相對于全金屬氣瓶,纏繞氣瓶具有質量輕、剛度好、容重比系數高(見表8-7)、可靠性高、抗疲勞性能好、負載工作壽命長、疲勞循環和槍擊失效模式安全、可設計性強、生產費用低、研制周期短等諸多特點,在航天、航空和民用領域得到越來越廣泛的應用。
一、纏繞(rao)氣瓶(ping)
纏(chan)繞(rao)氣(qi)(qi)瓶的(de)發展(zhan)始(shi)于(yu)20世紀(ji)50年代(dai)的(de)美國(guo)(guo),是基(ji)于(yu)火箭(jian)發動(dong)機復(fu)合材料殼(ke)體技術,在金(jin)屬殼(ke)體表面纏(chan)繞(rao)玻(bo)璃纖(xian)維增(zeng)強環氧樹脂基(ji)復(fu)合材料。20世紀(ji)70年代(dai),美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家航空航天(tian)技術轉向民用(yong)(yong)商業市(shi)(shi)場,美國(guo)(guo)運輸(shu)部批準纏(chan)繞(rao)氣(qi)(qi)瓶,采用(yong)(yong)玻(bo)纖(xian)和凱夫拉纖(xian)維生(sheng)產環纏(chan)繞(rao)氣(qi)(qi)瓶。20世紀(ji)80年代(dai),其他有關(guan)國(guo)(guo)家批準纏(chan)繞(rao)氣(qi)(qi)瓶用(yong)(yong)于(yu)商業市(shi)(shi)場,呼吸(xi)器成為纏(chan)繞(rao)氣(qi)(qi)瓶的(de)最(zui)大市(shi)(shi)場。20世紀(ji)90年代(dai),壓縮(suo)天(tian)然氣(qi)(qi)車用(yong)(yong)纏(chan)繞(rao)瓶成為民用(yong)(yong)領域(yu)復(fu)合氣(qi)(qi)瓶的(de)主要(yao)市(shi)(shi)場之一。
2000年纏(chan)繞(rao)瓶(ping)(ping)技術引進(jin)(jin)我(wo)國,近20年來(lai),我(wo)國纏(chan)繞(rao)氣瓶(ping)(ping)的(de)研制技術也(ye)取得(de)很大的(de)進(jin)(jin)步(bu),部分產品性能也(ye)達到(dao)了國際先進(jin)(jin)水平,但是相(xiang)比國外發達國家,目前我(wo)國纏(chan)繞(rao)氣瓶(ping)(ping)標(biao)準相(xiang)對缺乏(fa),纏(chan)繞(rao)氣瓶(ping)(ping)產品研發和設計缺少標(biao)準規范。
在(zai)民(min)用(yong)領域,纏(chan)繞(rao)(rao)氣(qi)瓶(ping)(ping)的(de)(de)應用(yong)主(zhu)要包(bao)括:壓(ya)縮(suo)氣(qi)體和(he)液化(hua)氣(qi)體用(yong)纏(chan)繞(rao)(rao)氣(qi)瓶(ping)(ping)、車(che)(che)(che)用(yong)壓(ya)縮(suo)天(tian)然氣(qi)氣(qi)瓶(ping)(ping)、呼吸氣(qi)瓶(ping)(ping)等。而目前(qian)車(che)(che)(che)用(yong)壓(ya)縮(suo)天(tian)然氣(qi)氣(qi)瓶(ping)(ping)具有(you)較(jiao)大的(de)(de)市(shi)場份額,應用(yong)車(che)(che)(che)用(yong)壓(ya)縮(suo)天(tian)然氣(qi)氣(qi)瓶(ping)(ping)是替代(dai)石(shi)油資源的(de)(de)新能源政策,有(you)效降(jiang)低汽車(che)(che)(che)的(de)(de)尾氣(qi)排放所造(zao)成的(de)(de)污(wu)染。在(zai)保證氣(qi)瓶(ping)(ping)性(xing)能的(de)(de)前(qian)提下(xia),開發(fa)纏(chan)繞(rao)(rao)氣(qi)瓶(ping)(ping)低成本(ben)制(zhi)造(zao)技術(shu)是氣(qi)瓶(ping)(ping)企業快速發(fa)展的(de)(de)主(zhu)要途徑(jing),低成本(ben)生產技術(shu)包(bao)括原材料(liao)、金屬內襯成型工(gong)藝、纖維樹脂復(fu)合工(gong)藝和(he)質(zhi)量控制(zhi)等方面(mian)。
二、拖車氣瓶
隨著(zhu)工(gong)業和(he)科學技術(shu)的(de)(de)(de)發(fa)展,工(gong)業發(fa)達國家已(yi)在(zai)(zai)20世紀60年代就開始打破采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)中,小容積氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)裝運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)傳統的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)運(yun)(yun)輸方式(shi)(shi)(shi),而(er)(er)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)充氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)量較大的(de)(de)(de)大容積鋼(gang)質(zhi)無(wu)縫氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)裝運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)。他(ta)們將(jiang)幾(ji)個或十幾(ji)個大容積鋼(gang)質(zhi)無(wu)縫氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)的(de)(de)(de)頭部連通在(zai)(zai)一起(qi)井組(zu)(zu)裝在(zai)(zai)框(kuang)架(jia)(jia)里。放(fang)(fang)在(zai)(zai)拖(tuo)(tuo)車(che)(che)(che)(che)上運(yun)(yun)送(song)(song)氫、氧(yang)、氮、氦等永久氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti),通常作(zuo)為儲(chu)罐(guan)(guan)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)給(gei)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶供(gong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。這種車(che)(che)(che)(che)為載(zai)重半拖(tuo)(tuo)車(che)(che)(che)(che),其(qi)(qi)(qi)名稱(cheng)(cheng)叫(jiao)作(zuo)管(guan)式(shi)(shi)(shi)拖(tuo)(tuo)車(che)(che)(che)(che)(tube trailer)。拖(tuo)(tuo)車(che)(che)(che)(che)上的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)稱(cheng)(cheng)為管(guan)式(shi)(shi)(shi)拖(tuo)(tuo)車(che)(che)(che)(che)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)(trailer tube)。而(er)(er)帶有框(kuang)架(jia)(jia)的(de)(de)(de)組(zu)(zu)裝在(zai)(zai)一起(qi)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping),又(you)叫(jiao)作(zuo)集裝管(guan)束(shu)(skid)。集裝管(guan)束(shu)既可(ke)以放(fang)(fang)在(zai)(zai)拖(tuo)(tuo)車(che)(che)(che)(che)上運(yun)(yun)送(song)(song),也可(ke)放(fang)(fang)在(zai)(zai)船上的(de)(de)(de)集裝箱里運(yun)(yun)送(song)(song)。運(yun)(yun)送(song)(song)到指定地點(dian)后。還可(ke)將(jiang)其(qi)(qi)(qi)從拖(tuo)(tuo)車(che)(che)(che)(che)上卸(xie)下,放(fang)(fang)在(zai)(zai)地面上做儲(chu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)罐(guan)(guan)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)。這種采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)大容積鋼(gang)質(zhi)無(wu)縫氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)裝運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)方式(shi)(shi)(shi)大大提高了氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)裝運(yun)(yun)的(de)(de)(de)經濟性和(he)安全性。采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)一輛拖(tuo)(tuo)車(che)(che)(che)(che)運(yun)(yun)送(song)(song)的(de)(de)(de)天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。大約需要6輛裝載(zai)量5t的(de)(de)(de)汽車(che)(che)(che)(che)才能完成。由(you)此(ci)可(ke)見.采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)管(guan)式(shi)(shi)(shi)拖(tuo)(tuo)車(che)(che)(che)(che)裝運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)可(ke)大大提高運(yun)(yun)輸效率。降(jiang)低搬運(yun)(yun)費用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)。同時采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)管(guan)式(shi)(shi)(shi)拖(tuo)(tuo)車(che)(che)(che)(che)裝運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)大大減少了單個氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)的(de)(de)(de)數量,其(qi)(qi)(qi)不安全的(de)(de)(de)因素和(he)發(fa)生(sheng)事故的(de)(de)(de)可(ke)能性也相應(ying)降(jiang)低。表8-8是新興能源裝備Φ711mm×6mm管(guan)加長(chang)捆綁車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)有關數據。
三、儲(chu)氣井用(yong)氣瓶
傳統上(shang)的儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)井(jing)多用油套管(guan)作為儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)容器,然而,現(xian)(xian)有技術中的儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)井(jing)結構存在以下缺點:儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)井(jing)罐體(ti)(ti)在25MPa作用下會產生(sheng)彈性拉(la)伸變形(xing)(xing),當(dang)儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)井(jing)罐體(ti)(ti)與(yu)井(jing)壁(bi)間的環形(xing)(xing)空(kong)間封固質量存在問題(ti)時(shi),由于封固面的摩擦(ca)阻力(li)不足以抵抗筒體(ti)(ti)彈性變形(xing)(xing)產生(sheng)的作用力(li),就會引發井(jing)體(ti)(ti)上(shang)竄。此外(wai),當(dang)儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)井(jing)的罐體(ti)(ti)罐壁(bi)出現(xian)(xian)裂紋(wen)、穿孔等現(xian)(xian)象時(shi),會引起“井(jing)下泄漏”,一旦(dan)出現(xian)(xian)這種情況,很難采取補救措施(shi),整個儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)井(jing)只能報廢處理。氣(qi)(qi)瓶式新型儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)井(jing)就能解決(jue)上(shang)竄問題(ti),并且在出現(xian)(xian)“井(jing)下泄漏”問題(ti)時(shi),能方便提出氣(qi)(qi)瓶進行維修甚(shen)至更換。見(jian)圖8-18和圖8-19所(suo)示(shi)。

