结构层：即增强层。采用无碱无捻玻璃纤维粗纱，玻璃纤维织物增强。承受拉应力、压应力和各种外载荷，保护内衬层。树脂含量为30%-40%，其厚度按照载荷条件计算确定。

（3）外保护层：也称外富树脂层，树脂含量大于90%，厚度约为1mm，在本层中增加紫外线吸收剂，以提供储罐耐日光老化的性能。

3 与金属储罐相比

与金属储罐相比，大直径玻璃钢储罐有如下特点：

（1）耐腐蚀性能好

金属储罐贮存介质时，由于金属的活泼性能，极易与所贮存的介质发生化学，电化学反应而产生腐蚀。而玻璃钢储罐内衬为高分子材料，通过对内衬树脂材料的选择，可以使大直径玻璃钢储罐适用于众多酸，碱，盐，溶剂等不同的腐蚀介质，耐腐蚀性能优于金属储罐。

（2）重量轻

大直径玻璃钢储罐一般为立式储罐，设计时已经充分考虑震载及风载可能对其产生的倾覆外，其筒身壁厚主要取决于储罐内压的大小及所贮存液面的高低。当大直径玻璃钢储罐贮存液体或用作低压设备时，其筒身壁厚仅受贮液高度的影响，采用上薄下厚的设计，即可使储罐的壁厚满足使用性能。另外，由于玻璃钢密度一般在1.9-2.2g/cm3左右，仅为铁的1/4左右，所以，一台大直径玻璃钢储罐总重量一般为同规格钢储罐的一半，既有利于储罐的吊装，降低吊装费用，又有可降低对基座的承载要求，从而降低基座的造价。

（3）保温效果好

大直径玻璃钢储罐大热系数为0.27w/cm·°C，钢制储罐的导热系数约为

62.8w/cm·°C 。再加上大直径玻璃钢储罐壁厚也较铁制储罐厚，所以，贮存介质时，在储罐内外温差相同的情况下，热量损失仅为铁制储罐的1/100,储罐的自身保温效果十分明显，可较大幅度降低保温费用。

（4）不生锈

金属储罐因铁等金属元素在与空气中的氧相接触时，尤其在潮湿的环境中，容易生锈，所以，此类储罐的使用一般需进行除锈、防锈处理，费钱费力。而大直径玻璃钢储罐由非金属材料树脂及玻璃纤维复合而成，无需进行防锈，除锈处理。

（5）内表面光滑

相对而言，金属储罐内壁粗糙，使用过程中容易结垢，清洗困难，而大直径玻璃钢储罐内壁光滑，其绝对粗糙度为百分之一毫米级，使用过程总不易结垢。

（6）可设计性强

大直径玻璃钢罐有良好的可设计性。既可以对其阻燃、耐腐蚀、抗静电等进行设计，也可以对其外观、形状及连接方式进行设计。除此之外，还可以对其壁

厚纵向，环向理学强度分配等进行结构设计，因此可以满足客户对产品不同的要求。

（7）电绝缘性能好

大直径玻璃钢储罐表面电阻约为1011Ω·cm，体积电阻为1014Ω，具有良好的绝缘特点。另外，其击穿电压为12-16kv/mm，抗雷电击穿，可用于多雷区。

（8）可修复性强

大直径玻璃钢储罐不生锈，耐腐蚀性能好，一般情况下不需要维护。另外，可维修性强，维修起来特别方便。

（9）经济性

虽然玻璃钢储罐一次性投入高，但是，玻璃钢储罐使用寿命可以达到20年，而目前金属储罐7-10年就需要更换。从长期效益考虑节约了维修，运行费用。

3 应用

在油田方面，国内几个油田，如大庆油田，胜利油田，江汉油田，玉门油田，青海油田等均使用了大直径玻璃钢储罐，最大直径为16米，容积2000立方米。最早使用的是大庆油田，从1995年开始使用。

特别是胜利油田，据2007年《胜利日报》6月6日刊报道，胜利油田东辛采油厂广利污水站成为国内首座全玻璃钢污水站。该工程所有污水罐和工艺管道全部采用优质高强玻璃钢材料，9座玻璃钢总容量6665立方米，单罐容积2000立方米，各种规格玻璃钢管道总长度2400米，是胜利油田首次大范围应用玻璃钢储罐代替钢质储罐的一次尝试。

工程投产后日污水处理能力为1.1万立方米，改造后的污水站与原站处理工艺也有很大区别，最突出的是采取“电化学预氧化＋自然沉降＋混凝沉降＋过滤”污水处理工艺，将解决污水严重腐蚀问题，实现注水水质的全面达标，达到“碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法（SY/T5329-94）B2标准。

部分业绩表

时间工程情况用户

1995年油田污水罐DN10000*12000mm 3台大庆油田

1998年油田污水罐DN11000*10650mm 2台江汉油田