novice

Ogljikova vlaknaKompozitna tlačna posoda z navijanjem je tankostenska posoda, ki je sestavljena iz hermetično zaprte obloge in visoko trdne plasti, navite iz vlaken, ki je v glavnem oblikovana z navijanjem in tkanjem vlaken. V primerjavi s tradicionalnimi kovinskimi tlačnimi posodami obloga kompozitnih tlačnih posod služi kot shranjevanje, tesnjenje in kemična zaščita pred korozijo, kompozitna plast pa se uporablja predvsem za prenašanje notranje tlačne obremenitve. Zaradi visoke specifične trdnosti in dobre oblikovalnosti kompozitov so kompozitne tlačne posode ne le močno izboljšale svojo nosilnost, temveč so tudi znatno zmanjšale maso posode v primerjavi s tradicionalnimi kovinskimi tlačnimi posodami.
Notranja plast tlačne posode z vlakni je v glavnem obloga, katere glavna funkcija je delovati kot tesnilna pregrada, ki preprečuje uhajanje plinov ali tekočin pod visokim tlakom, shranjenih v notranjosti, in hkrati zaščititi zunanjo plast z vlakni. Ta plast ne bo korodirana zaradi notranje shranjenega materiala, zunanja plast pa je plast z vlakni, ojačana s smolno matrico, ki se uporablja predvsem za prenašanje večine tlačnih obremenitev v tlačni posodi.
1. Struktura tlačnih posod iz vlaken
Obstajajo štiri glavne strukturne oblike kompozitnih tlačnih posod: valjaste, okrogle, obročaste in pravokotne. Valjasta posoda je sestavljena iz valjastega dela in dveh pokrovov. Kovinske tlačne posode so izdelane v preprostih oblikah z rezervo trdnosti v aksialni smeri. Sferične posode imajo pod notranjim tlakom enake napetosti v smeri osnove in votka ter so polovično manjše od obodne napetosti valjastih posod. Trdnost kovinskega materiala je v vseh smereh enaka, zato je sferična posoda iz kovine zasnovana za enako trdnost in ima minimalno maso, ko sta prostornina in tlak določena. Sferična posoda ima najbolj idealno stanje sile, stena posode pa je lahko tudi najtanjša. Zaradi večjih težav pri izdelavi sferičnih posod pa se običajno uporabljajo le v vesoljskih plovilih in drugih posebnih priložnostih. Obročasta posoda je v industrijski proizvodnji zelo redka, vendar se v nekaterih posebnih primerih ali ko je potrebna ta struktura, na primer v vesoljskih plovilih, da bi v celoti izkoristili omejen prostor, uporablja ta posebna struktura. Pravokotni zabojnik se uporablja predvsem pri omejenem prostoru, kjer se maksimizira izraba prostora in uporaba konstrukcij, kot so pravokotne avtomobilske cisterne, železniške cisterne itd. Takšni zabojniki so običajno nizkotlačni ali atmosferski tlačni zabojniki, zahteve glede kakovosti pa so lažje, boljše.
Kompleksnost strukturekompozitSama tlačna posoda, nenadna sprememba debeline glave in glave, spremenljiva debelina in kot glave itd. povzročajo veliko težav pri načrtovanju, analizi, izračunu in oblikovanju. Včasih je treba kompozitne tlačne posode ne le navijati pod različnimi koti in spremenljivimi hitrostnimi razmerji v glavi, temveč je treba uporabiti tudi različne metode navijanja glede na različne strukture. Hkrati je treba upoštevati vpliv praktičnih dejavnikov, kot je koeficient trenja. Zato lahko le pravilna in razumna konstrukcijska zasnova pravilno vodi postopek navijanja kompozitnih tlačnih posod, da se proizvedejo lahki kompozitni tlačni izdelki, ki izpolnjujejo konstrukcijske zahteve.
2. Material tlačne posode iz vlaken
Kot glavni nosilni del mora imeti plast navijanja vlaken visoko trdnost, visok modul, nizko gostoto, toplotno stabilnost in dobro omočljivost smole, pa tudi dobro obdelovalnost navijanja in enakomerno tesnost snopa vlaken. Pogosto uporabljena ojačitvena vlakna za lahke kompozitne tlačne posode vključujejoogljikova vlakna, PBO vlakna,aromatskih poliaminskih vlakenin vlakna UHMWPE.