GBT 30811-2014 燃煤電廠用玻璃纖維增強(qiáng)塑料煙囪內(nèi)筒

燃煤電廠用玻璃纖維增強(qiáng)塑料煙囪內(nèi)筒中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布I本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)纖維增強(qiáng)塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC39)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：武漢理工大學(xué)。本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位：中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)華北電力設(shè)計(jì)院工程有限公司、中冶集團(tuán)建筑研究總院、北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司、河北可耐特玻璃鋼有限公司、冀州中意復(fù)合材料有限公司、中復(fù)連眾復(fù)合材料集團(tuán)有限公司、昊華中意玻璃鋼有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)適用于以混凝土外筒支撐、運(yùn)行煙氣溫度不超過(guò)93℃、過(guò)121℃、直徑為4.0m～10.0m的燃煤電廠用FRP煙囪內(nèi)筒。其他FRP煙囪可參照使用。下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T1410固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法GB/T1448纖維增強(qiáng)塑料壓縮性能試驗(yàn)方法GB/T1449纖維增強(qiáng)塑料彎曲性能試驗(yàn)方法GB/T1462纖維增強(qiáng)塑料吸水性試驗(yàn)方法GB/T1634.2—2004塑料負(fù)荷變形溫度的測(cè)定第2部分：塑料、硬橡膠和長(zhǎng)纖維增強(qiáng)復(fù)合GB/T2576纖維增強(qiáng)塑料樹(shù)脂不可溶分含量試驗(yàn)方法GB/T2577玻璃纖維增強(qiáng)塑料樹(shù)脂含量試驗(yàn)方法GB/T3854增強(qiáng)塑料巴柯?tīng)栍捕仍囼?yàn)方法GB/T3857—2005玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料耐化學(xué)介質(zhì)性能試驗(yàn)方法GB/T3961纖維增強(qiáng)塑料術(shù)語(yǔ)GB/T8924纖維增強(qiáng)塑料燃燒性能試驗(yàn)方法氧指數(shù)法GB/T17470玻璃纖維短切原絲氈和連續(xù)原絲氈GB/T3961界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。2玻璃纖維增強(qiáng)塑料煙囪內(nèi)筒glassfiberreinforcedplasticchimneyliners位于混凝土煙囪內(nèi)部，由若干玻璃纖維增強(qiáng)塑料煙囪內(nèi)筒段通過(guò)適當(dāng)?shù)男问竭B接而成，用于輸送煙氣的圓筒狀制品。FRP煙囪內(nèi)筒可分為懸掛式FRP煙囪內(nèi)筒和自立式FRP煙囪內(nèi)筒，懸掛式FRP煙囪內(nèi)筒如圖la)所示，自立式FRP煙囪內(nèi)筒如圖1b)所示。5一般要求5.1原材料5.1.1.1除非另有規(guī)定，應(yīng)采用阻燃型乙烯基酯樹(shù)脂，所用的樹(shù)脂應(yīng)耐煙氣的溫度和腐蝕，其樹(shù)脂澆鑄體的性能應(yīng)達(dá)到下列要求：3a)拉伸強(qiáng)度≥60MPa;b)拉伸彈性模量≥3.0GPa;c)斷裂伸長(zhǎng)率≥3.0%;d)熱變形溫度≥100℃。熱變形溫度按GB/T1634.2—2004中A法進(jìn)行測(cè)試。5.1.1.2層合板按GB/T3857—2005附錄B制備，層合板在82℃、25%的硫酸溶液中浸泡1年，其彎曲強(qiáng)度保留率應(yīng)不低于50%。5.1.2.1采用的玻璃纖維氈應(yīng)符合GB/T17470的規(guī)定，玻璃纖維無(wú)捻粗紗應(yīng)符合GB/T18369的規(guī)定，玻璃纖維無(wú)捻粗紗布應(yīng)符合GB/T18370的規(guī)定。其他纖維及制品應(yīng)符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)5.1.2.2防腐蝕層中的富樹(shù)脂層應(yīng)采用耐酸玻璃纖維表面氈和導(dǎo)電碳纖維表面氈，防腐蝕層中的次內(nèi)層應(yīng)采用耐酸玻璃纖維短切氈或噴射紗；結(jié)構(gòu)層應(yīng)采用耐酸玻璃纖維及其制品。耐酸玻璃纖維在96℃、10%的硫酸溶液中浸泡24h,其質(zhì)量損失率應(yīng)不大于10%。5.1.2.3如供需雙方協(xié)商一致，防腐蝕層進(jìn)行防靜電處理時(shí)，可采用導(dǎo)電碳填料代替導(dǎo)電碳纖維表5.2.1FRP煙囪內(nèi)筒的厚度由積灰載荷、支撐方式、外部載荷計(jì)算確定，厚度設(shè)計(jì)參見(jiàn)附錄A。結(jié)構(gòu)層厚度應(yīng)不小于10mm和D/1000中的較大者。對(duì)于FRP煙囪內(nèi)筒，應(yīng)合理布置支撐點(diǎn)、橫向支撐及懸掛(或自立)長(zhǎng)度。5.2.2FRP煙囪內(nèi)筒應(yīng)設(shè)置環(huán)向加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋間距應(yīng)不大于內(nèi)筒1.5D或者8m中的較小者，每根FRP煙囪內(nèi)筒段應(yīng)至少設(shè)置一個(gè)加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)參見(jiàn)附錄B。5.2.3FRP煙囪內(nèi)筒橫向支撐間距與FRP煙囪內(nèi)筒直徑的比值應(yīng)不大于10。5.2.4懸掛式FRP煙囪內(nèi)筒懸掛點(diǎn)宜位于FRP煙囪內(nèi)筒上部的1/4區(qū)域內(nèi)。5.2.5自立式FRP煙囪內(nèi)筒的高度不宜超過(guò)50m,且其高徑比不宜大于20。5.2.6FRP煙囪內(nèi)筒段之間采用平端對(duì)接形式，對(duì)接處用樹(shù)脂膩?zhàn)臃舛?，?nèi)、外表面雙面補(bǔ)強(qiáng)，內(nèi)接口防腐蝕層的要求和內(nèi)筒防腐蝕層的要求相同，接口厚度及寬度應(yīng)滿(mǎn)足下列要求，接口設(shè)計(jì)參見(jiàn)附錄C:a)接口寬度應(yīng)不小于400mm;b)接口厚度應(yīng)不小于接口處FRP煙囪內(nèi)筒段的筒壁厚度。5.2.7制造FRP煙囪內(nèi)筒的環(huán)境溫度宜為15℃~30℃,相對(duì)濕度應(yīng)不大于80%;當(dāng)環(huán)境溫度低于5.2.8FRP煙囪內(nèi)簡(jiǎn)段在安裝之前應(yīng)充分固化，每根FRP煙囪內(nèi)簡(jiǎn)段制作完畢后在常溫下的固化時(shí)間應(yīng)不低于15d。6.1FRP煙囪內(nèi)筒段外觀質(zhì)量4內(nèi)直徑大于4mm的氣泡不應(yīng)超過(guò)3個(gè)。內(nèi)徑m5內(nèi)徑m注1:FRP煙囪內(nèi)筒內(nèi)徑介于本表內(nèi)徑之間時(shí)，結(jié)構(gòu)層厚度注2:FRP煙囪內(nèi)筒內(nèi)徑超出本表范圍時(shí)，結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)參見(jiàn)附錄A。6防腐蝕層中的富樹(shù)脂層厚度應(yīng)不小于0.5mm,防腐蝕層中的次內(nèi)層厚度應(yīng)不小于2.0mm,外表層的厚度應(yīng)不小于0.5mm。外表層有防腐蝕性能要求時(shí)，外表層的厚度應(yīng)不小于1.5mm。長(zhǎng)度偏差為設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的±0.5%,且不超過(guò)±13mm。內(nèi)徑偏差為設(shè)計(jì)內(nèi)徑的±0.5%。端部的橢圓度應(yīng)不大于壁厚的,其他部位的橢圓度應(yīng)不大于設(shè)計(jì)內(nèi)徑的1%。端面垂直度應(yīng)不大于8mm。兩加強(qiáng)筋間的距離應(yīng)不大于設(shè)計(jì)間距，加強(qiáng)筋距FRP煙囪內(nèi)筒段端面的距離應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。6.3FRP煙囪內(nèi)筒段物理性能6.3.1巴柯?tīng)栍捕葍?nèi)、外表面的巴柯?tīng)栍捕葢?yīng)不小于40。防腐蝕層中的富樹(shù)脂層樹(shù)脂含量應(yīng)不小于90%,防腐蝕層中的次內(nèi)層樹(shù)脂含量應(yīng)為70%～80%結(jié)構(gòu)層樹(shù)脂含量應(yīng)為35%±5%。6.3.3樹(shù)脂不可溶分含量樹(shù)脂不可溶分含量應(yīng)不小于88%。FRP煙囪內(nèi)筒有阻燃要求時(shí)，其氧指數(shù)應(yīng)不小于32。內(nèi)表面的表面電阻率應(yīng)不大于1.0×10?Ω。吸水率應(yīng)不大于0.3%。重量應(yīng)不小于設(shè)計(jì)值的95%,且不大于設(shè)計(jì)值的110%,7a)懸掛式FRP煙囪內(nèi)筒段的力學(xué)性能根據(jù)工程設(shè)計(jì)來(lái)確定，但結(jié)構(gòu)層力學(xué)性能應(yīng)不低于表2b)自立式FRP煙囪內(nèi)筒段的力學(xué)性能根據(jù)工程設(shè)計(jì)來(lái)確定，但結(jié)構(gòu)層力學(xué)性能應(yīng)不低于表3表2懸掛式FRP煙囪內(nèi)筒段力學(xué)性能注：L為懸掛長(zhǎng)度，懸掛長(zhǎng)度為懸掛點(diǎn)到該懸掛段底部的長(zhǎng)表3自立式FRP煙囪內(nèi)筒段力學(xué)性能組裝完畢的FRP煙囪內(nèi)筒的橢圓度應(yīng)符合下列要求：a)FRP煙囪內(nèi)筒的橢圓度不大于設(shè)計(jì)內(nèi)徑的1%;b)位于FRP煙囪內(nèi)筒開(kāi)孔中心一倍開(kāi)孔內(nèi)徑范圍內(nèi)的橫截面，其橢圓度應(yīng)不大于該橫截面設(shè)計(jì)內(nèi)徑的1%與開(kāi)孔內(nèi)徑的2%之和。組裝完畢的FRP煙囪內(nèi)筒的中心偏差應(yīng)不大于FRP煙囪內(nèi)筒安裝高度的1/1000,且不大于7試驗(yàn)方法7.1FRP煙囪內(nèi)筒段外觀質(zhì)量8將FRP煙囪內(nèi)筒段放在平面上，用精度為1mm的鋼卷尺沿FRP煙囪內(nèi)筒段的母線測(cè)量其長(zhǎng)度，用直角尺和精度為1mm的鋼板尺測(cè)量FRP煙囪內(nèi)筒段的端面垂直度。用精度為1mm的鋼卷尺沿FRP煙囪內(nèi)筒段的母線，測(cè)量?jī)上噜徏訌?qiáng)筋間的距離以及加強(qiáng)筋距9按GB/T1410的規(guī)定進(jìn)行。按GB/T1462的規(guī)定進(jìn)行。用汽車(chē)衡或其他合適衡器測(cè)量。7.4.1適當(dāng)延長(zhǎng)FRP煙囪內(nèi)筒段的制作長(zhǎng)度，力學(xué)性能測(cè)試所需的試樣在FRP煙囪內(nèi)筒段端部或在FRP煙囪內(nèi)筒段開(kāi)孔處切取。7.4.2軸向拉伸強(qiáng)度、環(huán)向拉伸強(qiáng)度按GB/T1447的規(guī)定進(jìn)行。7.4.3軸向彎曲模量、環(huán)向彎曲模量按GB/T1449的規(guī)定進(jìn)行。7.4.4軸向壓縮強(qiáng)度按GB/T1448的規(guī)定進(jìn)行。在位于FRP煙囪內(nèi)筒開(kāi)孔處和其他任意二個(gè)部位，用精度為0.1mm內(nèi)徑測(cè)量尺測(cè)量4個(gè)內(nèi)徑測(cè)點(diǎn)均布，以最大值和最小值的差值作為橢圓度。自FRP煙囪內(nèi)筒頂部中心部位向下懸掛吊錘，在FRP煙囪內(nèi)筒底部，用精度為1mm的鋼板尺測(cè)量FRP煙囪內(nèi)筒中心點(diǎn)與吊錘間的距離。8檢驗(yàn)規(guī)則8.1檢驗(yàn)項(xiàng)目以相同材料、相同工藝生產(chǎn)的一座FRP煙囪內(nèi)筒所需的FRP煙囪內(nèi)筒段為一批。以組裝后的一座FRP煙囪內(nèi)筒為一批。8.3.1.1每一根FRP煙囪內(nèi)筒段均應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量、尺寸和巴柯?tīng)栍捕葯z驗(yàn)。8.3.1.2樹(shù)脂含量、樹(shù)脂不可溶分含量、阻燃性能、導(dǎo)電性能、吸水率、FRP煙囪內(nèi)筒段重量和力學(xué)性組裝后的FRP煙囪內(nèi)筒應(yīng)進(jìn)行橢圓度和中心偏差檢驗(yàn)。檢驗(yàn)時(shí)，第一次所抽2根全部合格，判該批產(chǎn)品合格；若2根均不合格，判該批產(chǎn)品不合格。若第一次所抽2根中有1根不合格，進(jìn)行第二次抽樣，若第二次所抽的2根全部合格，判該批產(chǎn)品合格；否則判該批產(chǎn)品不合格。每根FRP煙囪內(nèi)筒段上至少應(yīng)在一處做上耐久標(biāo)志。標(biāo)志不應(yīng)損傷簡(jiǎn)壁，在正常的裝卸和安裝中字跡仍應(yīng)保持清楚。標(biāo)志最少包括以下內(nèi)容：a)產(chǎn)品名稱(chēng)；c)生產(chǎn)日期。每根FRP煙囪內(nèi)筒段應(yīng)設(shè)不少于3處的內(nèi)部支撐，其中，離端部500mm處至少設(shè)一個(gè)，以確保內(nèi)筒段在貯存、運(yùn)輸、吊裝時(shí)的橢圓度。這些臨時(shí)支撐應(yīng)當(dāng)在FRP煙囪吊裝完成后拆除。(資料性附錄)內(nèi)筒結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)A.1一般規(guī)定A.1.1FRP煙囪內(nèi)筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮靜載荷、風(fēng)載荷、地震作用、溫度作用及煙氣壓力的影響。A.1.2FRP煙囪內(nèi)筒采用容許應(yīng)力設(shè)計(jì)方法，以分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。A.2載荷A.2.1靜載荷靜載荷包括FRP煙囪內(nèi)筒的自重、內(nèi)筒積灰、加強(qiáng)筋及其附屬物重量，考慮FRP煙囪內(nèi)筒自重時(shí)可用2243kg/m3作為FRP煙囪內(nèi)筒密度。積灰載荷沒(méi)有數(shù)據(jù)的情況可按下列情況考慮：a)濕式洗滌塔運(yùn)行時(shí)，積灰沉積物附著到內(nèi)筒的內(nèi)部，沿著內(nèi)筒高度的變化應(yīng)如圖A.1所示，濕積灰的極限載荷的密度為1281kg/m3;b)濕式洗滌塔不運(yùn)行和冷卻系統(tǒng)很少或不運(yùn)行時(shí)，在內(nèi)筒全高度內(nèi)部周圈積灰面載荷可按2.5kg/m2考慮；c)濕式洗滌塔不運(yùn)行和冷卻系統(tǒng)經(jīng)常運(yùn)行時(shí)，在內(nèi)簡(jiǎn)全高度內(nèi)部周圈積灰面載荷可按7.0kg/m2圖A.1積灰載荷A.2.2風(fēng)載荷內(nèi)筒在動(dòng)態(tài)風(fēng)荷載作用下的分析應(yīng)符合GB50051—2002和GB50009—2012有關(guān)規(guī)定。在計(jì)算a)聯(lián)合模型：建立包括混凝土外筒和FRP煙囪內(nèi)筒的整體模型，采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算A.2.4溫度作用o2=0.1E?a?(△Tg)σT=0.5E^a?△TwobT=0.5Ejag△TGB/T30811—2014oT——環(huán)向溫度彎曲應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);E8——環(huán)向彎曲彈性模量，單位為兆帕(MPa);ag——環(huán)向熱膨脹系數(shù)，單位為每攝氏度(/℃)。A.2.5煙氣壓力煙氣壓力為FRP煙囪內(nèi)筒運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的環(huán)向壓力范圍值。A.3載荷組合T——正常煙氣溫度作用；CP——煙氣環(huán)向壓力。A.3.2短期組合工況按式(A.8)、式(A.9)和式(A.10)計(jì)算：當(dāng)重力載荷作用效應(yīng)對(duì)承載有利時(shí)，短期組合工況按式(A.11)、式(A.12)和式(A.13)式中：T—-正常煙氣溫度作用；CP—-煙氣環(huán)向壓力：EQ——地震作用；AT——非正常煙氣溫度作用。A.4安全系數(shù)FRP煙囪內(nèi)筒結(jié)構(gòu)安全系數(shù)取值如表A.1所示。表A.1FRP煙囪內(nèi)筒的安全系數(shù)A.5容許應(yīng)力A.5.1軸向強(qiáng)度設(shè)計(jì)值a)軸向拉伸強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按式(A.14)計(jì)算：f:—軸向拉伸強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為兆帕(MPa);f*——軸向拉伸強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，單位為兆帕(MPa);b)軸向臨界屈曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按式(A.15)、式(A.16)和式(A.17)計(jì)算：f---軸向臨界屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為兆帕(MPa);fgk——軸向臨界屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，單位為兆帕(MPa);γ;—--軸向壓縮應(yīng)力安全系數(shù)；K。——撞擊系數(shù)；t——FRP煙囪內(nèi)筒筒壁結(jié)構(gòu)層厚度，單位為毫米(mm);r--FRP煙囪內(nèi)筒計(jì)算截面結(jié)構(gòu)層中心半徑，單位為毫米(mm);E?——軸向彎曲彈性模量，單位為兆帕(MPa);Eδ——FRP煙囪內(nèi)筒環(huán)向壓縮彈性模量，單位為兆帕(MPa);μ?——縱環(huán)泊松比。c)軸向彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按式(A.18)計(jì)算：式中：f?—-軸向彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為兆帕(MPa);f——軸向彎曲強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，單位為兆帕(MPa);y?——軸向彎曲應(yīng)力安全系數(shù)。A.5.2環(huán)向強(qiáng)度設(shè)計(jì)值a)環(huán)向拉伸強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按式(A.19)計(jì)算：fù——環(huán)向拉伸強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為兆帕(MPa);f——環(huán)向拉伸強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，單位為兆帕(MPa);Yí——環(huán)向拉伸應(yīng)力安全系數(shù)。b)環(huán)向臨界屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按式(A.20)和式(A.21)計(jì)算：fi——環(huán)向臨界屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為兆帕(MPa);fg*——環(huán)向臨界屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，單位為兆帕(MPa);E8---環(huán)向彎曲彈性模量，單位為兆帕(MPa);E;——軸向壓縮彈性模量，單位為兆帕(MPa);L?~~—加強(qiáng)筋間距，單位為毫米(mmr——FRP煙囪內(nèi)筒計(jì)算截面結(jié)構(gòu)層中心半徑，單位為毫米(mm); FRP煙囪內(nèi)筒筒壁結(jié)構(gòu)層厚度，單位為毫米(mm),c)環(huán)向彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按式(A.22)計(jì)算：fg——環(huán)向彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為兆帕(MPa);f-環(huán)向彎曲強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，單位為兆帕(MPa);ya——環(huán)向彎曲應(yīng)力安全系數(shù)。A.6內(nèi)筒承載力驗(yàn)算a)FRP煙囪內(nèi)筒的軸向應(yīng)力應(yīng)滿(mǎn)足式(A.23)和式(A.24)要求：fi——軸向拉伸強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為兆帕(MPa);o—軸向彎曲應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);f?——軸向彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為兆帕(MPa);o;——軸向壓縮應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);fz-—軸向臨界屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為兆帕(MPa)。b)FRP煙囪內(nèi)簡(jiǎn)的環(huán)向應(yīng)力應(yīng)滿(mǎn)足式(A.25)和式(A.26)要求c)當(dāng)軸向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力均為壓縮應(yīng)力時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足式(A.27)要求：(資料性附錄)B.1范圍本附錄適用于以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料，以不飽和聚酯樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂等為基體材料，采用纏繞或手糊工藝制作的加強(qiáng)筋。B.2加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)B.2.1加強(qiáng)筋截面可以為矩形、圓形、半圓形、三角形等，被包覆材料可用玻璃鋼纖維木材、泡沫塑料等。具體的加強(qiáng)筋間距、橫截面形式和尺寸應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定。B.2.2筒壁加強(qiáng)筋影響截面抗彎剛度應(yīng)滿(mǎn)足式(B.1)要求：E,——加強(qiáng)筋環(huán)向模量，單位為兆帕(MPa);I,——筒壁起加強(qiáng)作用的有效段與加強(qiáng)筋的組合截面對(duì)通過(guò)與筒壁軸線平行的該截面形心軸的慣性矩(m