【国家标准(GB)】 纤维缠绕压力容器制备和内压试验方法

ICS 83.120
中华人民共和国国家标准
GB/T6058—2005
代誉GB/T 6058---1985
纤维缠绕压力容器制备和内压试验方法Test method for preparalion and internal pressure testing offilament-wound pressure vessels2005-05-18发布
中华人民共和国国家质量盐督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2005-12-01实施
GB/T 6058—2005
本标准修改采用ASTMD2585：1990纤维继绕压力容器和内压试验方法》，附录B中列出了本标准章条编号与ASTMD2585：1990章条编号的对照一览表。本标准与ASTM D2585的主要区别有：本标准采用的压力容器内径为150mm，直线段长度为100mm；本标规定的加压速度为（8.0~[0.0)MPa/min；一本标准采用 SI 单位制。
本标准代替GB/T6058~~1985%纤维缠绕压力容器和内压试验方法》。本标准与GB/T 6058—1985 相比主要变化姆下：增如了“范围”一章（见第】章）；一增加了“规范性引用文件”一章(见第2章):采用S单位制。
术标推的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录，本标准由中国建筑材料工业协会提出。木标准由全国纤维增强塑料标准化技术委员会归口。本标准由哈尔滨玻璃钢研究院负责起草，本标准主要起草人：郭淑齐，侯涤洋、石建车、刘其贤、林国菜。本标准于1985年首次发布，本次为第·~-次修订1范围
纤维霾绕压力容器制备和内压试验方法本标推规定了纤维继绕压力容器的制备方法和内托试验及强度计算。GB/T 6058—2005
本标准适用于制备具有规定儿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，2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用前成为本标准的条款。凡悬注且期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓动根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标难。GB/T1446纤维增强塑料性能试验方法总测3方法概要
3.1砂芯模法
试样在包覆有橡胶内衬的砂芯模上缠绕制成。固化后，用水将砂芯模洗出，进行内压试验。3.2钢芯模法
试样在包覆有橡胶内衬并钻有许多小孔的钢芯模上缠绕制成，阅化后，同芯模一起进行内压试验。4试样
4.1试样几间形获和尺寸见图1。4.2标准试样：平面缠绕时.极孔直径为 40 mm，简身段长为100 mm;螺旋缠绕时，极孔直径为60mm，筒身段长为200mm。
5设备
5.1缠绕机
缠绕机应能按要求进行环问缠绕和螺缠绕，或平面缠绕和环拘缠绕。5.2芯模
5.2.1砂芯模
砂心模是一神水溶性芯模,其制备方法见附录A中A. 15.2.2钢芯模
制避钢芯模可用不锈钢或普通钢，制备方法见渐录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。wwW.bzxz.Net
5.3固化装置
固化装置应具有固化试样所需的温度范围，并有升温、恒温控制装置。固化温度偏差应能控制在土5℃以内。
5.4试验设备
5.4.1内压试验系统应保证试验容器的加压速度在(8.0 MPa~10.0 MPa)/min。5.4.2用压力表或压力传感器记录压力，应保证测压精度在土1%范图内。用应变片或引伸仪测量变形。
GB/T6058—2005
5试样的制备
6.1原材料整存和条件处理
6.1.纤维应贮存在干燥的地方。缠绕前按纤维种类进行有关处理。6.1.2树脂及固化剂按厂方规定的条件存放，超过使用期时不许使用。100200)
缠绕壳体
2—极孔嵌件；
3、胶内村；
4钢内村
5——砂芯模。
注：图的上半部为两种芯模继统容器后示意图，下半部为内压试验时示意图。函1 纤维绕压力容翻示意图
6.2芯模处理
a）砂芯模：在芯模表面涂胶模剂,包覆橡胶内衬：b）钢芯模，清除芯模表面油污，涂脱模剂，包一层聚酯薄膜，包橡胶内衬。6.3缠绕与固化
单位为旁米
6.3.1在处理好的芯模上安好极孔嵌件见附录A中A，3)。将芯模装在缠绕机.上，测量芯模外径，精确到0.05mm，调整缠绕机，
6.3.2按规定的层数和规定的角度进行缠绕。湿法继绕时，环境温度不得低于18℃，相对湿度50%~60%，缠绕张力为纤维断裂强度的5%～8%。GB/T 6058—2005
6.3.3将缠绕完成的试样，放入固化装置内，按规定的固化制度固化，固化过程中，试样应不断地转动，防止流胶，期果固化设备没有转动装置应在放人固化装罩之前，用红外加热装罩或其他热源将绕好的容器转动加热至不流咬后，再进行固化。6.3.4固化后，自然冷却至案温。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。用砂芯模制造的容器试样，用80℃热水，将砂芯模洗出，即可用作内压试验。7内压试验
7.1对试样进行外观检查。
7.2需要测应变时、粘好应变片。7.3状态调节。
7.3.1试验前.试样在试验标推环境下至少放置24h，7.3.2特殊状态调节条件按需要面定。7.4将容器与内压试验系统和记录装置连接.调准加压速度,先加初压 1.0 MPa。检查和调整试验装置，使其处正常工作状态，卸压。7.5按规定的速度如载。记录压力和所对应的应变，直至容器破坏。记录破坏压力及被坏情况。7.6每组试样不少于5个，
8强度计算
8.1纤维强度计算
8.1.1环间纤维的强度按公式(1)计算：式中：
PR.(2 --tg.\a)
×10×a
环向纤维强度，单位为兆帕（MPa）；被坏压力，单位为兆帕（MPa）
R——壳体的中半径，单位为毫米(rnm)；缠绕角度，单位为度（\)：
c.-壳体中，环向纤维的厚度，单位为毫米（mm）；.-粗纱号数，单位为克每干米（g/km）Pr纤维密度，单位为克每立方厘米（g/cm2)；Y
-环间缠绕单位宽度粗纱般数,单位为股每厘米(1/cm)。8. 1. 2 纵向纤维强度按公式(3)计算PR
2XtcXcos*a
式中：
-纵向纤维强度，单位为兆帕（MPa);tea
β×10-+×y.
壳体中，纵间纤维的库度，单为毫米（mm）；织间纤维缠绕单位宽钮纱股数，单位为股每厘米（1/cm，其余符号意义同式（1）、（2）。注：压力容器的环问和纵向纤维强度以网格理论为基础进行讨算。理论的基本定：（）
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）在内压容器中只有纤维承受外裁荷作用。而基体的承载能力忽略不计；b）纤维只承受轴向载荷，每根纤维的承裁能力同，8. 2复含强度计算
8.2.1环向复金强度按公式(5）式（6)计算：PR
式中：
-环向复合强度，单位为兆帕(MPa)；tco + to
壳体圆筒段计算厚度，单位为毫米(mr)纤维体积含量，（%）。
其余符号意义同式（1）、式（2）。8.2.2纵向复合材料强度按公式(7)计算：d
式中：
纵向复合强度，单位为兆帕（MPa）。其余符号意义同式（1）、（5）。8.3弹性模量计算
根据记录的P-e曲线,绘制环向和纵向 a-E曲线，并取初始直线段计算相应的弹性模量。9试验结果
试验结果按GB/I1446的有关规定。10试验报告
试验报告包括下列全部或部分内容：a）
本标号：
试验项日名称；
试样编号，形状、尺寸、外观质量及数量；试验温度，相对起度及试样状态调节！试验设备及仪器仪表的型号、业程及使用销况等，增强材料类型；
基体类型及固化制度：
层饮分布；
环向（纵问)缠绕单位宽度股数和环向（纵向)层数：缠绕时的环境条件。
（5）
A.1砂芯换
附录A
（规范性附录）
芯模,密封内村,封头及极扎嵌件A，1.1将洗净的细砂、聚艺烯醇（型号为D588)和水按下列比例混合：砂：聚乙烯醇：水-100:2：(6～7)GB/T 6058-2005
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110℃，保持6h,将水蒸发掉。A,1.3将硬结的两段芯模粘结起来，黏结剂与制作芯模用的聚乙烯醇相同,见图 A，1。A.2钢芯模
A, 2. 1芯桃
钢芯模用不锈钢或普通钢制成，并在芯模上钻孔，孔径为虹mm，孔密度为0.44个/cm，见图A.2.
.2.2密封内村
钢芯模和砂芯模在容器缠统前必须包覆好密封内衬。内衬材料一般可宜用J30胶片和9621橡胶。当胶片厚度为 0. 3 mm 时,要包覆二层,厚度为 0. 6 mm~1 mm 时,可包覆一层。A.3封头及极我嵌件
本标准推荐的封头曲面为扇椭球曲面，其他封头曲面型式可按需要自行选取。封头曲面及金展嵌件见表 A.1和摔 A.3。
单位为老来
170(270)
思轴：
极孔嵌件；
4-—·砂芯模
图A.1砂芯模结构示意图
GB/T6058—2005
l--~芯轴:
螺丹；
极孔嵌件；
钢芯模。
孔2均
密磨，44个/cm2
170(270）
钢芯模结构示意图
图A.3极嵌件和封头曲线朗
曲面坐标值
单位为毫米
单位为滤米
附桑B
(资料性附录）
本标准章条编号 ASTM D2585:1990 章条编号的对照览表本标准章条编号
2．规范性引用文件
3.方法概要
6.试样制备
7、内压试验
名。强度计算
9. 试验报告
GB/T 6058—2005
A51MD2585:1990章条编号
2、规范性引用文件
3.方法概要
4.意义与应用
6.状态调节
7. 试验步骤
&.强度计算
9．试验报告
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