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GB51160-2016 纤维增强塑料设备和管道工程技术规范

式中：Lleg管件计算的构造长度（mm）； m一一系数,采用II形膨胀节时,取1.5。 为了方便后面的弯头等管件受力计算，可将上式转换为面内 弯矩M;的计算。 在一些情况下所有的管件均要进行锚固，如拼接管件或大直 经管件其许用弯曲应力往往低于管道，这时就要将管件锚固用膨 胀节等来吸收热膨胀。

设计要求，是接头式膨胀节设计选型计算的必要参数，能够保证该 膨胀节在管系热膨胀中有效动作。接头式膨胀节安装的初始伸缩 位置的设定计算是作为在现场闭合管线时应进行的计算指导

6.3.1根据设计压力进行管道的选型，为后续的设计计算选定

建议 对于Ⅲ型，由于管道的可设计性强，轴向和环向的性能差异较 大，本条规定是为便于指导设计计算支撑跨距，最终以设计计算值 为准。对于通常采用的55°交叉缠绕铺层，支撑跨距弯曲应力的 许用值与管道是否承担内水压推力有密切关系，当需要承受该推 力时，往往需要提高管道层合板拉伸刚度等级GB／T 11066.11-2021 金化学分析方法 第11部分：镁、铬、锰、铁、镍、铜、钯、银、锡、锑、铅和铋含量的测定 电感耦合等离子体质谱法.pdf，以获得轴向强度的 裕度，支撑跨距弯曲应力可以为许用轴向应力的25%左右，如果 采用接头式膨胀节或柔性接头等吸收管道变形，设计内压对管壁 产生很小或不产生轴向应力时，支撑跨距弯曲应力可以取许用轴 向应力的50%

6.3.6本条参照了现行国家标准《工业金属管道设计规范

6.3.8管道支撑跨距选型表是给设计者一个初步的跨距选择建

6.4管道应力计算和柔性分析

6.4.1、6.4.2管道的应力计算在考虑和计算了热膨胀后较为复 杂，往往需采用计算机辅助设计进行详细应力计算才能解决。为 了简化计算，在有成功经验或管系通过膨胀节的设定具有足够的 柔性，能够吸收管线由于受热载荷等产生的位移时，可以不进行详 细应力计算，只对内压引起的环向应力、轴向应力以及涉及跨距的 轴向弯曲应力和挠曲变形以及可以方便计算的弯矩和稳定性等方 面进行计算校核即可

面内弯矩M、离面弯矩M.、扭矩M.元

7.1.1直径小的设备和管道，可在制造商的工厂内制作。直任

大、运输有困难的设备或管道，应在项目现场或现场附近有临时围 护结构的场所内制作，这样可满足制造时的环境温度和湿度要求。 可根据用途对制作场所进行区域设置和划分。 采用不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂时，由于树脂中的苯乙烯 是具有膜味的易燃、易挥发化学品，除加强劳动保护外，还应加强 工作场所的通风。 温度过低，树脂固化速度变慢，影响工作效率和固化后产品的 强度；温度过高，树脂固化速度太快，来不及制作的材料会浪费。 湿度大，空气中的水分对树脂固化速度和固化后产品性能会有影 响。环境温度15℃～30℃，相对湿度不大于80%是一个比较适合 的工作环境。若在低于10℃下进行铺层操作，应采取加热保温措 施以保证树脂能够良好固化，同时需要注意，引发剂用量不能超过 树脂厂商的推荐加入量，因为加人过量引发剂会导致树脂固化后 性能变脆。 低温存放，利于不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂延长存储期 但是在使用时，材料温度宜同环境温度相一致，否则引发剂的用量 不能确定，树脂的黏度也会变大，影响与纤维的浸润。 7.1.2模具表面使用聚酯薄膜或脱模剂（如聚乙烯醇）会提供光 滑的内表面，以保证脱模时不损坏模具表面。 7.1.3本条第3款是强制性条款，原因是：不饱和聚酯树脂和乙 烯基酯树脂常温固化时所采用的引发剂均系过氧化物（如过氧化 甲乙酮.过氧化环已酮等），它同配套的促进剂（如环烷酸钴等）直

7.2.2结构层与内衬层之间的制造间隔时间的控制目的是确保

7.2.2结构层与内衬层之间的制造间隔时间的控制且的

层间附着力，防止设备和管道在运输、安装、运行过程中因发生 撞、温度剧烈变动等情况导致结构层与内衬层的脱层。如果间 时间长了，结构层与内衬层的界面融合就会存在隐患。

通常在结构层缠绕开始前，先在内衬层表面涂刷树脂，目的是 为了提高层间结合力

.3缠绕成型应控制缠绕张力和缠绕角。缠绕张力大小、各束

7.2.3缠绕成型应控制缠绕张力和缠绕角。缠绕张力大小、名

7.2.4外表层树脂中添加紫外线吸收剂可以延缓树脂在室外的

老化；外表层的最外层采用无空气阻聚树脂、胶衣树脂封面或

7.2.5管道制造因长度限制而需按设计要求进行分段切割，切害

7.2.6设备直径大于4m时，由于汽车运输

设备底部在设备安装现场整体制造完成，主要是设备整体成 型的底部平整性、整体性好，易于和基础结合紧密，可以避免使用 过程中基础局部发生沉降而对转角部位造成破坏，同时基础和设 备底部分层的概率也较小；而分瓣预制的设备底部，使用时易产生 分层、起壳、开裂等质量隐惠。 设备筒体与设备底部采用承插连接，内部糊制的转角半径和 增强宽度数据均参照了现行行业标准《耐化学腐蚀现场缠绕玻璃 钢大型容器》HG/T3983一2007的有关规定

厂设备和管道的固化有常温固化和加热固化两种情况，主要 取决于树脂系统。控制固化度是保证制品质量的重要条件之一， 一般通过调控树脂胶液中引发剂含量和固化温度来实现。对于常 温固化的制品，应有一段适当的固化和养护周期。加热固化时，升 温速度应平稳，在最高加热固化温度下应保证足够的恒温时间，降 温冷却时应缓慢，不应骤冷；当设备和管道有温度载荷条件下的 耐腐蚀性能要求时，经过常温固化的制品通常还需要进行加热 后固化处理，其加热后固化处理的温度一般应高于制品的使用 温度。

7.3制造过程质量控制

7.3.1设备和管道设计要落实在制造过程中，其中铺层材料及规 格、层数、次序、树脂或纤维含量、树脂胶料的配合比、成型和固化 工艺，缠绕角大小等准确与否，这些因素决定了最终产品的耐腐蚀 性能和力学性能等是否满足设计所要求的质量。 7.3.2本条规定了在设备和管道制作过程中的检验项目，强调产 品质量的过程控制。 7.3.3本条规定了在设备和管道制作完成后定量和定性的检验 项目，其中“树脂含量允许偏差值”是体现制造技术水平和产品质

7.3.3本条规定了在设备和管道制作完成后定量和定性的检验

项目，其中“树脂含量允许偏差值”是体现制造技术水平和产品质 量稳定性的重要定量控制指标，而巴氏硬度是表明产品成型固化 程度的定量控制指标

7.4.1本条规定了设备和管道内衬层、结构层和外表层的充许缺 陷，主要参考了现行行业标准《玻璃纤维缠绕增强热固性树脂耐腐

7.4.1本条规定了设备和管道内衬层、结构层和外表层

7.5.2在现场进行二次粘接，当相对湿度大于80%或环境温度 在露点温度3℃以下时会有结露风险，应停止糊制作业。如果必 须在恶劣天气条件下施工，粘接接头施工区域应采取现场遮盖等 防护措施，

规范第7.2.2条执行，每个分次操作的第一层应采用短切原丝毡， 主要是提高树脂含胶量，确保层间附着力。

8.1.2从业人员包括纤维增强塑料设备与管道制造、质检、安装、 验收等各个环节的人员。对从业人员建立并维持一个良好的培训 机制，并取得资质证书方可上岗，同时应记录并保存培训文档。这 是确保检验工作顺利进行的基本条件。

什么样的标准温度和相对湿度下进行检测，与被测项目和检测仪 器的精度要求有关，本规范对其无法明确给出范围

8.2.2依照工程惯例，一般遇如下情况应对原材料进行抽检和复 验：设计规定要求复验的，用户要求复验的，材料质量证明书中有 缺项的，制造单位不能确定材料真实性或对材料的性能和成分有 怀疑的，

比如铺层、配合比、固化、开孔、切割、打磨、返工、修复等过程记录。 制造过程涉及的检测记录一般有外观、尺寸、固化度检测，还有需 要的力学性能检测记录

8.3.2、8.3.3不饱和聚酯树脂和乙烯基酯树脂的液体性能主要 包括酸值、黏度、固体含量、凝胶时间，其浇铸体的性能主要包括力 学性能和热变形温度等。

环氧树脂的性能主要包括黏度、

8.4.1在执行本条时，需要注意如下事项：

酯树脂的固化程度有很大关系，故要求乙烯基酯树脂的固化程度 更高些，本规范取90%；环氧树脂的固化速度较慢，如果达不到足 够的固化度，会大大影响其制品的强度和耐腐蚀性能，因此固化程 也要求更高些，本规范也取90%。 本条第7款的第4项内容主要参考了现行行业标准《耐化学 腐蚀现场缠绕玻璃钢大型容器》HG/T3983一2007的有关内容

8.4.2在执行本条时，需要注意如下事项：

1外观检测包括自视检查和声音检测。内表面在100W的 白炽灯照明下目测，外表面的外观质量应在充足的日照下目测；外 观检测时可辅助采用声音检测，如采用小榔头敲打，可以判断是否 形成层间空鼓。 2尺寸检测包括了设备整体和局部的尺寸和厚度的测量，应 特别注意不连续面的厚度部位。 引起厚度变化的原因可能有树脂黏度、密度、渗透性、制造技 术等。实际纤维增强塑料设备制造时会出现制品表面的不规则和 不平衡，因此单一点厚度的测量不足以描述层合板的厚度。此外， 小面积厚度的测量也不足以描述层合板的厚度。 3设备层合板的树脂固化程度高低将决定层合板的力学性 能、耐腐蚀性能等一系列复合材料性能的显现程度，从而可以作为 判断层合板是否满足设计和制造质量要求的依据之一。简单而快 速的判定方法是采用巴氏硬度检测法，在制造、安装现场可当场检 测。树脂固化越完全，表现在硬度上也越高；加热后处理后的树脂 固化度会进一步提高，因此巴氏硬度也会提高。由于巴氏硬度检 测点数据具有一定的离散性，而测点过少，会影响准确度，因此本 条对选用不同部位以及每个部位的测点数作出规定。 4在现行国家标准《纤维增强塑料树脂不可溶分含量试验方 法》GB/T2576一2005中，提供了采用丙酮萃取法来检测层合板 固化度的实验室检验方法，该方法更为准确。通常在质量仲裁时 采用该方法。

8.4.8在执行本条时，需要注意如

标志、包装、运输、贮存

9.1.1设备标志中的“设备名称、规格型号、设计温度、设计压力、 工作介质、生产厂名、制造日期”等内容为设备的基本信息，明确后 有利于用户根据这些信息和实际使用条件进行比较、判断。 9.1.2~9.1.4条文参考了《玻璃纤维缠绕增强热固性树脂耐腐 蚀立式贮罐》JC/T587一2012等标准的有关规定。 9.1.5设计取向指的是：设计为垂直放置的立式设备应垂直放 置，设计为卧式放置的卧式设备应放置在鞍式支座上或与鞍式支 座包角相当的支撑上。

9.1.6当采用非阻燃树脂时，固化后的纤维增强塑料产品属易 燃品，因此在设备运输、贮存中，应离开热源及火源，确保安全 使用。

9.1.6当采用非阻燃树脂时，固化后的纤维增强塑料产品属易

9.1.7设备在运输、贮存过程中不得堆压设计要求以外的重

9.1.7设备在运输、贮存过程中不得堆压设计要求以外的重物， 主要是防止因外力作用造成设备变形或损伤。

9.2.1管道标志中的“公称尺寸、设计压力、设计温度、工作介 质、生产厂名、生产批号、制造日期”等内容为管道的基本信息， 明确后有利于用户根据这些信息和实际使用条件进行比较、 判断。

9.2.2管道包装采用的柔性材料通常选择稻草绳、可降解的发泡

9.2.3使用钢丝绳或铁链直接捆绑吊装易损伤管道表面，管道的

9.2.4～9.2.6参考了现行国家标准《玻璃纤维增强塑料夹砂管

10.1.1～10.1.3这几条参考了现行国家标准《工业金属管道工 程施工规范》GB50235一2010的有关内容。 10.1.4不得加载吊装主要指在设备本体起吊时不得加载附属设 备及其他重物，

10.2.1本条参考了现行行业标准《耐化学腐蚀现场缠绕玻璃钢 大型容器》HG/T3983一2007及《玻璃纤维缠绕增强热固性树脂 耐腐蚀立式贮罐》JC/T587一2012的有关规定。立式设备安装的 垂直度均是以设备基础作为基准面来进行检测的，产品在出厂检 验时对设备的垂直度进行了检验，因此如果设备基础的平整度达 不到要求，设备安装后的垂直度是难以达到要求的。 10.2.2设备安装的垂直度应以设备基础作为基准面、厚度一致 的筒体外壁作为检测面来进行检测，设备基础铺垫的耐腐蚀软质 材料可采用耐腐蚀的合成橡胶。 10.2.3支座与设备底部接触面分离间隙在国外一些标准中要求 小于1mm，据调查，目前现场实际情况难以达到，故本规范调整为 “应小于5mm”。 支撑与筒体之间采用耐腐蚀软质材料，如耐腐蚀的合成橡 胶等。 10.2.4、10.2.5国内外悬挂式立式设备、带支撑腿及带裙座立式 设备的安装结果表明垂直度偏差值可以满足要求。

设备安装完成后是否需要再次进行压力和抗渗漏试验，应按设计 要求来确定。

10.3.9使用柔性连接件是为了避免因设备振动而产生振动载荷 直接作用于纤维增强塑料管道的接头上（法兰根部），防止造成疲 劳破坏或过度变形损坏。 10.3.10安装连接在管道线上的阀门及其他较重设备，其单独支 撑应提前安装完成；安装时水平管道上不得附加其他载荷；垂直管 段过长时，通常在直管段内分布设置固定支架，以分解管道自身局 部过载。 10.3.11为了在接头发生渗漏后方便维修，因此管道接头不得设 置在套管内。 10.3.12当管道安装工作间断时，封闭管口是为了保持管口清

10.3.12当管道安装工作间断时，封闭管口是为了保持管口清 洁，不受污染和杂物进人管内。

10.3.13表10.3.13参考了现行国家标准《工业金属管道工程施

10.4.1、10.4.2各类纤维增强塑料所用的树脂和纤维由于分子 结构和化学组分存在着差异，不同的树脂和纤维制成的层合板其 力学性能、机械性能、耐腐蚀性能等是不同的，它只适合在一定介 质、温度、压力等条件下使用。当设备和管道内使用的介质品种发 生变化、介质的浓度发生变化、温度或压力发生变化时，是否适用： 应该由设计重新进行评估和确定。

11.0.1工程质量检验划分参考了现行国家标准《工业设备及管 道防腐蚀T程施工质量验收规范》GB50727一2011的有关规定。 11.0.2单台纤维增强塑料设备在产品出厂时，已经过产品质量 检验，工程验收时只需提供检验文件和清单。设备在现场安装完 成后，作为工程质量验收的主控项目还要进行耐压和抗渗漏性 检验。 11.0.3单根、批量纤维增强塑料管道在产品出厂时，已经过产品 质量检验，丁程验收时只需提供检验文件和清单。在管道现场安 装完成后，作为工程质量验收的主控项目进行耐压和抗渗漏性检 验，以确保正常使用。 11.0.5一般项目合格率参考了现行国家标准《工业设备及管道 防腐蚀工程施工质量验收规范》GB50727一2011的有关规定。 11.0.8验收文件中的计算书、设计图、设计说明书内容在本规范 第3.3.3条中有明确规定。

11.0.3单根、批量纤维增强塑料管道在产品出厂时.已

质量检验，丁程验收时只需提供检验文件和清单。在管道现场安 装完成后，作为工程质量验收的主控项目进行耐压和抗渗漏性检 验，以确保正常使用。 11.0.5一般项目合格率参考了现行国家标准《工业设备及管道 防腐蚀工程施工质量验收规范》GB50727一2011的有关规定。 11.0.8验收文件中的计算书、设计图、设计说明书内容在本规范 第3.3.3条中有明确规定

47042一2014数据相比较，增加了165°及180°包角时的K；值，其 他数值相同

TB 10418-2018 铁路通信工程施工质量验收标准D.3.3表D.3.3中的整体法兰设计基本参数均基于许用应力 ocsM/K=15MPa时计算得出。

E.1.1对于规则容器、贮罐，其地锚的设计方法有两种，一种是 环向缠绕地锚的设计，另一种是二次粘接地锚设计。假设地锚远 离容器顶部、底部封头或刚性支撑圈，该假定考虑了局部载荷的最 大值，故偏于保守。一般讲径向和环向的总应力很大部分是由于 弯曲造成的，而且在实际结构中紧固地锚通常位于靠近筒体与底 部连接部分的加强区域。

E.1.2对于纤维增强塑料设备的地锚与基础直接接触的结构

其受力比悬挂式要小，但也会出现由于基础不平整等因素，导致地 锚受力不均，出现剪切作用，故应考虑苛刻条件下的作用载荷 E.1.3纤维增强塑料地锚为局部强度薄弱环节，考虑到其安全 性能，结合国内实际，规定安全系数不应小于10

其受力比悬挂式要小，但也会出现由于基础不平整等因系，

E.3.1二次粘接成型地锚应避免垂直起吊，直接的拉伸载荷将 使包覆加强层产生剥离。 E.3.2二次粘接地锚在容器壁局部包覆，而非沿设备圆周全部 缠绕，由内压或液柱压力引起的作用力由设备自身承受，故地锚处 包覆层仅计算弯矩载荷

日本树木标准支撑的制作和施工附录Fi 口贮罐顶部加强法兰规格

表F内容只考虑了可控因素。其他大的载荷，如风载或地震 载荷等，需要另行计算