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大容积高强度轻量化气瓶

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大容积钢制无缝气瓶是CNG运输的主体结构,决定着运输设备的重量和容量,是运输能力的关键。为适应市场需求,各个生产厂家都在致力于大容积钢制无缝气瓶的轻量化。2015年2月,IS011120:  2015版开始执行,新版标准允许使用更高强度的瓶体材料,进而可将气瓶厚度减薄,提高CNG运输设备的容重比。本大容积高强度轻量化气瓶采用外径711型无缝钢管,在结构上与现有气瓶一致,均通过将无缝钢管两端热旋压收口技术成型。选材上考虑新版IS011120对技术参数的限制并依据气瓶用无缝钢管的相关标准的规定首次以上34CrM04钢管为原材料,进行大容积无缝气瓶的试制并获得成功,最终实现气瓶减薄,从而使气瓶瓶体重量减轻,内径增加,容积变大,在目前的标准规范要求下达到容重比的最大化。34CrM04钢管为GB18248-2008《气瓶用无缝钢管》在该版本中新增加的牌号,抗拉强度为970-1080MPa,而IS011120:1999版对于承装氢脆气体的气瓶要求瓶体材料抗拉强度不能超过950MPa,因而在此之前尚未用于IS011120标准的气瓶设计。

成果创新性:

本大容积高强度轻量化气瓶主体材料采用高强度钢管,抗拉强度达到970MPa以上,在公称工作压力25MPa下,厚度仅为20.1mm,市场上原有711mm-25MPa气瓶厚度22.1mm。以容积为3000L的气瓶为例,本大容积高强度轻量化气瓶与原有产品相比,重量减少了8.8%,同时由于壁厚减薄,内径有所增加,使得容积又增加了1.4%,有力提高天然气运输的经济性。同时,规定相应的主体材料化学成分及热处理后的机械性能,确定硬度检测、水压试验、超声检测等相应要求。车间按照新设计图纸依据生产计划进行样瓶试制,由于天然气属于脆性气体,我公司对试样瓶进行了抗氢脆性能检测以及抗SSC性能检测。其中抗氢脆性能检测报告显示样品的脆化指数为1.8,通过了IS011114-4:  2005标准规定的抗氢脆性能检测和IS011439-2013标准规定的抗SSC性能检测。