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)
纏繞(rao)(rao)氣(qi)瓶(ping)(ping)(ping)的(de)(de)發展始(shi)于(yu)20世紀(ji)(ji)50年(nian)代(dai)(dai)的(de)(de)美國,是(shi)基(ji)于(yu)火箭發動機復(fu)(fu)合(he)材料殼體(ti)技術,在金屬殼體(ti)表面(mian)纏繞(rao)(rao)玻璃纖維(wei)增強環(huan)氧(yang)樹脂基(ji)復(fu)(fu)合(he)材料。20世紀(ji)(ji)70年(nian)代(dai)(dai),美國國家(jia)航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天技術轉向民(min)用(yong)商業市(shi)(shi)場,美國運輸部批(pi)準(zhun)纏繞(rao)(rao)氣(qi)瓶(ping)(ping)(ping),采用(yong)玻纖和(he)凱夫(fu)拉纖維(wei)生產環(huan)纏繞(rao)(rao)氣(qi)瓶(ping)(ping)(ping)。20世紀(ji)(ji)80年(nian)代(dai)(dai),其他有關(guan)國家(jia)批(pi)準(zhun)纏繞(rao)(rao)氣(qi)瓶(ping)(ping)(ping)用(yong)于(yu)商業市(shi)(shi)場,呼吸器(qi)成為纏繞(rao)(rao)氣(qi)瓶(ping)(ping)(ping)的(de)(de)最(zui)大市(shi)(shi)場。20世紀(ji)(ji)90年(nian)代(dai)(dai),壓縮天然氣(qi)車(che)用(yong)纏繞(rao)(rao)瓶(ping)(ping)(ping)成為民(min)用(yong)領(ling)域復(fu)(fu)合(he)氣(qi)瓶(ping)(ping)(ping)的(de)(de)主(zhu)要市(shi)(shi)場之一(yi)。
2000年(nian)纏繞瓶(ping)(ping)技(ji)術引進(jin)我(wo)(wo)國(guo),近20年(nian)來,我(wo)(wo)國(guo)纏繞氣(qi)瓶(ping)(ping)的研制(zhi)技(ji)術也取(qu)得很大的進(jin)步(bu),部分(fen)產(chan)品(pin)性能也達(da)(da)到了國(guo)際先進(jin)水(shui)平,但是相比國(guo)外發達(da)(da)國(guo)家,目(mu)前我(wo)(wo)國(guo)纏繞氣(qi)瓶(ping)(ping)標準相對(dui)缺乏(fa),纏繞氣(qi)瓶(ping)(ping)產(chan)品(pin)研發和設計缺少標準規范。
在(zai)民用(yong)(yong)領域,纏繞氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)的(de)應(ying)用(yong)(yong)主(zhu)要(yao)包(bao)(bao)括:壓縮(suo)(suo)氣(qi)(qi)體和(he)液化氣(qi)(qi)體用(yong)(yong)纏繞氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)、車(che)用(yong)(yong)壓縮(suo)(suo)天然氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)、呼吸氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)等(deng)。而(er)目(mu)前(qian)車(che)用(yong)(yong)壓縮(suo)(suo)天然氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)具(ju)有較大的(de)市(shi)場份額,應(ying)用(yong)(yong)車(che)用(yong)(yong)壓縮(suo)(suo)天然氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)是替代石油資(zi)源的(de)新(xin)能(neng)源政(zheng)策,有效降低汽(qi)車(che)的(de)尾氣(qi)(qi)排放(fang)所造成(cheng)的(de)污染。在(zai)保(bao)證氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)性能(neng)的(de)前(qian)提(ti)下(xia),開發纏繞氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)低成(cheng)本(ben)制造技(ji)術是氣(qi)(qi)瓶(ping)(ping)(ping)企業快速發展的(de)主(zhu)要(yao)途徑,低成(cheng)本(ben)生(sheng)產技(ji)術包(bao)(bao)括原材料、金屬內襯成(cheng)型工(gong)藝、纖(xian)維樹脂(zhi)復合(he)工(gong)藝和(he)質量控(kong)制等(deng)方面。
二、拖車氣瓶
隨著工(gong)業和科學技術的(de)(de)(de)發展,工(gong)業發達國(guo)家已在(zai)(zai)20世紀(ji)60年代就開(kai)始打破采(cai)用中,小容積氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)傳統的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)運(yun)(yun)輸方(fang)(fang)式(shi),而采(cai)用充(chong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)量較大(da)(da)(da)(da)的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)(da)容積鋼(gang)質無(wu)縫(feng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)。他們將幾個或十幾個大(da)(da)(da)(da)容積鋼(gang)質無(wu)縫(feng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)的(de)(de)(de)頭部連通在(zai)(zai)一起井組裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)框(kuang)架里。放在(zai)(zai)拖(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)車(che)上(shang)(shang)運(yun)(yun)送(song)氫、氧、氮、氦等永久(jiu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti),通常(chang)作為(wei)儲罐(guan)用給(gei)用戶供(gong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。這(zhe)種車(che)為(wei)載重半拖(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)車(che),其(qi)名(ming)稱叫作管(guan)式(shi)拖(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)車(che)(tube trailer)。拖(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)車(che)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)稱為(wei)管(guan)式(shi)拖(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)車(che)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)(trailer tube)。而帶有框(kuang)架的(de)(de)(de)組裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)一起的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping),又叫作集裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)管(guan)束(shu)(skid)。集裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)管(guan)束(shu)既可(ke)以放在(zai)(zai)拖(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)車(che)上(shang)(shang)運(yun)(yun)送(song),也可(ke)放在(zai)(zai)船上(shang)(shang)的(de)(de)(de)集裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)箱里運(yun)(yun)送(song)。運(yun)(yun)送(song)到(dao)指(zhi)定(ding)地點后。還可(ke)將其(qi)從拖(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)車(che)上(shang)(shang)卸下,放在(zai)(zai)地面上(shang)(shang)做(zuo)儲氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)罐(guan)用。這(zhe)種采(cai)用大(da)(da)(da)(da)容積鋼(gang)質無(wu)縫(feng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)式(shi)大(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)提高了氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)的(de)(de)(de)經濟性和安全性。采(cai)用一輛(liang)拖(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)車(che)運(yun)(yun)送(song)的(de)(de)(de)天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。大(da)(da)(da)(da)約需(xu)要(yao)6輛(liang)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)載量5t的(de)(de)(de)汽車(che)才能完成。由此(ci)可(ke)見.采(cai)用管(guan)式(shi)拖(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)車(che)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)可(ke)大(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)提高運(yun)(yun)輸效率。降低搬運(yun)(yun)費用。同(tong)時(shi)采(cai)用管(guan)式(shi)拖(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)車(che)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)運(yun)(yun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)大(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)減少了單個氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)的(de)(de)(de)數量,其(qi)不安全的(de)(de)(de)因(yin)素和發生事故的(de)(de)(de)可(ke)能性也相應降低。表8-8是(shi)新(xin)興能源裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)備Φ711mm×6mm管(guan)加長(chang)捆綁車(che)的(de)(de)(de)有關數據(ju)。
三、儲(chu)氣井用氣瓶
傳(chuan)統上(shang)(shang)的(de)儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)井多用油套管(guan)作為儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)容器,然而,現(xian)(xian)有技術中(zhong)的(de)儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)井結構存(cun)在以下缺(que)點:儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)井罐(guan)體(ti)(ti)在25MPa作用下會(hui)產生彈性(xing)拉伸(shen)變形(xing),當(dang)儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)井罐(guan)體(ti)(ti)與(yu)井壁(bi)間(jian)的(de)環形(xing)空間(jian)封固(gu)質(zhi)量存(cun)在問題時(shi),由于封固(gu)面的(de)摩(mo)擦阻力(li)(li)不足以抵抗筒體(ti)(ti)彈性(xing)變形(xing)產生的(de)作用力(li)(li),就會(hui)引(yin)發井體(ti)(ti)上(shang)(shang)竄。此外,當(dang)儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)井的(de)罐(guan)體(ti)(ti)罐(guan)壁(bi)出現(xian)(xian)裂紋、穿孔等現(xian)(xian)象時(shi),會(hui)引(yin)起“井下泄(xie)漏”,一旦(dan)出現(xian)(xian)這種情況,很(hen)難采(cai)取補(bu)救措施,整(zheng)個儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)井只能(neng)報廢(fei)處理。氣(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)式新(xin)型儲(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)井就能(neng)解(jie)決上(shang)(shang)竄問題,并且在出現(xian)(xian)“井下泄(xie)漏”問題時(shi),能(neng)方便(bian)提出氣(qi)(qi)(qi)(qi)瓶(ping)進行維修甚至更(geng)換。見圖(tu)8-18和圖(tu)8-19所示。

