[發明專利]雙封頭超大尺寸超高壓氣瓶內膽及其制造方法

有效

• 申請號: 201811600492.2
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109595462B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 王東坡;馬世成;汪宇羿;趙文龍;張月倩;孫昂
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: F17C13/00
• 分類號: F17C13/00;F17C13/06;B24B1/00;B21D51/24;B21D22/14
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 余長江

本發明提供一種雙封頭超大尺寸超高壓氣瓶內膽及其制造方法，包括直筒段，和分別位于直筒段兩端的A封頭和B封頭，A瓶口和B瓶口分別位于A封頭和B封頭上；超高壓氣瓶內膽為長度為5?13m的鋁合金內膽，直筒段的公稱外徑為Φ300?Φ850mm，超高壓氣瓶的額定壓力為35?70Mpa。本發明總體采用旋壓的加工方法，產品整體無焊縫，制備工藝簡單，操作方便，能耗低，污染小，原材料的損耗比較少，節約了原材料成本。本發明的制造方法加工出來的雙封頭超大尺寸超高壓氣瓶內膽，具有尺寸超大、可靠性高、壁薄、質量輕的特點；其內材料組織均勻致密，整體強度效果優異，具有耐高壓特性，對超高壓氣瓶的制造具有重要的意義。

技術領域

本發明屬于高壓容器技術領域，具體涉及一種雙封頭超大尺寸超高壓氣瓶內膽及其制造方法。

背景技術

超高壓氣瓶已經廣泛用于工礦生產、建筑、交通、海洋、航空、醫療、軍事等國民經濟的各個行業。超高壓氣瓶的容量、瓶壁厚度及制作工藝和材料都會影響超高壓氣瓶的性能。如天然氣和氫氣是一種世界范圍內重點發展和廣泛使用的清潔能源。目前采用35-70MP超高壓氣瓶儲運和使用壓縮天然氣(CNG)、壓縮氫氣和其他壓縮工業氣體是這些氣體從主管路輸送到用氣點、加氣站等地的主要方式。

目前，鋁合金內膽碳纖維全纏繞超高壓氣瓶具有眾多優點，已逐步取代傳統鋼質氣瓶，成為當今世界超高壓氣瓶的主流產品。其優點如下：

(1)大幅減重；采用鋁合金內膽復合纏繞的氣瓶，同等性能下材料厚度僅為鋼瓶的50％-70％，且密度更低，因而其重量僅為傳統鋼瓶的35％-40％。

(2)破損安全性好；鋁合金內膽碳纖維全纏繞氣瓶采用鋁合金內膽及碳纖維復合材料增強，每平方厘米上的纖維多達幾千上萬根，當氣瓶超載并發生少量纖維斷裂時，其載荷會迅速分配在未破壞的纖維上，這會在短期乃至相當長一段時間內使氣瓶不致喪失承載能力，大大提高安全性。

(3)減震性好；復合材料中纖維與樹脂基體界面具有吸震能力，震動阻尼好，抗聲震疲勞性能也很高。

(4)與無縫鋼質氣瓶需要的復雜工序相比，纖維纏繞工藝更加靈活，容易變換，工序更為簡化，也容易實現自動化，且能耗遠遠低于鋼質氣瓶的生產過程。

例如，外徑Φ300-Φ850mm、長度5-13m的鋁合金內膽碳纖維全纏繞氣瓶主要用作大型天然天然氣運輸槽車用儲運氣瓶、加氣站儲運氣瓶、CNG運輸船儲運氣瓶等大容積高壓儲運氣瓶。

但是受材料生產以及技術能力的限制，我國目前還未能生產長度大于5m的鋁合金內膽碳纖維全纏繞氣瓶，其核心問題就是鋁合金內膽無法制造。

在上述背景下，為了大幅提高天然氣、氫氣、工業高純氣體槽車的儲運能力，為了進一步掌握具有自主產權的大型壓縮天然氣、氫氣和混合燃氣等儲運裝置的關鍵技術及產品，迫切的需要開發具有直徑大、長度長、質量輕、高可靠等特性的超高壓氣瓶用鋁合金內膽產品。

發明內容

本發明的目的在于提出一種超高壓氣瓶鋁合金內膽及其制造方法。以至少解決目前超高壓氣瓶容積小，質量過重，可靠性差的問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種雙封頭超大尺寸超高壓氣瓶內膽，雙封頭超大尺寸超高壓氣瓶內膽作為纏繞氣瓶的內膽用于儲存壓縮氣體，所述雙封頭超大尺寸超高壓氣瓶內膽為兩端收口成型封頭及瓶口的一體式無縫結構的鋁合金內膽，包括A瓶口、A封頭、直筒段、B封頭和B瓶口，所述A封頭和B封頭分別位于所述直筒段的兩端，所述A瓶口和B瓶口分別位于所述A封頭和B封頭上；所述雙封頭超大尺寸超高壓氣瓶內膽的長度為5-13m，所述直筒段的公稱外徑為Φ300-Φ850mm，所述超高壓氣瓶的額定壓力為35-70Mpa。

如上所述的雙封頭超大尺寸超高壓氣瓶內膽，優選，所述直筒段的壁厚為3-10mm，所述直筒段的整體直線度不大于0.3mm/m；