CNG2气瓶爆破机理分析与自紧压力优化设计

针对CNG2气瓶频繁出现安全事故,以及相关国家标准尚未给出设计公式、计算方法和如何确定自紧压力的现状,分析讨论了CNG2气瓶的失效模式及机理,并考虑内胆材料的非线性和几何大变形,建立了三维非线性有限元分析模型,对内胆和复合层应力分布进行机理分析,提出以尽可能降低内胆在工作压力下的Von-Mises应力幅值为判据可以确定CNG2气瓶的最佳自紧压力。     

环向缠绕气瓶金属内胆表面裂纹的应力强度因子计算

本文利用弹塑性理论对环向缠绕气瓶自紧及服役工况进行应力分析,推导得出不同工况下,气瓶的复合材料和内胆的应力、应变计算公式,并展开讨论。以金属内胆应力计算公式为基础,借鉴平板椭圆形表面裂纹应力强度因子公式,给出了金属内胆表面椭圆形裂纹应力强度因子的计算方法。通过算例表明,内胆裂纹的应力强度因子除与裂纹几何参量、气瓶内压相关,还与气瓶制造时自紧工艺相关,同一气瓶设计,最小、最大自紧引起的应力强度因子相差36%。     

复合材料气瓶的自紧设计研究

随着能源结构的变化和环境污染日益加剧,汽车工业研究的重点开始转向清洁能源领域,采用天然气为燃料的汽车越来越受到大家的欢迎,而作为天然气的盛装载体一气瓶的发展必将会迎来新的挑战。自紧压力设计是复合材料气瓶成型工艺的一个重要手段,也是气瓶应力分析中的一个关键环节,本文借助ABAQUS有限元分析软件,对车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶进行了力学分析,建立了有限元分析模型。     

车用CNG2气瓶金属内胆低周疲劳行为分析

在对CNG2气瓶进行有限元分析的基础上,对应变集中区域的应力进行了分析。运用Manson-Coffin公式,结合气瓶内胆的应变疲劳性能计算得到疲劳寿命,计算结果与气瓶疲劳试验寿命相符。制造过程中使用预紧工艺或过载方式产生塑性变形和残余压应力,可以提高应力强度范围门槛值,使裂纹启裂减慢,从而延长了气瓶的疲劳寿命。     

基于极限载荷法的火灾环境下长管拖车气瓶安全性评估

使用计算流体力学软件FLUENT对轮胎火灾环境下长管拖车气瓶的热响应过程进行数值模拟,得到气体温度、压力以及气瓶温度随时间的变化规律,并基于极限载荷法对火灾环境下气瓶的强度进行有限元分析,计算其爆破压力,预测气瓶爆破时间,对气瓶安全性进行评估。结果表明:轮胎火灾环境下气瓶强度迅速下降,气瓶在安全泄放装置动作前爆破,存在一定的安全隐患。     

中国特检院气瓶型式试验能力显著提升

正2014年4月,中国特检院气瓶型式试验研究中心建成,随后取得了国家质检总局核准的气瓶型式试验资质,并通过了中国合格评定国家认可委员会CNAS认证和中国认证认可监督管理委员会MA认证,2015年又取得了蓄能器型式试验资质。目前,此中心已配备包括140MPa疲劳试验机、250MPa爆破试验机、10吨位振动试验系统、气瓶温湿箱、极限温度压力循环试验系统、热循环试验系统、盐雾试验箱、200t压扁试验机等在内的各类气瓶专用试验设备60余台套。已先后为全国50余家气瓶企业提供了     

基于ANSYS对车用全复合材料CNG气瓶的安全研究

基于车用全复合材料CNG气瓶近年发生爆炸事故和定期检验中合格率偏低,主要问题在于气瓶内胆存在裂纹、开裂等缺陷。应用ANSYS有限元软件对现役全复合材料气瓶进行模拟,采用自上而下的建模方法,对全复合材料CNG气瓶进行建模,计算、分析全复合材料CNG气瓶在工作压力、试验压力、爆破压力下的应力、应变分布。模拟计算结论为现役全复合材料CNG气瓶出现的裂纹、开裂等缺陷与内胆材料强度不足和气瓶结构设计密切相关。全复合材料CNG气瓶的设计制造阶段要充分考虑内胆材料强度,合理选材,进一步完善气瓶瓶身与瓶阀过渡区域的结构设计,提出改进检验工艺方案。     

气瓶内附油脂充氧过程爆炸实际油脂量计算

通过热力学计算,充氧12 MPa时,导致氧气瓶爆炸需要的最小油脂量为66.4~79.6 g。同一气瓶在不同的充装压力下发生爆炸,所需要的最小油脂放热量不同,即所需要的油脂量不同。同一气瓶充装压力越高,瓶内的气体压缩能越高,导致气瓶爆炸所需要的最小油脂量就越少。实际求解碎片运动的动力学方程,得到碎片的初动能Ek,并推断气瓶实际爆炸能量。     

车用CNG2气瓶低周疲劳的微观损伤机理研究

车用CNG2气瓶在反复充放气过程中易造成气瓶疲劳断裂失效,而目前关于金属内胆的微观损伤机理尚不清晰。在对某型号CNG2气瓶开展20000次循环加压疲劳试验基础上,运用场扫描电镜(SEM)观察了内胆不同部位的微观组织结构,探讨了其疲劳微观损伤机理。研究结果表明:金属内胆由于发生循环软化,在基体中形成了大量的局部循环塑性变形区,且随塑性应变累积而沿晶界或相界扩展;同时,位错运动诱导下的碳化物偏聚促进了晶界粗化,削弱了晶界的连接强度,最终局部循环塑性变形区彼此连接并逐步与基体脱离,从而萌生裂纹。最后基于微观损伤机理提出,金属内胆的材料冶金、成型及热处理后形成的碳化物颗粒细化及均匀分布程度,对于提高金属内胆的疲劳寿命具有重要意义。     

自升压法在车用焊接绝热气瓶定期检验中的应用

对焊接绝热气瓶特点进行了分析,指出了车用焊接绝热气瓶在定期检验中存在的问题,进而提出了利用24小时自升压值来表征焊接绝热气瓶绝热性能的方法。车用气瓶空间狭小且不易拆装,这严重限制了静态蒸发率测试的正常进行,而利用24小时自升压法则可有效避免拆装,降低工作强度。     

高校实验室气瓶管理问题分析

压力气瓶作为实验室常见的高危特种设备,由它引起的安全事故危害不容忽视。本文通过对国内高校实验室气瓶管理现状的梳理,分析当前高校在气瓶管理方面普遍存在的问题的原因,从安全意识、安全培训、气瓶归口管理及气瓶日常使用管理方面给出防范气瓶安全隐患的管理措施,以期为不能做到集中供气的高校提供气瓶日常管理参考意见。     

低温绝热气瓶液位高度对漏热量影响的研究

低温绝热气瓶中充装的液体因为汽化潜热很小而非常容易汽化,当外界热量进入气瓶内部时,会使气瓶内的液体开始汽化。特别是对没有供气的低温绝热气瓶,在密闭储运的情况下,低温绝热气瓶内的低温液体会汽化膨胀使气瓶内压力升高,甚至发生爆炸。针对低温绝热气瓶的传热机理,综合运用传热学、数值分析和有限元等理论,一是运用ANSYS有限元分析软件对低温绝热气瓶的传热模型进行分析,二是对比气瓶满液时漏热量的理论计算值与数值模拟值确定模型的合理性,最后考虑到气瓶体积、材料的影响,研究液位高度与低温绝热气瓶漏热量之间的关系。研究结果表明:随着液位高度的增加,低温绝热气瓶的漏热量逐渐增大;低温绝热气瓶的容积、材料也会影响液位高度对漏热量的敏感性。     

溶解乙炔气瓶有何特点?

不少同志询问溶解乙炔气瓶与其他气瓶比较有什么不同特点。这个问题提得好,弄清了这个问题对推广溶解乙炔气瓶的应用是很有意义的。现就笔者所知,介绍给大家。 我们知道,气瓶是使用得最普遍的一种移动式容器。按它所盛装的气体分,有压缩气体气瓶、液化气体气瓶和溶解气体气瓶三种。压缩气体气瓶主要充装临界温度tc<-10℃、在一般环境温度下为气态的气体,都以较高的压力充装,目的是为了增加气瓶的单位体积容量。液化气体气瓶主要充装临界温度tc≥- 10℃的气体。溶解气体气瓶则主要充装易燃、易爆、化学性质不稳定的气体,乙炔正是这样的气体。…     

气瓶火烧试验的热及力学响应数值模拟研究

火烧试验中,气瓶内流体介质的温度和压力及气瓶壁的温度不断升高,导致气瓶破裂。基于分区求解、边界耦合数值解法和流固耦合传热理论,采用计算流体力学软件Fluent,建立燃烧火焰模型和气瓶传热(包括气瓶壁及其内部介质)耦合模型并进行计算,得到燃烧火焰的温度场、热流密度分布与气瓶的温度场及其内部介质的温度场、流场和压力场。通过节点插值方法,实现Fluent热边界无缝转化到有限元软件Ansys中继而进行热-结构分析。利用Fluent和Ansys联合仿真模拟预测气瓶爆破时间,对于气瓶的灭火救援具有一定的指导意义。     

氧气瓶内附油脂充氧过程爆炸分析与计算

分析总结了氧气钢瓶物理爆炸和化学爆炸的原因。针对2009年某市发生的一起氧气瓶内含油脂爆炸事故,系统分析了国内曾经发生的几次因油脂导致气瓶爆炸事故。油脂进入到氧气瓶内大都是由于误操作。油脂与高压纯氧接触会发生剧烈的自燃氧化放热,使瓶内的氧气迅速升温升压,超出气瓶承压极限导致爆炸破裂。分析比较发现由油脂导致的气瓶爆炸,其破坏程度不如混入可燃气体导致的气瓶爆炸剧烈,一般不是粉碎性爆炸。在正常的充氧过程中,氧气瓶温度会升高,采用变质量热力学中的方法,计算说明气瓶在充装过程中氧气温度的具体变化。充氧温度计算为充氧工作人员提供参考,如发现异常情况,可以及时地控制和预防。由现场压力表可知氧气瓶在充装至12MPa时发生爆炸,而氧气瓶最小爆炸压力为37.6MPa,油脂燃烧放热,计算可知致使钢瓶爆炸破裂所需要的最小油脂量,为66.4-79.6g。不同的充装压力下发生爆炸,所需要的最小油脂量不同,充装压力越高,爆炸所需要的最小油脂量越少。     

气瓶疲劳试验设备自动化技术研究

介绍了研制的气瓶疲劳试睑设备原理及构成，并对设备的设计及自动控制方面进行了比较详细探讨。     

天然气车用气瓶安装监督检验的体会

1前言 作为天然气汽车的燃料储存容器,天然气车用气瓶具有体积小、压力大、充装介质易燃易爆危险品的特性。新颁布的《车用气瓶安全技术监察规程》提出了对车用气瓶的安装过程实行监督检验的要求。规程要求安装单位应当取得车用气瓶安装许可证后．     

气瓶爆炸事故常见原因

气瓶发生爆炸事故的原因,常见的有如下几类: （1）盛装液化气体钢瓶,在温度升高时,所装液态气体的体积膨胀,把原来的气相空间充满,使气瓶压力急剧增高,当压力超越气瓶极限强度时,致使气瓶爆炸。（2）气瓶安全装置失灵,如压缩气体气瓶安全防爆膜太厚,以致气瓶超压后,防爆膜不起作用;或者液化     

氮气钢瓶失效分析

通过宏观检查结合体式显微镜SM、直读光谱仪OES、金相显微镜OM、扫描电子显微镜SEM等检测分析仪器,对爆炸氮气钢瓶进行分析。结果表明:气瓶爆炸是由于气瓶内壁存在陈旧裂纹,裂纹深度不断扩大,造成内壁不足以承受充气压力的结果。最后对如何预防此类事故提出了建议措施。     

夏季气瓶使用储运要点

气瓶是一种受压容器,盛装的压缩气体和液化气体具有易燃、有毒、助燃性质,极易引发火灾、爆炸和中毒事故。为此,必须加强对气瓶储运的防火管理。1.明确气瓶设计压力,按规定充装气瓶。2.使用高压气瓶时,人应站在气口的侧面,微微开启瓶阀以检验气瓶嘴是否通畅,然后经减压阀减压,才可正式放气使用。3.所有气瓶不能靠近明火,距离10m以上为