správy

Uhlíkové vláknoTlaková nádoba z kompozitných materiálov s navíjaním je tenkostenná nádoba pozostávajúca z hermeticky utesnenej vložky a vysokopevnostnej vrstvy navinutej z vlákien, ktorá je vytvorená prevažne procesom navíjania a tkania vlákien. V porovnaní s tradičnými kovovými tlakovými nádobami slúži vložka kompozitných tlakových nádob na skladovanie, tesnenie a ochranu proti chemickej korózii a kompozitná vrstva sa používa hlavne na prenášanie vnútorného tlakového zaťaženia. Vďaka vysokej špecifickej pevnosti a dobrej konštrukčnej schopnosti kompozitov sa kompozitné tlakové nádoby nielen výrazne zlepšili v ich nosnosti, ale v porovnaní s tradičnými kovovými tlakovými nádobami sa aj výrazne znížila ich hmotnosť.
Vnútorná vrstva tlakovej nádoby z vlákien je tvorená prevažne vložkovou štruktúrou, ktorej hlavnou funkciou je pôsobiť ako tesniaca bariéra, ktorá zabraňuje úniku vysokotlakových plynov alebo kvapalín uložených vo vnútri a zároveň chráni vonkajšiu vrstvu z vlákien. Táto vrstva nebude korodovaná materiálom uloženým vo vnútri a vonkajšia vrstva je tvorená vrstvou z vlákien vystuženou živicovou matricou, ktorá slúži hlavne na odolanie väčšine tlakových zaťažení v tlakovej nádobe.
1. Štruktúra tlakových nádob z vlákien
Existujú štyri hlavné konštrukčné formy kompozitných tlakových nádob: valcové, guľové, prstencové a obdĺžnikové. Valcová nádoba sa skladá z valcovej časti a dvoch dn. Kovové tlakové nádoby sa vyrábajú do jednoduchých tvarov s rezervou pevnosti v axiálnom smere. Guľové nádoby majú pri vnútornom tlaku rovnaké namáhanie v smere osnovy a útku a sú polovičné ako obvodové namáhanie valcových nádob. Pevnosť kovového materiálu je vo všetkých smeroch rovnaká, takže guľová nádoba vyrobená z kovu je navrhnutá pre rovnakú pevnosť a má minimálnu hmotnosť pri určitom objeme a tlaku. Silový stav guľovej nádoby je najideálnejší a stena nádoby môže byť tiež najtenšia. Vzhľadom na väčšiu náročnosť výroby guľových nádob sa však vo všeobecnosti používajú iba v kozmických lodiach a iných špeciálnych príležitostiach. Kruhové nádoby sa v priemyselnej výrobe používajú veľmi zriedkavo, ale v niektorých špecifických prípadoch alebo pri potrebe tejto konštrukcie, napríklad vesmírne lode, aby sa naplno využil obmedzený priestor, sa táto špeciálna konštrukcia použije. Obdĺžnikové kontajnery sa používajú najmä v obmedzenom priestore, kde sa maximalizuje využitie priestoru a konštrukcií, ako sú napríklad automobilové obdĺžnikové cisternové vozne, železničné cisternové vozne atď. Takéto kontajnery sú vo všeobecnosti nízkotlakové alebo tlakové a požiadavky na kvalitu sú lepšie, čím ľahšie, tým lepšie.
Zložitosť štruktúrykompozitnýSamotná tlaková nádoba, náhla zmena hrúbky hlavy a hlavy, premenlivá hrúbka a uhol hlavy atď. prinášajú veľa ťažkostí pri návrhu, analýze, výpočte a formovaní. Niekedy je potrebné kompozitné tlakové nádoby nielen navíjať pod rôznymi uhlami a premenlivými pomermi rýchlosti v hlave, ale tiež použiť rôzne metódy navíjania podľa rôznych konštrukcií. Zároveň je potrebné zvážiť vplyv praktických faktorov, ako je koeficient trenia. Preto iba správny a rozumný konštrukčný návrh môže správne riadiť proces výroby kompozitných tlakových nádob, aby sa vyrobili ľahké kompozitné tlakové nádoby, ktoré spĺňajú konštrukčné požiadavky.
2. Materiál tlakovej nádoby z vlákien
Ako hlavná nosná časť musí mať vrstva navíjania vlákien vysokú pevnosť, vysoký modul pružnosti, nízku hustotu, tepelnú stabilitu a dobrú zmáčateľnosť živicou, ako aj dobrú spracovateľnosť navíjania a rovnomernú tesnosť zväzku vlákien. Medzi bežne používané výstužné vlákna pre ľahké kompozitné tlakové nádoby patriauhlíkové vlákna, PBO vlákna,aromatické polyamínové vláknaa vlákna UHMWPE.