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(ping)
纏(chan)繞(rao)(rao)氣(qi)瓶(ping)(ping)的(de)發(fa)展始于(yu)20世紀50年(nian)代的(de)美國(guo),是(shi)基于(yu)火箭發(fa)動(dong)機復合(he)(he)材料殼體(ti)技術,在金屬殼體(ti)表面纏(chan)繞(rao)(rao)玻璃纖維增強環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)基復合(he)(he)材料。20世紀70年(nian)代,美國(guo)國(guo)家(jia)(jia)航空(kong)航天(tian)技術轉向民用(yong)(yong)商業市場(chang)(chang),美國(guo)運輸部批(pi)準(zhun)(zhun)纏(chan)繞(rao)(rao)氣(qi)瓶(ping)(ping),采(cai)用(yong)(yong)玻纖和(he)凱夫拉纖維生產(chan)環(huan)纏(chan)繞(rao)(rao)氣(qi)瓶(ping)(ping)。20世紀80年(nian)代,其(qi)他有關國(guo)家(jia)(jia)批(pi)準(zhun)(zhun)纏(chan)繞(rao)(rao)氣(qi)瓶(ping)(ping)用(yong)(yong)于(yu)商業市場(chang)(chang),呼吸器成為纏(chan)繞(rao)(rao)氣(qi)瓶(ping)(ping)的(de)最大市場(chang)(chang)。20世紀90年(nian)代,壓(ya)縮(suo)天(tian)然氣(qi)車用(yong)(yong)纏(chan)繞(rao)(rao)瓶(ping)(ping)成為民用(yong)(yong)領域復合(he)(he)氣(qi)瓶(ping)(ping)的(de)主(zhu)要市場(chang)(chang)之一。
2000年纏(chan)繞(rao)瓶技術引(yin)進我(wo)國(guo),近20年來(lai),我(wo)國(guo)纏(chan)繞(rao)氣瓶的研(yan)制技術也(ye)取得(de)很大的進步,部分產品性能也(ye)達(da)到了國(guo)際先進水平,但是相比(bi)國(guo)外發達(da)國(guo)家,目(mu)前我(wo)國(guo)纏(chan)繞(rao)氣瓶標(biao)(biao)準(zhun)相對缺乏(fa),纏(chan)繞(rao)氣瓶產品研(yan)發和設計缺少標(biao)(biao)準(zhun)規范。
在民用(yong)(yong)領域,纏繞(rao)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)主(zhu)要包括:壓(ya)縮氣(qi)(qi)體(ti)和液化氣(qi)(qi)體(ti)用(yong)(yong)纏繞(rao)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)、車(che)(che)用(yong)(yong)壓(ya)縮天然(ran)氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)、呼吸氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)等(deng)。而(er)目前車(che)(che)用(yong)(yong)壓(ya)縮天然(ran)氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)具有較大的(de)(de)(de)(de)市場份額,應(ying)用(yong)(yong)車(che)(che)用(yong)(yong)壓(ya)縮天然(ran)氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)是替(ti)代石油資源的(de)(de)(de)(de)新能(neng)源政策,有效(xiao)降低(di)汽車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)尾氣(qi)(qi)排放所造成的(de)(de)(de)(de)污(wu)染。在保證氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)前提下,開發纏繞(rao)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)低(di)成本制造技術是氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)企業(ye)快速發展的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要途徑(jing),低(di)成本生(sheng)產(chan)技術包括原材(cai)料、金屬(shu)內襯成型(xing)工藝、纖維樹脂(zhi)復(fu)合(he)工藝和質量控制等(deng)方面。
二、拖車氣(qi)瓶(ping)
隨著(zhu)工(gong)(gong)業和科學技術的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展,工(gong)(gong)業發(fa)(fa)達(da)國家(jia)已在(zai)20世(shi)紀60年代就開始打破采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)中,小容積(ji)氣(qi)瓶(ping)(ping)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)傳統的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)運(yun)(yun)輸方式(shi)(shi),而采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)充氣(qi)量(liang)較大(da)(da)的(de)(de)(de)大(da)(da)容積(ji)鋼質無(wu)(wu)縫氣(qi)瓶(ping)(ping)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)體(ti)。他們將(jiang)幾個(ge)或十幾個(ge)大(da)(da)容積(ji)鋼質無(wu)(wu)縫氣(qi)瓶(ping)(ping)的(de)(de)(de)頭部連通在(zai)一起(qi)井組裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)在(zai)框(kuang)架里。放(fang)在(zai)拖(tuo)車(che)(che)上(shang)(shang)運(yun)(yun)送氫、氧、氮、氦等永(yong)久氣(qi)體(ti),通常作為儲罐(guan)用(yong)(yong)(yong)(yong)給用(yong)(yong)(yong)(yong)戶供(gong)氣(qi)。這種(zhong)車(che)(che)為載重(zhong)半拖(tuo)車(che)(che),其名稱叫作管(guan)(guan)式(shi)(shi)拖(tuo)車(che)(che)(tube trailer)。拖(tuo)車(che)(che)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)氣(qi)瓶(ping)(ping)稱為管(guan)(guan)式(shi)(shi)拖(tuo)車(che)(che)氣(qi)瓶(ping)(ping)(trailer tube)。而帶(dai)有(you)框(kuang)架的(de)(de)(de)組裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)在(zai)一起(qi)的(de)(de)(de)氣(qi)瓶(ping)(ping),又叫作集(ji)(ji)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)管(guan)(guan)束(skid)。集(ji)(ji)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)管(guan)(guan)束既可(ke)以放(fang)在(zai)拖(tuo)車(che)(che)上(shang)(shang)運(yun)(yun)送,也(ye)可(ke)放(fang)在(zai)船上(shang)(shang)的(de)(de)(de)集(ji)(ji)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)箱里運(yun)(yun)送。運(yun)(yun)送到(dao)指定(ding)地點后。還可(ke)將(jiang)其從拖(tuo)車(che)(che)上(shang)(shang)卸(xie)下,放(fang)在(zai)地面上(shang)(shang)做儲氣(qi)罐(guan)用(yong)(yong)(yong)(yong)。這種(zhong)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)大(da)(da)容積(ji)鋼質無(wu)(wu)縫氣(qi)瓶(ping)(ping)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)方式(shi)(shi)大(da)(da)大(da)(da)提(ti)高了氣(qi)體(ti)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)的(de)(de)(de)經濟性(xing)和安(an)全性(xing)。采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)一輛拖(tuo)車(che)(che)運(yun)(yun)送的(de)(de)(de)天然氣(qi)。大(da)(da)約需要6輛裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)載量(liang)5t的(de)(de)(de)汽車(che)(che)才能(neng)完成(cheng)。由此可(ke)見(jian).采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)管(guan)(guan)式(shi)(shi)拖(tuo)車(che)(che)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)體(ti)可(ke)大(da)(da)大(da)(da)提(ti)高運(yun)(yun)輸效率。降低(di)搬運(yun)(yun)費用(yong)(yong)(yong)(yong)。同時采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)管(guan)(guan)式(shi)(shi)拖(tuo)車(che)(che)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)體(ti)大(da)(da)大(da)(da)減少了單(dan)個(ge)氣(qi)瓶(ping)(ping)的(de)(de)(de)數(shu)量(liang),其不安(an)全的(de)(de)(de)因(yin)素和發(fa)(fa)生事故的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性(xing)也(ye)相應降低(di)。表8-8是新興能(neng)源裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)備Φ711mm×6mm管(guan)(guan)加長捆綁車(che)(che)的(de)(de)(de)有(you)關(guan)數(shu)據。
三、儲氣(qi)井(jing)用氣(qi)瓶
傳統上(shang)的儲(chu)氣(qi)(qi)井(jing)(jing)(jing)(jing)多用油(you)套管作(zuo)為儲(chu)氣(qi)(qi)容器,然(ran)而,現(xian)(xian)(xian)有技術中(zhong)的儲(chu)氣(qi)(qi)井(jing)(jing)(jing)(jing)結構(gou)存在(zai)以(yi)下(xia)缺點:儲(chu)氣(qi)(qi)井(jing)(jing)(jing)(jing)罐體(ti)在(zai)25MPa作(zuo)用下(xia)會(hui)(hui)產生彈(dan)性拉伸變形(xing),當儲(chu)氣(qi)(qi)井(jing)(jing)(jing)(jing)罐體(ti)與井(jing)(jing)(jing)(jing)壁間(jian)的環形(xing)空間(jian)封固(gu)質量(liang)存在(zai)問(wen)題時,由(you)于封固(gu)面的摩擦阻力(li)(li)不足以(yi)抵(di)抗筒體(ti)彈(dan)性變形(xing)產生的作(zuo)用力(li)(li),就(jiu)會(hui)(hui)引發井(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)上(shang)竄(cuan)。此外,當儲(chu)氣(qi)(qi)井(jing)(jing)(jing)(jing)的罐體(ti)罐壁出(chu)現(xian)(xian)(xian)裂紋、穿(chuan)孔等(deng)現(xian)(xian)(xian)象時,會(hui)(hui)引起“井(jing)(jing)(jing)(jing)下(xia)泄漏(lou)(lou)”,一旦出(chu)現(xian)(xian)(xian)這種(zhong)情況,很難采取補救措施,整個儲(chu)氣(qi)(qi)井(jing)(jing)(jing)(jing)只能(neng)報廢處理(li)。氣(qi)(qi)瓶式新型儲(chu)氣(qi)(qi)井(jing)(jing)(jing)(jing)就(jiu)能(neng)解決(jue)上(shang)竄(cuan)問(wen)題,并且在(zai)出(chu)現(xian)(xian)(xian)“井(jing)(jing)(jing)(jing)下(xia)泄漏(lou)(lou)”問(wen)題時,能(neng)方(fang)便提(ti)出(chu)氣(qi)(qi)瓶進行(xing)維(wei)修甚至(zhi)更換。見圖8-18和圖8-19所示。

