CN108773593A - 自由赋形加强筋 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自由赋形加强筋，包括有包裹层，所述包裹层包括复合材料预浸布层，覆设于所述预浸布层上的热固胶层，所述包裹层由内到外缠绕多层以形成一定长度的柔性柱状体，所述柔性柱状体具有按其延伸方向设置的中空容腔，在所述中空容腔中按所述柔性柱状体的延伸方向设有弹性支撑部件。本发明具有自由组合、柔性赋形的特点，通过本发明的加强筋，固化后形成刚性支撑件，具有刚度性能好，拉伸强度强，使用寿命长，密封性能好的优点。在燃油所用的埋地油罐非开挖改造过程中，通过将自由赋形加强筋安装到埋地油罐上，能有效地防止油罐产生持续变形，保障施工安全，增加埋地油罐的使用寿命。

Description

自由赋形加强筋

技术领域

本发明涉及埋地油罐改造领域，具体涉及一种自由赋形加强筋。

背景技术

埋地油罐在长期的使用中，会产生如下问题：第一，罐壁腐蚀；第二，外界的压力使油罐产生变形。对于第一个问题，其腐蚀机理有，(1)油罐气相部位以化学腐蚀为主，气相部位基本上均匀腐蚀，这是因为油料中挥发出的酸性气体H2S、HCI，外加通过呼吸气阀进入罐内的水分、氧气、二氧化碳、二氧化硫等腐蚀气氛在油罐上凝结成酸性溶液，导致化学腐蚀的发生。(2)油罐储油部位腐蚀速率低，一般不会造成特殊危险。但是应指出气相、液相交界处，即干湿交界处环境潮湿富氧，具备电化学腐蚀的两大基本要素。(3)罐底内表面腐蚀形貌为点蚀，主要原因是罐底积聚了酸性沉淀，酸性水中含有大量富氧离子，成为较强的电解溶液，产生化学腐蚀；加上油中固体杂质和油罐腐蚀产物大量沉积于罐底，它们与油罐罐底有不同的电极电位，这就形成了腐蚀电池，产生了电化学腐蚀。罐底外表与土壤电解质接触，其腐蚀速率约为0.8mm/a。由于在同一金属结构内部存在着众多小范围的阳极区和大片的阴极区，结构一旦处于电解质的环境中，腐蚀电池即开始工作。碳钢中的Fe3C及其他少量杂质的电位比金属本体高，因此就成为许许多多微阴极，与电解质液接触形成许多短路的微电池；另外由于阳极区是分散的、小范围的，故此时结构表现出来的是点蚀。

为了防止油罐变形，在生产过程中，厂家一般会在油罐内按一定距离设置一个或多个三角形的支撑筋，然而，在油罐的修复过程中，需要对罐壁进行全面的处理，这样维护人员面临两个问题，首先，如果不拆除三角形的支撑筋，这将会严重地影响施工；其次，如果拆掉三角形的支撑筋，则又可能在外界压力下导致油罐产生更大的变形量，即便不产生更大的变形，施工完了，出于安全的考虑，又不能将支撑装置重新焊接回去。

如何设计出一种既能在新油罐中实施，又能在埋地油罐修复过程中应用的支撑结构，是本行业急需解决的问题。为此，本发明就是在这样的背景下而研制的。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术油罐变形大，再改造难，使用寿命短的技术问题，提供一种自由赋形加强筋，通过柔性赋形，热固支撑的原理，有效地解决了现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

自由赋形加强筋，包括有包裹层，所述包裹层包括预浸布层，覆设于所述预浸布层上的热固胶层，所述包裹层由内到外缠绕多层以形成一定长度的柔性柱状体，所述柔性柱状体具有按其延伸方向设置的中空容腔，在所述中空容腔中按所述柔性柱状体的延伸方向设有弹性支撑部件。

优选的，柔性柱状体为圆柱状，所述的弹性支撑部件为至少一条波纹管或至少一条圆柱簧，所述中空容腔的形状与所述波纹管或圆柱簧的形状相匹配，所述波纹管或圆柱簧的长度与所述柔性柱状体的长度相当。

优选的，所述波纹管或圆柱簧内安装有电加热元件。

优选的，所述的电加热元件为发热丝，所述发热丝的长度大于所述波纹管或圆柱簧，以使所述发热丝的两端能伸出于所述波纹管或圆柱簧以连接电极。

优选的，所述预浸布层为纤维布、纤维带或无捻粗纱中至少一种制成的布层。

优选的，所述热固胶层渗透至所述预浸布层中将两者连为一体。

优选的，所述包裹层远离所述中空容腔的最外侧为热固胶层。

优选的，所述热固胶层以预浸或喷涂的方式覆设于所述预浸布层上。

优选的，所述自由赋形加强筋用于安装在埋地油罐内壁上。

本发明的有益效果是，通过提供一种自由赋形加强筋，包括有包裹层，包裹层包括预浸布层，覆设于预浸布层上的热固胶层，包裹层由内到外缠绕多层以形成一定长度的柔性柱状体，柔性柱状体具有按其延伸方向设置的中空容腔，在中空容腔中按柔性柱状体的延伸方向设有弹性支撑部件。因此，本发明具有自由赋形的特性，可配合不同的表面安装；弹性支撑部件能保证赋形的形状不产生变化，有利于安装，同时能够起到加固的作用。将本发明应用到需要加固的地方，能有效地提高结构性能，具有抗拉抗压的特性，大大提高产品的使用寿命，方便维护。

另一方面，本发明还提供了一种加强筋结构，包括上述自由赋形加强筋中的柔性柱状体多条，每相邻的两条柔性柱状体粘接在一起。同样的，本技术方案也具有前述方案的技术效果，除此之外，由于数量增加，其抗压性能更好。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1为实施例1中自由赋形加强筋的立体结构示意图。

图2为实施例1中自由赋形加强筋的剖面结构示意图。

图3为实施例1中自由赋形加强筋的包裹层剖面结构示意图。

图4为埋地油罐的剖面结构示意图。

图5为实施例1中自由赋形加强筋安装于埋地油罐内壁的配合示意图。

图6为实施例2中自由赋形加强筋的剖面结构示意图。

图7为现有埋地油罐内壁与三角形加强筋的配合结构示意图。

图8是本发明实施例1中自由赋形加强筋的组合结构剖面示意图之一。

图9是本发明实施例1中自由赋形加强筋的组合结构剖面示意图之二。

图10是本发明实施例1中自由赋形加强筋的组合结构剖面示意图之三。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1-3所示，示出了一种自由赋形加强筋，包括有包裹层6，包裹层6包括预浸布层1，具体地，预浸布层1为纤维布、带或无捻粗纱中至少一种制成的布层，碳纤布它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。预浸布层1上设有热固胶层2，通常地，热固胶选用单组分环氧树脂固体胶，其热固化的温度为120°左右，主要分为：缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂；热固胶层渗透至预浸布层1中将两者连为一体，两者之间形成扩散层30，若以性能讲，优选碳纤布，若以性价比轮，普通玻纤布即能满足要求，参考图1所示，包裹层6由内到外螺旋缠绕多层以形成一定长度的柔性柱状体10，其直径以30mm左右为佳，柔性柱状体10具有按其延伸方向设置的中空容腔3，包裹层6远离中空容腔3的最外侧为热固胶层2，这样设计是为了方便将柱状的自由赋形加强筋粘贴到目标物体上，为了方便取放，在最外侧的热固胶层2上可以覆设离型层(未图示)，例如覆设一层薄膜；在中空容腔3中按柔性柱状体的延伸方向设有弹性支撑部件4，本实施例中，具体地，柔性柱状体10为圆柱状，弹性支撑部件4为至少一条波纹管或至少一条圆柱簧，中空容腔3的形状与波纹管或圆柱簧的形状相匹配，波纹管或圆柱簧的长度与柔性柱状体10的长度相当，在这里需要说明的是，采用波纹管或圆柱簧，一方面是其具有一定的柔性，同时也具有一定的刚性，易于赋形且起到骨架支撑的作用。波纹管或圆柱簧内安装有电发热丝，发热丝的长度大于波纹管或圆柱簧，以使发热丝的两端能伸出于波纹管或圆柱簧以连接电极。这样，通过在发热丝的两端连接电极，通过发热促使包裹层6固化，固化后，波纹管或圆柱簧固定于包裹层6层中，由于热固后的加强筋具有很好的防漏性能，因此可以防止油罐泄露。需要说明的是，电发热丝只需要36V的安全电压即可加热，视固化温度高低，加强筋在30分钟至2小时便可固化。

本实施例中，包裹层6的加工工艺是，在低温下，通过熔渗的方式将单组分环氧树脂固体胶熔渗到纤维布、带或无捻粗纱中，使两者连为一体，即玻纤布或碳纤布的一侧为具有一定黏度的胶层，将波纹管或圆柱簧放置在纤维布、带或无捻粗纱上，以波纹管或圆柱簧为轴心，以卷的方式将纤维布、带或无捻粗纱卷缠绕在波纹管或圆柱簧外侧。上述工作完成后，可通过波纹管或圆柱簧的中空部分***电发热丝，使其两端露出一部分于波纹管或圆柱簧，根据波纹管或圆柱簧的直径大小，可以适当增加其数量，例如在中空容腔3中***多条波纹管或金属管。本发明中的自由赋形加强筋的长度可根据实际需要确定，一般来说，按埋地油罐的内径大小作为参考，比埋地油罐的内径稍大即可，这样，在连接电极通电时，可防止短路，热固化后，加强筋的两端固定连接在一起，形成一个封闭的圆环形支撑件。

参考图4-5所示，在埋地油罐中，将本实施例中自由赋形加强筋赋形黏贴在埋地油罐7的内壁，通过连接电源对包裹层进行加温，这样便可使加强筋固化，牢牢地安装在油罐内壁，从而起到增加油罐抗压性能的目的。具体施工办法是，首先，将埋地油罐的内壁进行清洗和内壁改造处理，参考图4所示，埋地油罐内设有由槽钢8焊接成型的环状支撑件，槽钢8配合油罐内壁形状形成封闭的环形，因此，在槽钢8与埋地油罐7之间形成一环形的凹槽80，上述工作完成后，将本发明的自由赋形加强筋塞入凹槽80内，加强筋的外侧与油罐内壁粘贴连接，上述工作完成后，对本发明加强筋中电发热丝进行通电加热，一段时间后，加强筋固化成型，形成坚硬的环状支撑部件。当然，本发明中的加强筋也可以粘贴在埋地油罐内壁的其它部位。在这里需要说明的是，在实施改造过程中，由于切除了三角形支撑筋9，经过测试，埋地油罐的最大应力为283Mpa,超过碳钢的屈服强度235MPa,局部屈服，刚度失稳，屈服变形风险高，当使用本发明的自由赋形加强筋后，最大应力变为72MPa，有效地提高了油罐的抗压强度，增加了使用寿命。

本发明中，可以多条加强筋一起使用，例如，参考图8所示，三条加强筋组合构成，其截面形状近似三角型；又如，参考图9所示，四条加强筋组合构成，其截面形状近似正方型；参考图10所示，还可以是多条加强筋堆叠构成其截面呈梯形的情况。通过实验，本发明的加强筋拉伸强度达到675Mpa,弯曲强度达到756Mpa,弯曲模量大于22Gpa,拉伸弹性模量大于40Gpa。

参考图6所示，本发明还示出了另一种实施例，与实施例1不同的是，弹性支撑部件4为至少一片金属片或金属块，这种结构赋形能力变差，但相对实施例1中的结构刚性增强。

同样地，本实施例中自由赋形加强筋同样的方式安装在埋地油罐内壁上。本实施例中加强筋适合于油罐内壁变形不大或未变形的情况。这种实施例中，由于难以***加热元件，因此，需要以外部烘烤的方式固化。

在本说明书的描述中，参或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.自由赋形加强筋，其特征在于包括有包裹层(6)，所述包裹层包括预浸布层(1)，覆设于所述预浸布层(1)上的热固胶层(2)，所述包裹层(6)由内到外缠绕多层以形成一定长度的柔性柱状体(10)，所述柔性柱状体(10)具有按其延伸方向设置的中空容腔(3)，在所述中空容腔(3)中按所述柔性柱状体(10)的延伸方向设有弹性支撑部件(4)。

2.根据权利要求1所述的自由赋形加强筋，其特征在于柔性柱状体(10)为圆柱状，所述的弹性支撑部件(4)为至少一条波纹管或至少一条圆柱簧，所述中空容腔(3)的形状与所述波纹管或圆柱簧的形状相匹配，所述波纹管或圆柱簧的长度与所述柔性柱状体(10)的长度相当。

3.根据权利要求2所述的自由赋形加强筋，其特征在于所述波纹管或圆柱簧内安装有电加热元件。

4.根据权利要求3所述的自由赋形加强筋，其特征在于所述的电加热元件为发热丝，所述发热丝的长度大于所述波纹管或圆柱簧，以使所述发热丝的两端能伸出于所述波纹管或圆柱簧以连接电极。

5.根据权利要求1所述的自由赋形加强筋，其特征在于所述预浸布层为纤维布、纤维带或无捻粗纱中至少一种制成的布层。

6.根据权利要求1所述的自由赋形加强筋，其特征在于所述热固胶层渗透至所述预浸布层(1)中将两者连为一体。

7.根据权利要求1所述的自由赋形加强筋，其特征在于所述包裹层远离所述中空容腔(3)的最外侧为热固胶层(2)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的自由赋形加强筋，其特征在于所述热固胶层(2)以预浸或喷涂的方式覆设于所述预浸布层(1)上。

9.根据权利要求1-7任一项所述的自由赋形加强筋，其特征在于所述自由赋形加强筋用于安装在埋地油罐内壁上。

10.一种加强筋结构，其特征在于包括权利要求1-9中任一项所述自由赋形加强筋中的所述柔性柱状体(10)多条，每相邻的两条柔性柱状体(10)粘接在一起。