第一讲 车用气瓶知识.ppt

第一讲 车用天然气气瓶基本知识 山东省特检院淄博分院 张建军 电话：0533-3121836 Zhangjj-81@163.com 第一部分 车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶 ----设计、制造及结构 ----缠绕气瓶复合材料的物理和化学性质GB24160-2009《车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶》第二部分 车用压缩天然气钢瓶 ----设计、制造及结构 ----GB17258-1998《汽车用压缩天然气钢瓶》第三部分 车用压缩天然气瓶阀 GB 17926-1999《车用压缩天然气瓶阀》 第一部分 车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶 CNG 缠绕气瓶的发展 缠绕气瓶最早起源于美国，1960‘s 美国宇航局NASA开始用于卫星上；七十年代开始逐步民用化，钢质内胆环向缠绕气瓶（CNG气瓶）已有30多年的历史，至今全球有超过300万只在安全服役。 上个世纪五十年代，我国就有个别大学的试验室对复合材料的高压气瓶进行了研究，当时主要是基于航空、航天方面的应用，因此并不适合民用市场和工业化生产。 由于我国民用CNG复合气瓶的开发相对比较落后，车用CNG气瓶基本采用全钢材质结构钢瓶。 纤维缠绕CNG-2型气瓶具有容积大、重量轻、耐腐蚀性能好、安全性高、经济适用等特点。越来越受到国内外汽车用户的青睐。 国内对于车用复合气瓶应用起步比较晚，对于复合缠绕气瓶的开发、设计、使用为CNG-2和CNG-3型气瓶，且以CNG-2型气瓶为主。根据我国《气瓶安全监察规定》第十条规定：在我国境内使用的气瓶应当按照我国安全技术规范和国家标准（行业标准）生产，暂时没有国家表准（行业标准）时，应当制定符合安全技术规范的企业标准。 目前我国各CNG复合气瓶生产企业主要根据相应的国际，或者发达国家的标准，制定相应的企业标准进行生产。 我国车用压缩天然气（CNG）钢质内胆环向缠绕气瓶是引进国外先进的复合气瓶技术及缠绕设备生产的高新技术产品，具有直径大、容积大、重量轻等优点，广泛应用于各种公交车、卡车及轿车等。 CNG气瓶的分类 CNG-1: 钢质气瓶 CNG-3: 金属内胆全缠绕气瓶 CNG-2: 金属内胆环向缠绕气瓶CNG-4: 非金属内胆全缠绕气瓶 车用缠绕气瓶的制造标准 《气瓶安全监察规定》、《气瓶安全监察规程》 、《车用气瓶安全技术监察规程》等技术规范 ? ? ? ? GB24160-2009《车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶》 2009年6月25日颁布 2010年1月1日实施 用于充装符合GB 18047《车用压缩天然气》的车用压缩天然气。 用作汽车燃料 固定在汽车上使用 塑料内胆缠绕气瓶的使用目前仍存在一些问题，需要摸索更多的经验后才能制订国家标准。 钢质内胆环向缠绕气瓶的应力计算 气瓶主要受力有两个方向，即圆周方向和轴向方向。基于薄膜理论，理想情况下轴向力约为周向应力的一半,即 ）。 轴向应力完全由内胆承担，周向应力由内胆和纤维共同承担。 GB24160-2009《车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶》设计与制造的一般规定 钢质内胆环向缠绕气瓶性能特征 1、复合层原材料性能优异、稳定，具有较强的耐腐蚀和化学稳定性能。 2、内胆采用优质 Cr-Mo合金钢。 气瓶重容比（重量/容积）较小 普通钢质气瓶的重容比为1.2～1.4。 钢质内胆环向缠绕气瓶的重容比为0.65～0.9。 3、更高的安全性能 普通钢质气瓶一般爆破压力为47～48MPa。 钢质内胆环向缠绕气瓶爆破压力至少为50MPa。 缠绕气瓶内胆的材料 对车用压缩天然气钢瓶，国内规定必须采用碱性平炉、电炉或吹氧碱性转炉冶炼的无时效性镇静钢。钢种应选用优质铬钼钢。 我国环缠绕气瓶的内胆材料一般与钢瓶一样，应选用优质铬钼钢。 NGV2/ISO-1、2、3型车用压缩天然气气瓶内胆可以使用钢材和铝材。 制造工艺流程 缠绕气瓶用复合材料 缠绕层材料一般由树脂体系、增强层纤维材料两部分组成。 树脂体系采用环氧、改性环氧、聚脂和乙烯类热固型树脂和聚乙烯、聚酰胺热塑性树脂 。 对环缠绕气瓶增强层纤维材料一般采用E型或S型玻璃纤维材料、芳纶纤维或碳纤维。 缠绕气瓶用复合材料多为E型玻璃纤维+环氧树脂构成 纤维的公制号数符合GB/T7690.1 树脂粘度符合GB/T12007.4 增强层纤维材料1----玻璃纤维 玻璃纤维是无机非金属材料中的一种新型功能材料和结构材料。由于它具有耐高温、抗腐蚀、强度高延伸小及绝缘好等一系列优异特性，目前已广泛心用于电子、通讯、核能、航空、航天、兵器、舰艇及海洋开发等高新科技产业，成为我国二十一