复合容器的焊接

针对容器内表面全部实施合金625的堆焊覆层技术条件要求,对于合金625的堆焊覆层,从堆焊覆层工作表面以下2 mm处的铁元素含量应不超过5%,接管法兰与筒体和管帽的部件热处理应在堆焊覆层后和不锈钢内件焊接前进行,筒体与管帽的闭合焊缝焊接和热处理存在问题,采用坡口预边堆焊隔离层,部件焊后热处理后冷态焊接闭合焊缝,图纸要求内壁堆焊层厚度和坡口隔离层厚度不小于3 mm,经焊接实验证明其复合容器堆焊覆层最小厚度应为5 mm,用焊接工艺评定验证了该结构的各项性能指标均满足标准和规范要求。

S31603复合板压力容器点蚀行为试验研究

针对S31603复合板压力容器不锈钢层不同点蚀深度的发展进程及穿透至碳钢层后的电偶腐蚀风险,通过预制不同点蚀深度的S31603复合板试片组,分别在实验室和现场S31603复合板压力容器内进行腐蚀试验,并对试片进行宏观分析、低倍观察、高倍观察及腐蚀产物表征分析。结果表明,S31603复合板预制的点蚀坑深度穿透至碳钢层时发生了明显的电偶腐蚀,实验室腐蚀试验和现场试验最高点蚀速率分别达到4.954,1.023 mm/a;用S31603复合板试片预制的点蚀坑深度穿透至碳钢层后碳钢优先发生电偶腐蚀;S31603复合板试片预制的点蚀坑深度处于不锈钢层时腐蚀轻微,也未萌生新的点蚀,相邻点蚀坑之间也未见明显的腐蚀影响。在含Cl-的酸性腐蚀性介质环境下,当S31603复合板压力容器点蚀深度处于不锈钢层时腐蚀轻微,当点蚀深度穿透至碳钢层后,会发生明显的电偶腐蚀,需要缩短S31603复合板压力容器开罐检修周期以保证安全使用。

复合材料压力容器的研究与制备

本文介绍了复合材料压力容器的研究进展,分析了影响压力容器设计的主要参数,根据网格理论,结合缠绕角和铺层顺序的优化,设计制备了国产碳纤维复合材料压力容器。试验结果表明,压力容器设计满足技术要求,国产碳纤维在CFRP压力容器上的应用是可行的。

关于锆-钢复合板制压力容器的风险探讨

锆在大多数有机酸、无机酸、强碱和某些熔融盐中都有优良的耐腐蚀性能,锆复合板制压力容器是近些年广泛应用于过氧化氢、醋酸、硝酸、尿素等化工行业的重要化工设备。因锆材不能与铁基材料熔焊,其材料要求、结构设计、制造检测方面都比较特殊。本文结合笔者实际设计经验,从该类容器关键点的工程应用风险角度,探讨影响其安全性的材料应用、关键结构设计制造检测两方面的风险点及其风险控制。经过详细的阐释对比、应用论证,择选出具有最佳工程应用优势的主焊缝焊接结构及其检漏结构。

纤维缠绕复合材料压力容器的多尺度分析与性能预测

纤维缠绕复合材料压力容器由纤维、基体和界面组成,其宏观性能会随着组成材料微观性能的变化而变化,为了更加科学准确地对复合材料压力容器性能进行预测,有必要建立多尺度性能预测与分析方法,将ANSYS微观分析与ABAQUS宏观分析相结合,以此指导设计,提高其性能。此外,通过微观脱黏试验、树脂和碳纤维的拉伸试验获得复合材料微观力学参数,通过材料体系XSYT55G成形的缠绕层压板样品进行拉伸和剪切强度试验获得复合材料的宏观力学参数。采用提取的代表体积元素(RVE)进行微观失效分析,并引入渐进均匀化理论,实现微观到宏观的分析过度,同时将该分析方法应用到纤维缠绕复合材料的压力容器算例分析中。分析结果表明:RVE模型进行拉伸失效分析,Weibull模量(m)值越小,失效单元数越多,模型承载力越低;对不同纤维强度Weibull分布进行分析,m值越大,宏观模型模量峰值越晚出现,变化越剧烈;纤维强度离散性m值对爆破压力和失效过程有重要影响,随着m值增大,压力容器失效越晚,载荷变化越剧烈,爆破压力也随之增大。

双相不锈钢复合板压力容器锻件接管开裂失效分析

中国西部某气田天然气装置复合板压力容器的2205锻件接管发生开裂。通过化学成分分析、金相检验、断口分析以及晶间腐蚀试验等手段,对锻件接管开裂的原因进行了分析,结果表明:锻件接管的组织中存在金属间相和夹杂物,而且金属间相和夹杂物存在微裂纹,导致接管韧性和耐腐蚀性能下降,在腐蚀性介质环境中发生了腐蚀开裂。

聚苯胺/活性碳复合型超电容器的电化学特性(英文)

电化学电容器作为一种新型储能器件具有广泛的应用.采用(NH4)2S2O8化学氧化聚合苯胺法制备了聚苯胺电极材料,采用化学物理二次催化活化法制备了高比表面积活性碳材料.并用循环伏安、恒流充放电以及交流阻抗等方法对上述电极材料的电化学特性进行了研究.实验结果表明,所制备的聚苯胺电极材料具有高于420F·g-1的法拉第赝电容和良好的电化学特性,所制备的活性碳电极材料则具有160F·g-1的双电层电容量.分别采用聚苯胺作为正极,活性碳作为负极,38%硫酸作为电解液制备了复合型电化学电容器.复合型电容器工作电压达到1.4V,电容器单体比电容达到57F·g-1,最大比能量和最大真实比功率分别达到15.5W·h·kg-1和2.4W·g-1,峰值比功率达到20.4W·g-1,电容器循环工作寿命超过500次.与活性碳双电层电容器相比,复合型电容器还具有较低的自放电率.

FRP复合材料容器水压爆破声发射特性分析

通过FRP复合材料容器水压爆破过程的力学性能试验研究,结合声发射技术,研究FRP复合材料容器在受压损伤及爆破过程中的声发射信号变化规律。运用参数分析法,分析了FRP复合材料容器损伤过程的声发射特性,应用费利西蒂比评价其损伤程度。研究结果,为在用FRP复合材料容器的完整性评价提供试验依据。

石墨烯基复合超级电容器材料研究进展

石墨烯基复合材料因其优异的性能广泛应用于各个领域,尤其在超级电容器的研究中。本文对石墨烯基复合超级电容器材料的结构进行了分类,并分别从石墨烯-碳基复合材料、石墨烯-导电高分子复合材料、石墨烯-过渡金属化合物复合材料的角度,总结了不同石墨烯基复合超级电容器材料的研究进展,重点强调了优化电极结构和提高电极性能之间的关系。同时,概述了石墨烯基复合材料在锂离子电池、太阳能电池、催化等其他方面的应用。获得高能量密度、功率密度以及长循环寿命的超级电容器是其作为电极材料的发展趋势。

复合材料容器最佳预压力的研究

具有金属内衬的纤维缠绕复合材料压力容器的承载能力在很大程度上取决于金属内衬的弹性变形范围。根据三维弹塑性理论,并结合强度条件,提出了自增强处理提高金属内衬弹性变形范围的方法,并研究了最佳预压力的求解方法及承载能力的提高情况。结果表明,通过对容器施加预压力,使内衬达到最佳塑性状态,可提高容器的极限承载能力。

膜纸复合储能电容器的直流局部放电信号分析方法

检测系统提取直流局部放电(DCPD)信号后,须进一步处理,从而准确判断缺陷状况。描述直流局部放电信号的基本参数是放电量q及放电发生时刻t,通过对膜纸复合储能电容器进行直流局部放电检测,比较了含有不同人工缺陷的电容器的基于Δt方法的二维统计分布图及指纹谱图;研究了不同寿命阶段储能电容器的q-n曲线。试验结果表明,基于Δt方法的特征谱图能用于区分电容器缺陷类型;不同电容器在老化阶段的q-n曲线变化规律并不一致,说明该曲线难以表征电容器的老化进程。最后,提出采用Δt方法来表征电容器绝缘的老化进程。

提高碳纤维复合材料容器纤维强度发挥率的方法

针对薄壁金属内衬碳纤维复合材料容器,采用网格理论设计和纤维发挥强度经验取值方法易导致容器实际爆破压力远远高于设计压力,纤维强度实际发挥率高于设计值的结果。本文主要分析其原因并提出解决途径和设计中的一些方法:一是可按纤维的实际复丝拉伸强度来进行复合材料工艺设计;二是可考虑计算内衬和树脂基体对容器结构强度的贡献量;三是可对纤维强度性能离散性高的材料进行分类管理;四是可通过开展等强度包络圈设计方法和封头部位的补强技术研究来改进。应用本文中的方法可以充分发挥复合材料容器纤维强度,降低成本,提高结构效率。

国内外空间复合材料压力容器研究进展及发展趋势分析(一)

综述了国外空间系统复合材料压力容器技术的研究进展,总结了国内复合材料压力容器研究的成果,并结合国外发展情况对我国空间COPV的发展趋势进行了分析。

纤维缠绕复合材料压力容器渐进损伤分析

利用大型有限元软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)建立了纤维缠绕复合材料压力容器的有限元模型,该模型真实地反应了复合材料压力容器封头处纤维缠绕层的厚度以及纤维缠绕角度沿子午线不断变化的情况,即充分体现该压力容器结构的真实性。针对建立的有限元模型,对复合材料压力容器在一定内压下的应变进行了分析,将分析的结果与试验结果比较,验证该模型的准确性。在此基础上进行了复合材料压力容器的渐进损伤分析,获得了复合材料压力容器在外载荷逐渐增加的情况下,复合材料缠绕层逐层失效破坏的详细信息,为复合材料压力容器的设计提供一定的依据。

复合材料压力容器无损检测研究现状

随着复合材料压力容器的研究及其在航空航天等领域的广泛应用,检测复合材料压力容器内部缺陷、损伤的无损检测技术也得到迅速的发展.总结了用于复合材料压力容器无损检测的超声波技术、声发射技术、声-超声技术、涡流检测技术、计算机断层扫描技术、红外热波、数字散斑等主要无损检测方法,对上述方法的原理、特点、适用范围及其在复合材料压力容器无损检测中的检测特征作了简要评述;并对复合材料压力容器无损检测研究进行了展望.

纤维缠绕复合材料压力容器健康监测研究进展

阐述了纤维缠绕复合材料压力容器健康监测传感器的特点和原理,对纤维缠绕复合材料结构健康监测工作中的固化过程监测、服役环境监测、内压和结构应变监测、损伤监测、爆破压力监测、泄漏监测进行了介绍和比较。最后,对纤维缠绕复合材料结构健康监测工作进行了展望,并提出了几点建议。

国内外空间复合材料压力容器研究进展及发展趋势分析(二)

综述了国外空间系统复合材料压力容器技术的研究进展,总结了国内复合材料压力容器研究的成果,并结合国外发展情况对我国空间COPV的发展趋势进行了分析。

复合材料压力容器基体开裂损伤的研究

复合材料压力容器损伤破坏的主要形式之一是基体开裂,本文利用损伤力学方法中的细观力学对复合材料压力容器进行分析,采用等效夹杂法分析基体中任一点的应力情况,当应力达到临界值时基体开始产生裂纹,描述了基体开裂损伤的演化过程,建立裂纹密度和压力容器弹性模量之间的关系式,表现基体裂纹对压力容器刚度的影响。用压力容器的弹性模量定义损伤变量,进而建立了弹性模量和载荷循环次数之间的关系式。

氢氧化镍掺杂活性炭复合电化学电容器的研究

在活性炭中掺入一定量的Ni(OH)2作为电化学电容器的正极活性物质,通过恒流充放电测试考察了掺入Ni(OH)2的活性炭正极与纯活性炭负极组成的复合型电容器,在不同充放电条件下的电化学电容特性。实验发现,该复合电容器的稳定工作电压可提高至1.3V,并具有较高的比电容量,可以有效地提高了电化学电容器的能量密度。与纯活性炭型电容器相比,其能量密度可以增加70%～85%,同时,这种复合型的电化学电容器具有较长的循环寿命和较低的自放电率。

Ni(OH)_2/活性炭复合材料在超级电容器中的应用

用化学沉淀法在活性炭(AC)表面和微孔内掺杂不同量的氢氧化镍,制备了氢氧化镍-活性炭[Ni(OH)2-AC]复合材料.用X射线衍射(XRD)和氮气吸附等温线等对活性炭和复合材料进行表征,结果表明,所制材料为β-Ni(OH)2-AC复合材料.对不同掺杂量的β-Ni(OH)2-AC复合材料的电化学性能进行了研究,循环伏安、恒流充放电实验表明,少量氢氧化镍掺入活性炭表面和微孔中,所得材料的比电容较活性炭有所提高,并具有良好的充放电性能;当氢氧化镍的掺入量为6%(ω)时,所制备的超级电容器单电极表现出优良的电化学性能.以活性炭电极作负极,复合材料作正极制成复合型超级电容器,循环性能测试发现,掺入6%(ω)氢氧化镍的复合材料制成的Ni(OH)2-AC/AC复合型超级电容器比电容高达330.7F/g,比活性炭(AC/AC)超级电容器比电容(245.6F/g)提高了34.6%,且Ni(OH)2-AC/AC复合型超级电容器具有更好的循环充放电性能.