检索结果-内蒙古大学图书馆

中国化工装备 2018年第2期20卷 42-44页

作者：崔闻天武常生宋志江新兴能源装备股份有限公司邯郸056017

以大容积钢制无缝气瓶为主要部件的长管拖车与管束式集装箱的轻量化是今后发展的一个方向,长管拖车与管束式集装箱的轻量化关键在于气瓶的轻量化。目前大容积钢制无缝气瓶壁厚的计算依据主要有美国交通运输部DOT-3AAX规范、国际气瓶标准... 详细信息

以大容积钢制无缝气瓶为主要部件的长管拖车与管束式集装箱的轻量化是今后发展的一个方向,长管拖车与管束式集装箱的轻量化关键在于气瓶的轻量化。目前大容积钢制无缝气瓶壁厚的计算依据主要有美国交通运输部DOT-3AAX规范、国际气瓶标准ISO11120-2015以及我国2017年首次实施的GB/T33145-2016《大容积钢制无缝气瓶》。三种标准下气瓶壁厚计算的理论依据不同,计算公式也不同,计算结果存在一定差异,同一规格下的气瓶在ISO11120标准体系下计算得出的壁厚最薄,使得气瓶重量最轻,设备运输效率最大。

关键词：大容积钢制无缝气瓶壁厚轻量化比较

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大容积钢制无缝气瓶压扁试验测速系统设计

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仪器仪表用户 2005年第6期12卷 32-33页

作者：夏保琴尚德坦蒋曼芳安瑞科气体机械股份有限公司技术中心石家庄050061

本设计主要完成大容积钢制无缝气瓶压扁试验压头速率的测量。在压扁试验机上安装光栅传感器,光栅传感器与试验机压头同步移动。随着试验机压头的移动,光栅传感器给出脉冲信号井传送给计数器,由计数器完成脉冲信号到计算机能够识别的ASC... 详细信息

本设计主要完成大容积钢制无缝气瓶压扁试验压头速率的测量。在压扁试验机上安装光栅传感器,光栅传感器与试验机压头同步移动。随着试验机压头的移动,光栅传感器给出脉冲信号井传送给计数器,由计数器完成脉冲信号到计算机能够识别的ASCⅡ码的转换并通过RS232接口将信号输入计算机,计算机对该信号进行解码并处理得到实际光栅传感器的实时速率,并最终显示在显示器上。

关键词： VB接口程序 RS232 脉冲信号大容积钢制无缝气瓶压扁试验测量压头速率

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气瓶鼓包原因分析及热处理工艺控制研究

气瓶鼓包原因分析及热处理工艺控制研究

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作者：高晓良北京工业大学

学位级别：硕士

大容积钢制无缝气瓶作为天然气运输长管拖车的核心部件属于特种设备容器。根据相关法规和标准规定，瓶体发生鼓包则该支气瓶须判废。一旦判废，必须为用户免费更换新瓶，导致企业经济损失，亦不可低估企业声誉在市场中的负面影响。为避... 详细信息

大容积钢制无缝气瓶作为天然气运输长管拖车的核心部件属于特种设备容器。根据相关法规和标准规定，瓶体发生鼓包则该支气瓶须判废。一旦判废，必须为用户免费更换新瓶，导致企业经济损失，亦不可低估企业声誉在市场中的负面影响。为避免发生类似质量事故，本文对返厂一支鼓包气瓶研究分析，找出发生鼓包的真实原因。并围绕着气瓶生产过程中亟待解决的调质热处理最佳工艺的核心问题，展开了系列研究，通过正交试验方法，寻求调质热处理的最佳工艺，为今后气瓶生产提供实验依据。论文的主要工作如下:　　对气瓶鼓包进行失效分析。通过瓶体鼓包部位硬度测试、制取元素、拉伸、金相、冲击试样，进行化学成分和力学性能试验分析，初步得出鼓包部位材料的化学成分、低温冲击功、脱碳层深度满足相关标准，而抗拉强度Rm、屈服强度RP0.2、内外表面硬度、显微组织不符合标准规定。初步推断:发生气瓶鼓包的原因，是调质热处理工艺不当，回火温度过高，造成回火后局部显微组织铁素体含量过高，导致抗拉强度Rm、屈服强度Rp0.2、硬度明显偏低，而长管拖车气瓶的工作压力为20MPa，使用过程中若气瓶局部应力超出材料的屈服强度时，便会产生塑性变形，进而发生瓶体鼓包现象。　　采用正交试验方法对调质热处理工艺参数进行优化。本文利用正交试验法模拟气瓶热处理工艺，对正交试验方案结果进行综合加权评分、直观分析、方差分析，得到影响气瓶力学性能因素的主次顺序为:回火温度、淬火温度、淬火液浓度、淬火时间、回火时间。给出气瓶用钢最佳热处理工艺为:“淬火940℃，保温50min，淬火液浓度4％;回火610℃，保温100min”。　　最佳工艺的实验验证。根据最佳热处理工艺，调质试样环和试验瓶，通过检测试样环的力学性能和试验瓶做水压爆破试验，验证气瓶在优化热处理工艺参数下的综合性能，为工业化生产过程的热处理控制提出了指导意见。

关键词：大容积钢制无缝气瓶鼓包现象热处理工艺综合性能

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长管拖车气瓶口强度数值研究

长管拖车气瓶口强度数值研究

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作者：李伟太原理工大学

学位级别：硕士

长管拖车是一种移动式压力容器,在我国,长管拖车被广泛应用于以压缩天然气为主的工业气体的异地输送。长管拖车是由牵引车头、半挂车架、大容积钢制无缝气瓶组、安全附件以及其他相关零部件组装而成的特种车辆,大容积钢制无缝气瓶通过... 详细信息

长管拖车是一种移动式压力容器,在我国,长管拖车被广泛应用于以压缩天然气为主的工业气体的异地输送。长管拖车是由牵引车头、半挂车架、大容积钢制无缝气瓶组、安全附件以及其他相关零部件组装而成的特种车辆,大容积钢制无缝气瓶通过两端瓶口外螺纹以螺纹连接方式固定于拖车框架内。对在役长管拖车开展定期检验的过程中,发现气瓶瓶口外螺纹磨损现象非常普遍,形成了不容忽视的安全隐患。而对于磨损严重的气瓶,往往采用重新机加工瓶口外螺纹的方法进行修复,但是,壁厚的整体减薄会削弱瓶口的强度。因此,研究长管拖车气瓶瓶口外螺纹的磨损原因以及瓶口强度的削弱具有十分重要的工程意义。本文在国家质检总局科技计划项目“长管拖车气瓶瓶口强度削弱分析与评价方法研究”(项目编号：2013QK021)的资助下,对长管拖车在我国的应用现状进行了调研统计,并针对气瓶瓶口螺纹磨损与强度削弱问题进行了数值研究。本文的主要研究工作和结论如下： (1)我国长管拖车应用现状的调研统计。调研统计了国内在役长管拖车的基本信息,了解了国内长管拖车使用现状的基本特点,主要体现在：长管拖车年度投入使用量高速增长,并且广泛应用于国内三十个省级行政区；在役长管拖车气瓶呈现出大型化的应用趋势,传统小直径气瓶几乎不再投入市场；气瓶瓶口外螺纹的磨损为在役气瓶的典型缺陷。针对长管拖车气瓶瓶口外螺纹磨损严重的问题,基于统计数据,进行了磨损的初步分析,证实了长管拖车使用地域、外螺纹结构、瓶体布置位置等因素都会影响长管拖车气瓶外螺纹磨损情况。 (2)长管拖车气瓶外螺纹结构应力分布的数值研究。建立了包含气瓶、法兰与支撑钢板的二维轴对称模型,进行结构的弹塑性分析。数值分析表明：内压载荷与惯性载荷的共同作用下,气瓶外表面第一圈啮合螺纹根部应力强度较大且高于材料屈服强度,这可能造成局部螺纹结构的应变强化并使得材料变脆。在内压的循环与惯性载荷的往复作用下将产生交变的接触应力,其长期作用下可导致螺纹摩擦表面或表面层内形成裂纹并扩展,使材料表层剥落,最终表现为螺纹的磨损。因此,本文认为表面接触疲劳磨损是气瓶外螺纹磨损的重要原因,而啮合螺纹承载应力的高度集中性则决定了螺纹磨损沿着气瓶轴线方向的递进分布特点。 (3)长管拖车气瓶瓶口强度削弱数值研究。在保守忽略螺牙实体的基础上,建立了气瓶与支撑结构的有限元模型以及重新加工外螺纹后的气瓶有限元模型,对数值模型在内压、惯性力以及自重载荷作用下进行了数值分析,研究表明：瓶口外侧开设销孔与重新加工瓶口外螺纹会削弱气瓶瓶口的强度。以瓶口应力不超过瓶体最大应力为基准,则本文计算所用规格的长管拖车气瓶瓶口外螺纹所允许的重复加工次数不宜超过三次。

关键词：长管拖车大容积钢制无缝气瓶外螺纹磨损表面接触疲劳强度削弱

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长管拖车气瓶瓶口强度数值研究

长管拖车气瓶瓶口强度数值研究

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作者：李伟太原理工大学

学位级别：硕士

长管拖车是一种移动式压力容器，在我国，长管拖车被广泛应用于以压缩天然气为主的工业气体的异地输送。长管拖车是由牵引车头、半挂车架、大容积钢制无缝气瓶组、安全附件以及其他相关零部件组装而成的特种车辆，大容积钢制无缝气瓶通... 详细信息

长管拖车是一种移动式压力容器，在我国，长管拖车被广泛应用于以压缩天然气为主的工业气体的异地输送。长管拖车是由牵引车头、半挂车架、大容积钢制无缝气瓶组、安全附件以及其他相关零部件组装而成的特种车辆，大容积钢制无缝气瓶通过两端瓶口外螺纹以螺纹连接方式固定于拖车框架内。对在役长管拖车开展定期检验的过程中，发现气瓶瓶口外螺纹磨损现象非常普遍，形成了不容忽视的安全隐患。而对于磨损严重的气瓶，往往采用重新机加工瓶口外螺纹的方法进行修复，但是，壁厚的整体减薄会削弱瓶口的强度。因此，研究长管拖车气瓶瓶口外螺纹的磨损原因以及瓶口强度的削弱具有十分重要的工程意义。\n 本文在国家质检总局科技计划项目“长管拖车气瓶瓶口强度削弱分析与评价方法研究”（项目编号:2013QK021）的资助下，对长管拖车在我国的应用现状进行了调研统计，并针对气瓶瓶口螺纹磨损与强度削弱问题进行了数值研究。本文的主要研究工作和结论如下:\n (1)我国长管拖车应用现状的调研统计。调研统计了国内在役长管拖车的基本信息，了解了国内长管拖车使用现状的基本特点，主要体现在:长管拖车年度投入使用量高速增长，并且广泛应用于国内三十个省级行政区;在役长管拖车气瓶呈现出大型化的应用趋势，传统小直径气瓶几乎不再投入市场;气瓶瓶口外螺纹的磨损为在役气瓶的典型缺陷。针对长管拖车气瓶瓶口外螺纹磨损严重的问题，基于统计数据，进行了磨损的初步分析，证实了长管拖车使用地域、外螺纹结构、瓶体布置位置等因素都会影响长管拖车气瓶外螺纹磨损情况。\n (2)长管拖车气瓶外螺纹结构应力分布的数值研究。建立了包含气瓶、法兰与支撑钢板的二维轴对称模型，进行结构的弹塑性分析。数值分析表明:内压载荷与惯性载荷的共同作用下，气瓶外表面第一圈啮合螺纹根部应力强度较大且高于材料屈服强度，这可能造成局部螺纹结构的应变强化并使得材料变脆。在内压的循环与惯性载荷的往复作用下将产生交变的接触应力，其长期作用下可导致螺纹摩擦表面或表面层内形成裂纹并扩展，使材料表层剥落，最终表现为螺纹的磨损。因此，本文认为表面接触疲劳磨损是气瓶外螺纹磨损的重要原因，而啮合螺纹承载应力的高度集中性则决定了螺纹磨损沿着气瓶轴线方向的递进分布特点。\n (3)长管拖车气瓶瓶口强度削弱数值研究。在保守忽略螺牙实体的基础上，建立了气瓶与支撑结构的有限元模型以及重新加工外螺纹后的气瓶有限元模型，对数值模型在内压、惯性力以及自重载荷作用下进行了数值分析，研究表明:瓶口外侧开设销孔与重新加工瓶口外螺纹会削弱气瓶瓶口的强度。以瓶口应力不超过瓶体最大应力为基准，则本文计算所用规格的长管拖车气瓶瓶口外螺纹所允许的重复加工次数不宜超过三次。

关键词：长管拖车大容积钢制无缝气瓶外螺纹表面接触疲劳强度削弱

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高压储氢气瓶用4130X钢氢脆试验研究及裂纹容限评定

高压储氢气瓶用4130X钢氢脆试验研究及裂纹容限评定

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作者：张鑫浙江大学

学位级别：硕士

高压氢气的安全储存与输送是氢能及氢燃料电池汽车发展的基础。作为大容积钢制无缝储氢气瓶的常见用材,4130X钢在高压氢环境下的力学性能会因氢脆问题而严重下降。特别是在频繁加压、泄压的工作环境下,裂纹在高压氢中的扩展速度会急剧... 详细信息

高压氢气的安全储存与输送是氢能及氢燃料电池汽车发展的基础。作为大容积钢制无缝储氢气瓶的常见用材,4130X钢在高压氢环境下的力学性能会因氢脆问题而严重下降。特别是在频繁加压、泄压的工作环境下,裂纹在高压氢中的扩展速度会急剧加快从而降低气瓶的使用寿命。本文针对现阶段我国4130X钢抗氢脆力学性能缺失、储氢气瓶裂纹敏感性增加等问题,开展了以下研究工作:(1)提出高压氢环境原位测试方法中的相似性要求并完善高压氢脆原位测试方法。提出并系统分析了高压氢脆原位测试方法中的环境相似性、氢浓度场相似性、力学相似性等要求。建立了高压氢环境测试过程中横梁位移转换为拉伸试样延伸率的数学模型,采用ABAQUS软件对其进行了数值分析,并对计算结果进行了试验验证,结果表明该模型具有良好的有效性。(2)开展4130X钢在高压氢气环境下的拉伸性能与疲劳裂纹扩展速率测试。利用所建立的高压氢环境材料耐久性试验装置测试了大容积钢制无缝气瓶用4130X钢在92 MPa高压氢气环境下的拉伸力学性能与疲劳裂纹扩展速率,在世界范围内首次获得该材料在高于45 MPa氢气环境中的氢脆数据,研究了压力、旋压工艺等对材料氢脆的影响。结果表明,材料在高压氢气环境中的抗拉强度与屈服强度受到氢气的影响较小,断面收缩率则会明显降低,疲劳裂纹扩展速率增加显著(提高约30～50倍)。(3)建立了高压储氢气瓶基于裂纹容限的疲劳评定方法。基于断裂力学的方法建立了筒体内表面椭圆形裂纹的裂纹容限计算算法,并分析了一定剩余疲劳寿命要求下储氢气瓶的裂纹容限。分析了表面裂纹深长比、气瓶直径和压力、热处理工艺等的影响。建立了基于裂纹容限的疲劳评定方法,探讨了高压储氢装置设计制造过程中的应力控制要求。本文的研究成果可为高压氢气的储存输送装备的设计提供基础的数据支撑,为该类储氢气瓶的设计、管理、维护等提供指导与理论支持。

关键词：高压氢气大容积钢制无缝气瓶 4130X 氢脆裂纹容限疲劳寿命

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