новини

Вуглецеве волокноКомпозитна посудина під тиском з намотуванням - це тонкостінна посудина, що складається з герметично закритої обшивки та високоміцного шару волокнистої намотки, який в основному утворений процесом намотування та плетіння волокон. Порівняно з традиційними металевими посудинами під тиском, обшивка композитних посудин під тиском служить для зберігання, герметизації та захисту від хімічної корозії, а композитний шар в основному використовується для перенесення внутрішнього навантаження від тиску. Завдяки високій питомій міцності та гарній проектній здатності композитів, композитні посудини під тиском не тільки значно покращили свою вантажопідйомність, але й значно зменшили масу посудини порівняно з традиційними металевими посудинами під тиском.
Внутрішній шар резервуара під тиском з волоконно-обмотаною структурою являє собою, головним чином, вкладишну структуру, основною функцією якої є герметизуючий бар'єр для запобігання витоку газів або рідин під високим тиском, що зберігаються всередині, і водночас захищати зовнішній шар з волоконно-обмотаної структури. Цей шар не піддається корозії під впливом матеріалу, що зберігається всередині, а зовнішній шар являє собою шар з волоконно-обмотаної структури, армований смоляною матрицею, яка в основному використовується для витримування більшості навантажень тиску в резервуарі під тиском.
1. Структура посудин під тиском з волоконно-намотуваного матеріалу
Існує чотири основні структурні форми композитних посудин під тиском: циліндричні, сферичні, кільцеподібні та прямокутні. Циліндрична посудина складається з циліндричної секції та двох днищ. Металеві посудини під тиском виготовляються простих форм з надлишковими запасами міцності в осьовому напрямку. Сферичні посудини мають рівні напруження в напрямках основи та качка під внутрішнім тиском і вдвічі менші за окружне напруження циліндричних посудин. Міцність металевого матеріалу однакова в усіх напрямках, тому сферичний контейнер, виготовлений з металу, розрахований на однакову міцність і має мінімальну масу, коли об'єм і тиск певні. Силовий стан сферичного контейнера є найбільш ідеальним, стінка контейнера також може бути найтоншою. Однак, через більшу складність у виробництві сферичних контейнерів, вони зазвичай використовуються лише в космічних кораблях та інших особливих випадках. Кільцеві контейнери в промисловому виробництві зустрічаються дуже рідко, але в деяких особливих випадках або потребують такої конструкції, наприклад, космічні кораблі, щоб повною мірою використовувати обмежений простір, використовують цю спеціальну структуру. Прямокутний контейнер використовується переважно для обмеженого простору, максимального використання простору та використання конструкцій, таких як прямокутні автомобільні цистерни, залізничні цистерни тощо. Такі контейнери, як правило, є контейнерами низького тиску або контейнерами атмосферного тиску, і вимоги до якості вимагають, щоб вони були легшими.
Складність структурикомпозитнийСама посудина під тиском, раптова зміна товщини головки та головки, змінна товщина та кут головки тощо створюють багато труднощів для проектування, аналізу, розрахунку та формування. Іноді композитні посудини під тиском потрібно не лише намотувати під різними кутами та змінними співвідношеннями швидкостей у головці, але й застосовувати різні методи намотування відповідно до різних конструкцій. Водночас необхідно враховувати вплив практичних факторів, таких як коефіцієнт тертя. Тому лише правильне та обґрунтоване конструктивне рішення може правильно спрямовувати процес намотування композитних посудин під тиском, щоб виготовляти легкі композитні вироби під тиском, які відповідають конструктивним вимогам.
2. Матеріал резервуара під тиском з волоконно-намотуваного матеріалу
Як основна несуча частина, шар обмотки волокон повинен мати високу міцність, високий модуль пружності, низьку щільність, термостабільність та добру змочуваність смолою, а також добру технологічність обмотки та рівномірну щільність пучка волокон. Зазвичай армуючі волокна для легких композитних резервуарів під тиском включаютьвуглецеві волокна, волокна ПБО,ароматичні поліамінові волокна, та волокна UHMWPE.