采用碳纤维复合材料缠绕而成的气瓶,相对于传统的钢结构压力容器自有它的优点, 既可以节约大量的钢材,还可以减轻气瓶的质量,还可以满足设计所需的强度要求。
1、质量轻,承载能力强
目前,大多数常用的压力容器为钢制压力容器,比如生活中的煤气瓶。钢结构虽然有它的优点,压力容器性能稳定,设计及制造技术较为成熟,但是力学性能方面有它的局限性,对于一些高压容器来说,如果还用钢结构来制造,那么只能依靠增加壁厚来提高它的承载性能,这样势必造成增加自重,降低经济性能。
而新型的碳纤维复合材料压力容器,采用很薄的金属或者非金属作为内胆,采用碳纤维、玻璃纤维作为纤维层缠绕而成,因为碳纤维的比强度较高,可以使整个气瓶的质量大大减轻,而且可以提高压力气瓶的承载能力。
2、抗爆性能好
对于钢制压力容器来说,一旦出现裂纹等危险预警时就会发生扩展,终导致设备发生爆炸等事故,这给安全生产带来了极大的隐患。而碳纤维材质的压力气瓶是由多层纤维缠绕而成,即使内胆出现裂纹扩展、泄漏等状况,也有足够的时间进行处理,因为设置在外层内部的自动安全装置会发出警报。而且内胆的泄漏对外面的纤维层也不会产生很大的影响,因此这种情况下,纤维层还可以继续工作,从而保证了气瓶的安全运行。
3、易制造,缺陷少
相对于钢制容器的复杂制造工艺来说,碳纤维气瓶制造工艺要简单的多,碳纤维气瓶通常是铝内胆外层碳纤维有专用的数控缠绕机进行缠绕,精度很高,具有一定的生产效率,而且降低了劳动强度,节约劳动力,节约制造成本。钢制气瓶在制造工艺中经常会出现各种缺陷,但是碳纤维气瓶在生产过程中却极少出现缺陷问题。
4、可设计性强
碳纤维气瓶可以根据客户需求来应用合适的内衬材料以及纤维材料,通过对缠绕方式的改进还可以提高气瓶的整体性能,还可以设置一些检测和报警装置,提高碳纤维气瓶的安全性能。
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