ROPV?系列玻璃鋼壓力容器在大型RO工程中的應用
來源：哈爾濱樂普實業發展中心 閱讀：6602 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點，膜法水處理用玻璃鋼壓力容器（俗稱膜外殼）已經被RO技術領域普遍認同。目前RO系統的建設規模趨于大型化，建設中以及計劃建設的產水流量在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與應用，從產品引進到國內自主開發，走了一條逐漸替代進口的道路。國內壓力容器的技術發展中，以哈爾濱樂普實業發展中心（簡稱樂普中心）生產的ROPV®品牌為代表。該技術始于 “七五” 國家重點科技攻關項目，已經走過了二十三年的發展歷程。
目前，樂普中心已經成為中國最大的水處理用玻璃鋼壓力容器專業生產商，也是中國首家通過美國ASME＂RP＂認證的玻璃鋼壓力容器生產企業。
ROPV®系列壓力容器在冶金、電子、電力、化工、醫藥、食品飲料、工業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”（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工程指產水流量在500T/H以上的系統，或一個工程一次使用8英寸6芯裝壓力容器數量在80只以上的系統。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定性，過載安全性，良好的減震性，以及熱傳遞與膨脹系數小等一系列優點。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，根據各部分的受力狀態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，最大限度發揮結構的效率，提高產品的整體性能。
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的專業化隊伍，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，后來演變為計算機模擬系統，對產品的受力狀態進行了精確的計算，科學地設計了生產工藝，充分發揮了技術團隊的專業經驗，其產品表現出很高的整體性能，并具有很好的質量穩定性。每年都按照標準的要求進行產品的型式檢驗，實測產品的安全系數均在6倍以上，表現出較高的結構性能。
2.2疲勞性能
玻璃鋼壓力容器承受循環工作壓力作用，在長期作用下會逐漸產生疲勞，直至整體破壞。玻璃鋼產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應力和試驗條件下由開始加載到臨界設計壓力所經受的應力循環數稱為疲勞壽命，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，規定玻璃鋼壓力容器的疲勞壽命規定為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，說明ROPV®R804030S玻璃鋼壓力容器的疲勞性能優異，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表質量與內腔行為公差相關。其中內表質量主要為體現在光潔度、平整度、樹脂含量等方面上，內腔行為公差主要體現在圓度、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，企業的技術團隊根據多年從事航天高科技產品的研發經驗，以及本項目二十多年研發基礎，加工出高精度、高級表面的產品模具，制定了可靠的、具有穩定性的工藝流程，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生在與端板結合處，以及與原/濃水管處（特別是側聯式的壓力容器），發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過了精心的設計，技術經過多年的發展已經成熟，特別是針對側聯式的壓力容器配管偏差時易滲漏的問題，設計了專利技術，實現了側聯式的壓力容器原/濃水管處零滲漏。此外，出廠產品100%經過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（產品水）接口，接口性能指其與配管連接的技術性能，表現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，接口性能直接關系到系統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。從正常生產的產品中隨機取樣，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，目測未發現宏觀破壞部位，也無液體（水）滲漏現象。
b) 試件經過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的內壓－－應變曲線
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圖2 試件內壓－－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 |
3.4.2玖龍紙業水處理工程
該工程建成于2007年，工程規模為2000T/H，共使用玻璃鋼壓力容器360支。
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| 圖4 玖龍在紙業水處理工程應用圖片 |
4結束語
ROPV®玻璃鋼壓力容器研發從“七五” 國家重點科技攻關開始，已經走過了二十余年的發展歷程。技術日臻成熟，該產品表現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”、“九龍紙業工程”等大型RO工程，表現出很高的可靠性與穩定型，可完全替代進口產品，為我國水處理行業的迅速發展發揮積極的作用。
（1）疲勞壽命在國內的最高標準（JC692-1998）中未作規定，為了技術上與國際接軌而設立的檢測項目，檢驗依據為美國ASME（Ⅹ）。
