低溫容器
關(guān)注創(chuàng)建者：侯沖Houc 創(chuàng)建時間：2019-08-30
低溫容器的實例教程
Scorpius Space Launch Company (SSLC) 公司宣布向市場上推出了一款結(jié)合其防晃動擋板技術(shù)創(chuàng)新，適用于低溫工況的全復(fù)合材料高壓儲罐。
SSLC 公司在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的V型壓力容器領(lǐng)域擁有10年以上的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗和領(lǐng)先優(yōu)勢，向超過25家航空航天用戶交付了100多個品牌為 PRESSURMAXX 的高壓容器。SSLC公司現(xiàn)在向市場推出一款新型火箭推進劑燃料儲罐，在儲罐內(nèi)壁上設(shè)有碳纖維材質(zhì)的液體晃動擋板，以擴大公司輕型產(chǎn)品系列的應(yīng)用范圍。今年夏天起開始向小型火箭市場交付該類產(chǎn)品，使火箭推進劑燃料儲罐可設(shè)計為主要承重構(gòu)件。
PRESSURMAXX 產(chǎn)品系列包含可承受高達數(shù)千psi壓力的高壓容器。設(shè)計兼容所有航空航天領(lǐng)域所用到的普通液體與氣體種類，工作溫度范圍自-160℃~77℃ 。
2010年SSLC公司參與了一項航天器項目的液體晃動阻尼系統(tǒng)的研發(fā)和測試，系統(tǒng)采用了靈活防晃動擋板設(shè)計用來穩(wěn)定航天器的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該設(shè)計現(xiàn)已成功實現(xiàn)在火箭推進劑燃料儲罐上的商業(yè)化應(yīng)用。
燃料儲罐采用SSLC公司專有的Sappire77低溫樹脂系統(tǒng)和碳纖維材料制成。不含金屬、無緊固件、無需焊接或其他密封劑。產(chǎn)品具有質(zhì)輕、堅固、高性能和低成本等多種優(yōu)勢。
SSLC公司的首席執(zhí)行官Markus Rufer表示：“這款具備多種優(yōu)異性能的產(chǎn)品，非常引人矚目，可完美應(yīng)用于快速發(fā)展中的小型衛(wèi)星發(fā)射市場的運載火箭上”
環(huán)氧樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=good%2Findex&cd=10&cd2=1002&page=4
展開 4、 低溫容器表面不得采用鋼印標記。
在這樣的低溫下，普通的鋼鐵會變得像玻璃一樣脆。（詳見鋼鐵的低溫韌性）
南極大陸建有較為完善的科考體系，或許更有參考價值。以建筑物為例，我們看下某科考站的建造要求。
考慮到影片中極端氣溫肯定是低于-80℃的，南極站用鋼清單中主體結(jié)構(gòu)用的09MnNiDR可以支持-70℃的使用，但是低溫用鋼差個二十度性能天差地別，所以用在影片中估計頂不住。
達叔在上海中心的最后一刻
所以基礎(chǔ)鋼板或許要換成更高等級的低溫用鋼，09MnNiDR這個牌號來源于我國國標GB 3531-2014，是一份強制標準，用于制造低溫壓力容器。
在這份標準中我們找到了兩個更高等級的牌號：08Ni3DR（-100℃，60J沖擊功），06Ni9DR（-196℃，100J沖擊功）。
這個系列的牌號不但耐低溫，還有非常不錯的強度，非常適合影片中的環(huán)境。雖然唯一的缺點就是貴，但以流浪地球的設(shè)定來說，人類既然用所有資源點亮了重工業(yè)科技樹，那大批量生產(chǎn)個低溫容器鋼也不是什么問題。
柴哥處于好奇，又搜了下還有哪些低溫用鋼。
好吧，有些出乎預(yù)料，幾百個搜索結(jié)果。其中船用液化天然氣用鋼（LNG）甚至可以支持-254℃的使用。所以么，以人類現(xiàn)有科技在影片的地表造個補給站啥的妥妥地沒問題。
至于大型裝載車，噸位或許不是問題（畢竟徐州重工的DE400載重量已經(jīng)到400噸，點亮科技樹的前提下再加把勁或許就成了呢），不過再加上影片設(shè)定的最高300km/h時速...這是要用核能驅(qū)動么....
展開 不銹鋼以其抗腐蝕性而聞名，并被用于許多不同的領(lǐng)域，例如食品，化工，電力，低溫容器，核能和許多其他工業(yè)部門。 Keyhole TIG（K-TIG）深熔氬弧技術(shù)將傳統(tǒng)氬弧焊的高品質(zhì)和清潔度與等離子焊接工藝的穿透深度相結(jié)合。 這項專利技術(shù)是對鎢極氬弧工藝進行廣泛而科學(xué)研究，以及電弧特性，焊池穩(wěn)定性，散熱和工藝效率方面的創(chuàng)新成果。
K TIG深熔氬弧焊擁有8倍于GTAW的穿透率，使其能夠在單道次厚度為16 mm的材料中執(zhí)行X射線質(zhì)量焊接，而無需邊緣倒角。 由此產(chǎn)生的焊接速度高達傳統(tǒng)TIG / GTAW的10倍。 耗氣量減少90％以上，焊絲消耗量減少超過90％。K TIG深熔氬弧焊工藝的物理特性在焊接電弧中產(chǎn)生高能量密度，從而打開“鎖眼”并完全穿透被焊接材料并高速焊接。 與鑰匙孔幾何形狀相關(guān)的表面能量的最小化和電弧氣體的相對不受限制的出口的組合產(chǎn)生了非常穩(wěn)定和良性的熔池。通過該過程產(chǎn)生的表面張力防止熔池內(nèi)的熔融金屬從根面掉落進而達到動態(tài)平衡。
K TIG深熔氬弧焊焊炬設(shè)計用于將高電流電弧轉(zhuǎn)換為等離子體射流，完全穿透材料并在材料底部形成高表面張力熔池。 通過控制表面張力，K TIG深熔氬弧焊可以在焊接時保持并穩(wěn)定熔融材料的重量。 這個過程的穿透能力因材料而異，例如它可以在厚度為13毫米的奧氏體不銹鋼上實現(xiàn)全焊透的單道焊接，也可以在16鈦合金上實現(xiàn)全焊透的單道焊接。 這種令人印象深刻的熔深能力的一個關(guān)鍵優(yōu)勢是，不需要邊緣倒角或組對縫隙，所需要的只是一個簡單的方形對接。
不銹鋼焊接應(yīng)用
不銹鋼K TIG深熔氬弧焊接的材料范圍在3毫米和13毫米之間。在此厚度范圍內(nèi)，1G和2G位置均可實現(xiàn)完全穿透式對接焊接，單道次焊接，以及不銹鋼縱縫和環(huán)縫焊接，不銹鋼壓力容器和罐體非常適合應(yīng)用這一工藝。
展開 其中條文如下：
4.3.2.1 封頭除符合GB/T25198外,附加要求如下:
a)厚度不大于6 mm 的封頭、不銹鋼封頭、低溫壓力容器用封頭、按簡單疲勞設(shè)計壓力容器用封頭以及復(fù)合板封頭的覆層不應(yīng)采用硬印標記。
b)對冷成形鉻鎳奧氏體型不銹鋼封頭,應(yīng)采用鐵素體儀、參照 GB/T 1954 在相互垂直的兩條母線上進行檢測。其中,橢圓形封頭、碟形封頭檢測點至少應(yīng)包括頂點、小半徑轉(zhuǎn)角部位4個點直邊靠近端口部位4個點,錐形封頭檢測點至少應(yīng)包括大、小端靠近端口部位各4個點和中部4個點,對半球形封頭檢測點至少包括頂點、靠近端口部位4個點、頂點與端口中間部位4個點、測得的鐵素體顯示含量應(yīng)符合8.3.1.4、8.3.1.5的要求，且壓力容器制造單位應(yīng)對成形封頭逐只進行復(fù)驗。對先拼板后成形的封頭，檢測部位應(yīng)包括焊縫。
FERRITE-CHECK 140鐵素體儀是一款便攜小巧的儀器，可隨身攜帶至現(xiàn)場對母材及焊縫進行檢測鐵素體含量。
FERRITE-CHECK 240鐵素體儀是一款分體式設(shè)計的儀器，功能豐富，是測鐵素體含量的首選儀器。
技術(shù)支持及服務(wù)：青島浩正科儀智能技術(shù)有限公司
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低溫容器的最新內(nèi)容
其中條文如下：
4.3.2.1 封頭除符合GB/T25198外,附加要求如下:
a)厚度不大于6 mm 的封頭、不銹鋼封頭、低溫壓力容器用封頭、按簡單疲勞設(shè)計壓力容器用封頭以及復(fù)合板封頭的覆層不應(yīng)采用硬印標記。
b)對冷成形鉻鎳奧氏體型不銹鋼封頭,應(yīng)采用鐵素體儀、參照 GB/T 1954 在相互垂直的兩條母線上進行檢測。
槽車運輸技術(shù)相對成熟，但應(yīng)用范圍較窄，僅用在小型驅(qū)油實驗及食品加工領(lǐng)域，主要有干冰、低溫絕熱容器和非絕熱高壓瓶3種裝載運輸方式。公路槽車的運輸容量約為2~30噸，運輸壓力為1.7-2.08兆帕，溫度為-30攝氏度-18攝氏度；鐵路槽車可以實現(xiàn)CO2的長距離大規(guī)模運輸，一節(jié)槽車的CO2容量約為50-60噸.運輸壓力約為2.6兆帕問。
CCUS需要通過壓縮將CO2，或以高壓氣體的形式(80至200bar)在管道中輸送，或以液體形式(15bar，-28℃)封存于帶保溫的低溫壓力容器中。利用壓縮熱再生化學(xué)吸附劑大大降低了總能耗。例如，MAN Energy Solutions與Aker Carbon Capture合作，將壓縮熱整合到胺吸收過程中；與Air Liquide合作，將壓縮與混合膜-低溫蒸餾單元進行整合。
其中高壓氣態(tài)存儲技術(shù)較成熟，有著充放氫速度快、成本低的優(yōu)勢，是目前車用儲氫的主要方法，但也存在體積儲氫密度低的問題，未來高壓氣態(tài)儲氫還需向輕量化、高壓化、低成本、質(zhì)量穩(wěn)定的方向發(fā)展；低溫液態(tài)儲氫低溫液態(tài)儲氫是先將氫氣液化，然后儲存在低溫絕熱真空容器中，該方式的優(yōu)點是氫的體積能量高，但液氫的沸點極低，與環(huán)境溫差極大，對儲氫容器的絕熱要求很高，目前僅應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。
Ansys復(fù)合材料解決方案可用于設(shè)計低溫容器，同時高度模仿其制造流程。Ansys Mechanical中的復(fù)合材料失效工具，可幫助設(shè)計人員使用高級復(fù)合材料失效準則（例如Tsai-Wu、Puck和LaRC）深入評估潛在的失效模式與失效位置。此工具可進一步用于了解脆化以及裂紋形成與擴展的影響。
典型的產(chǎn)氫系統(tǒng)或氫基燃料電池裝置包含許多組件。
針對液氫儲罐絕熱設(shè)計、真空設(shè)計、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計和輕量化設(shè)計等核心技術(shù)難題，采用了低漏熱支撐與出管結(jié)構(gòu)、小間距高真空多層絕熱結(jié)構(gòu)和夾層管氣封液結(jié)構(gòu)設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，通過低溫臥式容器傳熱性能優(yōu)化，最終的液氫儲罐結(jié)構(gòu)如圖17所示。
圖17 液氫儲罐結(jié)構(gòu)圖
為保證液氫儲罐使用安全，系統(tǒng)在構(gòu)型、工藝、材料和使用等方面提出了一系列安全方案。
這兩個研發(fā)中心的主要任務(wù)是開發(fā)低成本、低重量、高性能、高可靠性的低溫液氫儲存容器。這種容器將作為燃料箱運用在空客公司下一代以氫氣為動力能源的“ZEROe”新能源飛機上。
按照空客公司2020年公布的路線圖，“ZEROe”新能源飛機將在2035年交付使用。對于新能源飛機來說，低溫液氫儲存容器的研發(fā)至關(guān)重要。
在交變、沖擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯(lián)接，常優(yōu)先采用對接接頭的焊接。
搭接接頭的焊前準備工作簡單，裝配方便，焊接變形和殘余應(yīng)力較小，因而在工地安裝接頭和不重要的結(jié)構(gòu)上時常采用。一般來說，搭接接頭不適于在交變載荷、腐蝕介質(zhì)、高溫或低溫等條件下工作。
采用丁字接頭和角接頭通常是由于結(jié)構(gòu)上的需要。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點與搭接接頭的角焊縫相似。
雖然唯一的缺點就是貴，但以流浪地球的設(shè)定來說，人類既然用所有資源點亮了重工業(yè)科技樹，那大批量生產(chǎn)個低溫容器鋼也不是什么問題。
柴哥處于好奇，又搜了下還有哪些低溫用鋼。
好吧，有些出乎預(yù)料，幾百個搜索結(jié)果。其中船用液化天然氣用鋼（LNG）甚至可以支持-254℃的使用。所以么，以人類現(xiàn)有科技在影片的地表造個補給站啥的妥妥地沒問題。
Scorpius Space Launch Company (SSLC) 公司宣布向市場上推出了一款結(jié)合其防晃動擋板技術(shù)創(chuàng)新，適用于低溫工況的全復(fù)合材料高壓儲罐。
SSLC 公司在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的V型壓力容器領(lǐng)域擁有10年以上的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗和領(lǐng)先優(yōu)勢，向超過25家航空航天用戶交付了100多個品牌為 PRESSURMAXX 的高壓容器。SSLC公司現(xiàn)在向市場推出一款新型火箭推進劑燃料儲罐，在儲罐內(nèi)壁上設(shè)有碳纖維材質(zhì)的液體晃動擋板
