ROPV?系列玻璃鋼壓力容器在大型RO工程中的應用
來源：哈爾濱樂普實業(yè)發(fā)展中心 閱讀：6301 更新時間：2009-03-24 10:461前言
玻璃鋼是一種先進的復合材料，具有輕質高強、耐腐蝕性好、強度可設計等突出的優(yōu)點，膜法水處理用玻璃鋼壓力容器（俗稱膜外殼）已經(jīng)被RO技術領域普遍認同。目前RO系統(tǒng)的建設規(guī)模趨于大型化，建設中以及計劃建設的產(chǎn)水流量在500T/H以上的大型項目越來越多。在這樣大型的RO系統(tǒng)建設中，對壓力容器的技術要求也就更高。
我國的玻璃鋼壓力容器生產(chǎn)與應用，從產(chǎn)品引進到國內(nèi)自主開發(fā)，走了一條逐漸替代進口的道路。國內(nèi)壓力容器的技術發(fā)展中，以哈爾濱樂普實業(yè)發(fā)展中心（簡稱樂普中心）生產(chǎn)的ROPV®品牌為代表。該技術始于 “七五” 國家重點科技攻關項目，已經(jīng)走過了二十三年的發(fā)展歷程。
目前，樂普中心已經(jīng)成為中國最大的水處理用玻璃鋼壓力容器專業(yè)生產(chǎn)商，也是中國首家通過美國ASME＂RP＂認證的玻璃鋼壓力容器生產(chǎn)企業(yè)。
ROPV®系列壓力容器在冶金、電子、電力、化工、醫(yī)藥、食品飲料、工業(yè)污水及廢水的處理等領域得到了廣泛的應用，如2002年的“太鋼工程”（1700t/h）、2003年的“燕山石化工程”（800t/h）、2004年的“慈溪市政工程”（840t/h）、2005年的東莞“玖龍紙業(yè)”（2000t/h）、2006年的迪拜棕櫚島海淡工程（7600t/h）及黃島電廠（10，000t/d）海水淡化工程。
2 ROPV®壓力容器對大型RO工程適宜性
本文所述的大型RO工程指產(chǎn)水流量在500T/H以上的系統(tǒng)，或一個工程一次使用8英寸6芯裝壓力容器數(shù)量在80只以上的系統(tǒng)。在這樣大型的工程建設中，對重要部件之一的壓力容器提出了嚴格的要求。玻璃鋼壓力容器一般具有化學穩(wěn)定性，過載安全性，良好的減震性，以及熱傳遞與膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)點。對于在大型工程中應用的玻璃鋼壓力容器來說，還應考察下面一些性能。
2.1結構性能
在工作情況下，玻璃鋼壓力容器各部分的受力狀態(tài)是不同的。因此玻璃鋼壓力容器的設計與制作過程中，應充分利用玻璃鋼材料的強度可設計性，根據(jù)各部分的受力狀態(tài)設計纖維的方向與鋪放量。使玻璃鋼壓力容器的整體強度相匹配，最大限度發(fā)揮結構的效率，提高產(chǎn)品的整體性能。
結構性能的保證設計玻璃鋼結構設計與成型工藝設計兩大部分，是玻璃鋼關鍵技術，需要有雄厚的技術支撐。樂普中心是從事玻璃鋼材料研究與生產(chǎn)的專業(yè)化隊伍，在國家科技攻關項目研究階段就建立了玻璃鋼壓力容器的力學模型，后來演變?yōu)橛嬎銠C模擬系統(tǒng)，對產(chǎn)品的受力狀態(tài)進行了精確的計算，科學地設計了生產(chǎn)工藝，充分發(fā)揮了技術團隊的專業(yè)經(jīng)驗，其產(chǎn)品表現(xiàn)出很高的整體性能，并具有很好的質量穩(wěn)定性。每年都按照標準的要求進行產(chǎn)品的型式檢驗，實測產(chǎn)品的安全系數(shù)均在6倍以上，表現(xiàn)出較高的結構性能。
2.2疲勞性能
玻璃鋼壓力容器承受循環(huán)工作壓力作用，在長期作用下會逐漸產(chǎn)生疲勞，直至整體破壞。玻璃鋼產(chǎn)品疲勞性能用疲勞壽命來衡量，其是玻璃鋼制品的主要性能指標。玻璃鋼壓力容器在給定循環(huán)應力和試驗條件下由開始加載到臨界設計壓力所經(jīng)受的應力循環(huán)數(shù)稱為疲勞壽命，玻璃鋼壓力容器的疲勞壽命應與反滲透水處理裝置設計壽命相當。
在美國ASME標準中，規(guī)定玻璃鋼壓力容器的疲勞壽命規(guī)定為105次， ROPV®R804030S玻璃鋼壓力容器的疲勞性能的測試結果為，按照美國ASME標準的方法進行2.8×105次疲勞測試后，未見宏觀破壞，在隨后進行的水壓爆破試驗中，達到6倍以上的安全系數(shù)，說明ROPV®R804030S玻璃鋼壓力容器的疲勞性能優(yōu)異，完全能夠滿足大型工程的使用。
2.3裝膜性能
在大型工程中，裝配的膜元件數(shù)量多。幾十支乃至上百支壓力容器同時使用，局部留有的空間小，不便于操作，玻璃鋼壓力容器的裝膜性能就顯得重要。而裝膜性能與壓力容器的內(nèi)表質量與內(nèi)腔行為公差相關。其中內(nèi)表質量主要為體現(xiàn)在光潔度、平整度、樹脂含量等方面上，內(nèi)腔行為公差主要體現(xiàn)在圓度、直線度、尺寸準確度等方面上。ROPV®玻璃鋼壓力容器的裝模性能是從模具加工技術、工藝控制技術以及質量控制技術等方面來保證的，企業(yè)的技術團隊根據(jù)多年從事航天高科技產(chǎn)品的研發(fā)經(jīng)驗，以及本項目二十多年研發(fā)基礎，加工出高精度、高級表面的產(chǎn)品模具，制定了可靠的、具有穩(wěn)定性的工藝流程，按照ISO9001-2000標準的要求嚴格質量控制，很好保證了產(chǎn)品的裝模型能。
2.4密封性能
玻璃鋼壓力容器的密封性能是關鍵技術指標之一，在任何工程中都有嚴格的要求。在大型工程中，配管量大，不便于維修與更換，需要壓力容器具有更加可靠的密封性能。一般玻璃鋼壓力容器泄漏發(fā)生在與端板結合處，以及與原/濃水管處（特別是側聯(lián)式的壓力容器），發(fā)生滲漏的主要原因是玻璃鋼壓力容器、配件的尺寸精度不夠，或密封技術不可靠。ROPV®玻璃鋼壓力容器及配件經(jīng)過了精心的設計，技術經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)成熟，特別是針對側聯(lián)式的壓力容器配管偏差時易滲漏的問題，設計了專利技術，實現(xiàn)了側聯(lián)式的壓力容器原/濃水管處零滲漏。此外，出廠產(chǎn)品100%經(jīng)過1.5倍工作壓力的水壓滲漏性能檢測，密封性能十分可靠，經(jīng)受住了大型工程的驗證。
2.5接口性能
玻璃鋼壓力容器的接口有原/濃水管接口、凈水（產(chǎn)品水）接口，接口性能指其與配管連接的技術性能，表現(xiàn)為玻璃鋼壓力容器的接管的位置度、接管對配管偏差的適應性、接管材質的可靠性以及特殊接口的實現(xiàn)，接口性能直接關系到系統(tǒng)的密封性能以及工程安裝的速度。ROPV®玻璃鋼壓力容器的原/濃水管接口以側聯(lián)式為主，壓力容器上的孔由專用設備加工，精確度高，并且可以按照使用要求確定接口數(shù)量與位置（角度），便于在大型工程中裝配使用。ROPV®玻璃鋼壓力容器接口材質與介質相關，具體見下表。
表1 ROPV®玻璃鋼壓力容器接口材質表
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2.6外觀性能
在大型工程中，對玻璃鋼壓力容器外觀性能要求較高。目前玻璃鋼壓力容器普遍采用表面涂裝技術，其外觀性能表現(xiàn)在漆膜的硬度、覆著力、平整度、飽和度、耐黃變等指標上。漆膜的硬度小、覆著力差，漆膜則易劃傷、脫落，漆膜的平整度、飽和度、耐黃變等指標差，則直接影響設備的美觀效果。ROPV®玻璃鋼壓力容器有專用的納米特種涂料，用鉛筆硬度法測得漆膜的硬度≥5H，用劃格法測得漆膜的覆著力≥90%，用360nm（1000W）紫外等照射2小時后無明顯黃變，表現(xiàn)出較高的技術水準。此外，ROPV®玻璃鋼壓力容器設計了可靠的表面涂裝技術，產(chǎn)品漆膜平整度與飽和度好，具有很高的外觀性能。
3 ROPV®壓力容器的試驗與典型應用例
3.1 ROPV®壓力容器出廠檢驗項目
表2 ROPV®壓力容器出廠檢驗項目表
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3.2 ROPV®壓力容器型式檢驗項目
表3 ROPV®壓力容器型式檢驗項目表
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3.3 疲勞壽命測試結果
3.3.1試件選取
本文中以用量最大的R8040C 30S型玻璃鋼壓力容器疲勞壽命測試為例，說明ROPV®壓力容器的疲勞性能。從正常生產(chǎn)的產(chǎn)品中隨機取樣，試件的型號為R8040C 30S-1W。
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圖1 疲勞壽命試件 |
3.3.2測試結果
a) 試件在66℃恒溫水域下，0～2.1Mpa水壓重復作用2.8×105次后，目測未發(fā)現(xiàn)宏觀破壞部位，也無液體（水）滲漏現(xiàn)象。
b) 試件經(jīng)過2.8×105次疲勞后，爆破壓力達到13.5MPa，即6.42倍的工作壓力，可確認試件2的疲勞壽命
大于2.8×105次。
3.3.3試件2的內(nèi)壓－－應變曲線
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圖2 試件內(nèi)壓－－應變曲線 |
3.4典型應用例
3.4.1太鋼水廠工程
太鋼工程建成于2002年，工程規(guī)模為1700T/H，共使用玻璃鋼壓力容器332支。
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| 圖3 太鋼水廠水處理工程應用圖片 |
3.4.2玖龍紙業(yè)水處理工程
該工程建成于2007年，工程規(guī)模為2000T/H，共使用玻璃鋼壓力容器360支。
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| 圖4 玖龍在紙業(yè)水處理工程應用圖片 |
4結束語
ROPV®玻璃鋼壓力容器研發(fā)從“七五” 國家重點科技攻關開始，已經(jīng)走過了二十余年的發(fā)展歷程。技術日臻成熟，該產(chǎn)品表現(xiàn)出一系列有益的性能，能夠滿足大型RO工程的使用要求。ROPV®玻璃鋼壓力容器成功應用于“太鋼工程”、“九龍紙業(yè)工程”等大型RO工程，表現(xiàn)出很高的可靠性與穩(wěn)定型，可完全替代進口產(chǎn)品，為我國水處理行業(yè)的迅速發(fā)展發(fā)揮積極的作用。
（1）疲勞壽命在國內(nèi)的最高標準（JC692-1998）中未作規(guī)定，為了技術上與國際接軌而設立的檢測項目，檢驗依據(jù)為美國ASME（Ⅹ）。
