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、纏繞氣瓶
纏繞(rao)(rao)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)的(de)發展始于20世紀(ji)50年(nian)代(dai)的(de)美國(guo),是基于火(huo)箭發動機復合(he)材(cai)料殼體技(ji)術,在(zai)金屬殼體表面纏繞(rao)(rao)玻璃纖(xian)(xian)維增強環氧樹脂基復合(he)材(cai)料。20世紀(ji)70年(nian)代(dai),美國(guo)國(guo)家航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)技(ji)術轉向民用(yong)商(shang)業(ye)市(shi)(shi)場,美國(guo)運(yun)輸部批準(zhun)纏繞(rao)(rao)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping),采用(yong)玻纖(xian)(xian)和凱夫拉纖(xian)(xian)維生(sheng)產環纏繞(rao)(rao)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)。20世紀(ji)80年(nian)代(dai),其他(ta)有關國(guo)家批準(zhun)纏繞(rao)(rao)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)用(yong)于商(shang)業(ye)市(shi)(shi)場,呼吸器(qi)成(cheng)(cheng)為纏繞(rao)(rao)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)的(de)最(zui)大市(shi)(shi)場。20世紀(ji)90年(nian)代(dai),壓縮天(tian)然氣(qi)(qi)車用(yong)纏繞(rao)(rao)瓶(ping)(ping)成(cheng)(cheng)為民用(yong)領域復合(he)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)的(de)主要(yao)市(shi)(shi)場之一(yi)。
2000年纏繞(rao)瓶(ping)(ping)技術(shu)引進我國,近(jin)20年來,我國纏繞(rao)氣瓶(ping)(ping)的研制(zhi)技術(shu)也取得(de)很大(da)的進步(bu),部分產品性能也達(da)到(dao)了國際(ji)先進水平,但是(shi)相比國外發達(da)國家(jia),目前(qian)我國纏繞(rao)氣瓶(ping)(ping)標(biao)準(zhun)相對缺(que)乏,纏繞(rao)氣瓶(ping)(ping)產品研發和設計(ji)缺(que)少標(biao)準(zhun)規范。
在(zai)民用(yong)(yong)(yong)領域,纏繞(rao)氣(qi)(qi)(qi)瓶的(de)應用(yong)(yong)(yong)主(zhu)(zhu)要包(bao)括(kuo):壓縮(suo)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)和液(ye)化氣(qi)(qi)(qi)體(ti)用(yong)(yong)(yong)纏繞(rao)氣(qi)(qi)(qi)瓶、車用(yong)(yong)(yong)壓縮(suo)天然氣(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)瓶、呼吸氣(qi)(qi)(qi)瓶等。而目前車用(yong)(yong)(yong)壓縮(suo)天然氣(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)瓶具有(you)較大的(de)市場份額,應用(yong)(yong)(yong)車用(yong)(yong)(yong)壓縮(suo)天然氣(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)瓶是替代石油資源的(de)新能源政策,有(you)效降低汽車的(de)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)排(pai)放所造成的(de)污染。在(zai)保證(zheng)氣(qi)(qi)(qi)瓶性(xing)能的(de)前提下,開發(fa)纏繞(rao)氣(qi)(qi)(qi)瓶低成本(ben)制造技術是氣(qi)(qi)(qi)瓶企業快速發(fa)展的(de)主(zhu)(zhu)要途徑(jing),低成本(ben)生(sheng)產(chan)技術包(bao)括(kuo)原材料(liao)、金屬內襯成型工(gong)藝(yi)、纖維樹脂復合工(gong)藝(yi)和質量(liang)控制等方面(mian)。
二、拖車氣瓶(ping)
隨著工業和科學技術的(de)發展,工業發達國(guo)家已在(zai)(zai)(zai)20世紀60年(nian)代就開(kai)始打破采(cai)用中,小容(rong)(rong)積氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶裝(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)的(de)傳統的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)運(yun)(yun)輸方(fang)(fang)式,而(er)采(cai)用充氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)量(liang)較大(da)(da)(da)(da)的(de)大(da)(da)(da)(da)容(rong)(rong)積鋼質無(wu)縫氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶裝(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)。他(ta)們將幾(ji)個或十幾(ji)個大(da)(da)(da)(da)容(rong)(rong)積鋼質無(wu)縫氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶的(de)頭部連通(tong)在(zai)(zai)(zai)一起井組裝(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)(zai)框架里(li)。放(fang)在(zai)(zai)(zai)拖(tuo)車(che)(che)上(shang)運(yun)(yun)送(song)(song)(song)氫(qing)、氧、氮、氦(hai)等永久氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti),通(tong)常作為儲罐用給用戶(hu)供(gong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。這種車(che)(che)為載重半拖(tuo)車(che)(che),其名(ming)稱(cheng)叫作管(guan)(guan)式拖(tuo)車(che)(che)(tube trailer)。拖(tuo)車(che)(che)上(shang)的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶稱(cheng)為管(guan)(guan)式拖(tuo)車(che)(che)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(trailer tube)。而(er)帶有(you)(you)框架的(de)組裝(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)(zai)一起的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶,又叫作集(ji)裝(zhuang)(zhuang)管(guan)(guan)束(skid)。集(ji)裝(zhuang)(zhuang)管(guan)(guan)束既可(ke)以放(fang)在(zai)(zai)(zai)拖(tuo)車(che)(che)上(shang)運(yun)(yun)送(song)(song)(song),也可(ke)放(fang)在(zai)(zai)(zai)船上(shang)的(de)集(ji)裝(zhuang)(zhuang)箱里(li)運(yun)(yun)送(song)(song)(song)。運(yun)(yun)送(song)(song)(song)到指定地(di)點后。還可(ke)將其從拖(tuo)車(che)(che)上(shang)卸下,放(fang)在(zai)(zai)(zai)地(di)面上(shang)做儲氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)罐用。這種采(cai)用大(da)(da)(da)(da)容(rong)(rong)積鋼質無(wu)縫氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶裝(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)的(de)方(fang)(fang)式大(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)提高了(le)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)裝(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)的(de)經濟性(xing)(xing)和安(an)全性(xing)(xing)。采(cai)用一輛拖(tuo)車(che)(che)運(yun)(yun)送(song)(song)(song)的(de)天然氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。大(da)(da)(da)(da)約需要(yao)6輛裝(zhuang)(zhuang)載量(liang)5t的(de)汽車(che)(che)才能(neng)完成。由此(ci)可(ke)見.采(cai)用管(guan)(guan)式拖(tuo)車(che)(che)裝(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)可(ke)大(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)提高運(yun)(yun)輸效率。降低(di)搬運(yun)(yun)費用。同時采(cai)用管(guan)(guan)式拖(tuo)車(che)(che)裝(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)大(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)減少了(le)單個氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶的(de)數(shu)量(liang),其不安(an)全的(de)因(yin)素和發生事故的(de)可(ke)能(neng)性(xing)(xing)也相應降低(di)。表8-8是(shi)新興能(neng)源(yuan)裝(zhuang)(zhuang)備Φ711mm×6mm管(guan)(guan)加長捆綁(bang)車(che)(che)的(de)有(you)(you)關數(shu)據。
三(san)、儲氣井用(yong)氣瓶(ping)
傳統上的(de)儲(chu)(chu)(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)井(jing)多用(yong)油套管作為(wei)儲(chu)(chu)(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)容(rong)器,然而,現(xian)(xian)有技術中(zhong)的(de)儲(chu)(chu)(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)井(jing)結構(gou)存在以(yi)下(xia)缺點(dian):儲(chu)(chu)(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)井(jing)罐(guan)體在25MPa作用(yong)下(xia)會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)彈(dan)性拉伸變形(xing),當儲(chu)(chu)(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)井(jing)罐(guan)體與井(jing)壁(bi)間的(de)環形(xing)空間封(feng)固(gu)質量存在問題時,由于封(feng)固(gu)面(mian)的(de)摩擦(ca)阻(zu)力(li)不足以(yi)抵抗筒體彈(dan)性變形(xing)產(chan)生(sheng)的(de)作用(yong)力(li),就會(hui)(hui)引(yin)發井(jing)體上竄。此(ci)外(wai),當儲(chu)(chu)(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)井(jing)的(de)罐(guan)體罐(guan)壁(bi)出(chu)現(xian)(xian)裂紋、穿孔等(deng)現(xian)(xian)象時,會(hui)(hui)引(yin)起“井(jing)下(xia)泄漏(lou)”,一旦出(chu)現(xian)(xian)這種情況,很難采取補救措施,整個儲(chu)(chu)(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)井(jing)只能(neng)報廢處理。氣(qi)(qi)(qi)瓶式(shi)新(xin)型儲(chu)(chu)(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)井(jing)就能(neng)解決上竄問題,并且在出(chu)現(xian)(xian)“井(jing)下(xia)泄漏(lou)”問題時,能(neng)方便(bian)提出(chu)氣(qi)(qi)(qi)瓶進行維修甚至更(geng)換。見圖8-18和圖8-19所(suo)示。

