高壓容器
關注創建者：艾崔牛老師 創建時間：2021-12-11
高壓容器的視頻教程
高壓容器設計專題講義 ：專供壓力容器A1/S1取證換證
艾崔牛老師專注于壓力容器設計技術的進步和學習，專門服務于全體國人壓力容器、大型儲罐設計、制造工程師。 ———————————————— 課程目標 專門服務于即將參與壓力容器審核人S1級別答辯、公司大直徑高壓容器A1級別答辯的同行朋友們， 定量化為您拓展高壓容器設計知識構架， 為您今參與公司A1級換證答辯、審核人S1級考核答辯，提供強力支持！
￥66 2小時33分鐘 57播放
查看
高壓容器的實例教程
Scorpius Space Launch Company (SSLC) 公司宣布向市場上推出了一款結合其防晃動擋板技術創新，適用于低溫工況的全復合材料高壓儲罐。
SSLC 公司在結構復雜的V型壓力容器領域擁有10年以上的生產技術經驗和領先優勢，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公司現在向市場推出一款新型火箭推進劑燃料儲罐，在儲罐內壁上設有碳纖維材質的液體晃動擋板，以擴大公司輕型產品系列的應用范圍。今年夏天起開始向小型火箭市場交付該類產品，使火箭推進劑燃料儲罐可設計為主要承重構件。
PRESSURMAXX 產品系列包含可承受高達數千psi壓力的高壓容器。設計兼容所有航空航天領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的研發和測試，系統采用了靈活防晃動擋板設計用來穩定航天器的轉向系統。該設計現已成功實現在火箭推進劑燃料儲罐上的商業化應用。
燃料儲罐采用SSLC公司專有的Sappire77低溫樹脂系統和碳纖維材料制成。不含金屬、無緊固件、無需焊接或其他密封劑。產品具有質輕、堅固、高性能和低成本等多種優勢。
SSLC公司的首席執行官Markus Rufer表示：“這款具備多種優異性能的產品，非常引人矚目，可完美應用于快速發展中的小型衛星發射市場的運載火箭上”
環氧樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=good%2Findex&cd=10&cd2=1002&page=4
展開 01 案例介紹
壓力容器的應用領域十分廣泛，諸如能源，石油化工等行業。因此，壓力容器的市場也十分巨大。據統計，我國在2016年壓力容器的市場份額高達1081.56億元。然而，由于其應用場景多為易燃易爆物品的儲存，因此其常常伴隨泄露、爆炸、開裂等風險，尤其是作為某些特殊設備時，如核能設備，這類風險會伴隨嚴重的事故。因此，在其設計階段需要對其做熱力學的分析。
本案例對某壓力容器的裂紋做了瞬態的熱力學耦合分析。本案例所采用的容器為軸對稱的圓柱體，因此可以將該圖形簡化成二維平面。案例的內壁上有一層包層來保護金屬底座。在此計算中，容器遇到冷沖擊，在包層和金屬層的邊界處出現裂紋。本案例將計算這種瞬態下容器的溫度場和應力場。
02 問題描述
本案例主要模擬了存在裂紋的壓力容器在受熱和內部壓力的情況下，熱傳遞的情況，以及裂紋演變的情況。
特殊的是，根據壓力容器的結構，其內部與熱源接觸的部分為包層（圖1），外部為結構鋼（圖2），因此，在分析此類特殊結構時需要將兩種材料分開定義。
此外，本次仿真最終會給出壓力容器從室溫到受熱升溫的整個過程，因此材料的力學性能，如楊氏模量E，容積熱容量ρcp會隨溫度變化。
在通用結構仿真軟件中，可以通過定義Function的形式定義不同溫度下材料的力學性能。在分析受力部分時，需要考慮壓力容器受熱對其力學性能產生的影響，因此需要使用熱力耦合的方式進行計算。
展開 01 案例介紹
壓力容器的應用領域十分廣泛，諸如能源，石油化工等行業。因此，壓力容器的市場也十分巨大。據統計，我國在2016年壓力容器的市場份額高達1081.56億元。然而，由于其應用場景多為易燃易爆物品的儲存，因此其常常伴隨泄露、爆炸、開裂等風險，尤其是作為某些特殊設備時，如核能設備，這類風險會伴隨嚴重的事故。因此，在其設計階段需要對其做熱力學的分析。
本案例對某壓力容器的裂紋做了瞬態的熱力學耦合分析。本案例所采用的容器為軸對稱的圓柱體，因此可以將該圖形簡化成二維平面。案例的內壁上有一層包層來保護金屬底座。在此計算中，容器遇到冷沖擊，在包層和金屬層的邊界處出現裂紋。本案例將計算這種瞬態下容器的溫度場和應力場。
02 問題描述
本案例主要模擬了存在裂紋的壓力容器在受熱和內部壓力的情況下，熱傳遞的情況，以及裂紋演變的情況。
特殊的是，根據壓力容器的結構，其內部與熱源接觸的部分為包層（圖1），外部為結構鋼（圖2），因此，在分析此類特殊結構時需要將兩種材料分開定義。
此外，本次仿真最終會給出壓力容器從室溫到受熱升溫的整個過程，因此材料的力學性能，如楊氏模量E，容積熱容量ρcp會隨溫度變化。
在通用結構仿真軟件中，可以通過定義Function的形式定義不同溫度下材料的力學性能。在分析受力部分時，需要考慮壓力容器受熱對其力學性能產生的影響，因此需要使用熱力耦合的方式進行計算。
本案例材料受熱的物理參數呈非線性變化，熱源也呈非線性，模擬了0到8000秒過程中的溫度變化（7到50攝氏度）。在第51秒時突然加入50攝氏度的熱源。此外，容器受到內部壓力和Y軸正方向的拉力,初始壓力為1.188MPa，到20秒時壓力達到最大，為19.188MPa，并呈非線性增長。Y方向的拉力從初始的5.45MPa，在20秒內增長至88.09MPa，也呈非線性增長。
展開 展望未來，高性能復合材料的需求在航空航天領域的應用將平穩增長，在風能和高壓容器領域的應用也將逐漸發展。雖然風能和高壓容器的規模較小，但是增速較快。高成本和勞動密集型的生產方法將會繼續阻礙高性能復合材料往更高體量和價格敏感的市場擴展。
航空航天仍是主市場 壓力容器應用增長最快
到2020年，航空航天將仍然是高性能復合材料的領先市場。壓力容器則將會是增長最快的應用領域，高性能復合材料將繼續獲得壓力容器(用于存儲高壓氣體的容器)的市場份額。
雖然汽車市場發展迅猛，但是高性能復合材料在汽車中的廣泛應用仍需時日，因為碳纖維復合材料的加工成本昂貴、耗時較長，難以快速應用在消費類車輛的生產中。
風能市場預計將快速增長。最近的稅收信用擴張將穩定這個歷史上動蕩的市場，隨著制造商需要生產更長的渦輪葉片，碳纖維將能有效實現渦輪葉片的輕量化。
由于美國聯邦政府的國防開支在未來今年內都將低于GDP的增速，因此碳纖維在國防和安全領域的增長將保持平均水平。體育用品市場由于日漸成熟，也只會看到邊際收益。
碳纖維將占據85%的復合材料市場份額
到2020年，碳纖維將占據最大的復合材料市場份額，將達85%，并且由于其價格不斷下降，性能不能提升，應用領域也會越加廣泛。
芳綸復合材料緊隨其后，在工業方面的應用也將逐漸增加。低成本的玻纖復合材料則將以低于平均水平的速度發展，超過其他那些在軍事飛機應用領域以外發展速度緩慢的纖維基復合材料。
高透明水晶樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=szjgb
展開 但當容器較長時，由于鋼板幅面尺寸的限制，就需要先用鋼板卷焊成若干段筒體 (某一段筒體稱為一個筒節)，再由兩個或兩個以上筒節組焊成所需長度的筒體。筒節與筒節 之間、筒體與端部封頭之間的連接焊縫，由于其方向與筒體軸向垂直，因此稱為環向焊縫，簡稱環焊縫。
圓筒按其結構可分為單層式和組合式兩大類。
1、單層式筒體
筒體的器壁在厚度方向是由一整體材料所構成，也就是器壁只有一層 (為防止內部介質腐蝕,襯上的防腐層不包括在內)。單層筒體按制造方式又可分為單層卷焊式、整體鍛造式、鍛焊式、非焊接瓶式等幾種。
其中單層卷焊式結構是目前制造和使用最多的一種筒體形式，它采用鋼板在大型卷板機上卷成圓筒，經焊接縱焊縫成為筒節，然后與封頭或端部法蘭組裝焊接成容器，圖1-1所示筒體即為單層卷焊式結構。
而整體鍛造式結構是最早采用的筒體形式，制造時筒體與法蘭可整鍛為一體或用螺紋連接，整個筒身沒有焊縫。焊接技術發展后出現了分段鍛造，然后焊接拼合成整體的鍛焊式筒體。
非焊接瓶式筒體主要有兩種制造方法：一種是由優質無縫鋼管通過兩端熱旋壓收口制成；另一種是鋼錠沖壓后再經過熱旋壓收口。通常，整體鍛造式和鍛焊式筒體主要用于高壓和超高壓容器中，而非焊接瓶式筒體常用于制造非焊接大容積瓶式壓力容器。
圖1-1壓力容器的總體結構
整體鍛造式筒體的材料金相組織致密，強度高，因而質量較好，特別適合于焊接性能較差的高強度鋼所制造的超高壓容器。但制造時需要非常大的冶煉、鍛壓和機加工設備，材料消耗量大，鋼材利用率低(僅為26%~29%)，機械加工量大，故一般只用于內徑?300~ 800mm、長度不超過12m 的小型超高壓容器,如聚乙烯反應釜、人造水晶釜等。
2、組合式筒體
筒體的器壁在厚度方向是由兩層或兩層以上互不連續的材料構成。
展開 
高壓容器的相關專題、標簽、搜索
高壓容器的最新內容
01 案例介紹
壓力容器的應用領域十分廣泛，諸如能源，石油化工等行業。因此，壓力容器的市場也十分巨大。據統計，我國在2016年壓力容器的市場份額高達1081.56億元。然而，由于其應用場景多為易燃易爆物品的儲存，因此其常常伴隨泄露、爆炸、開裂等風險，尤其是作為某些特殊設備時，如核能設備，這類風險會伴隨嚴重的事故。因此，在其設計階段需要對其做熱力學的分析。
本案例對某壓力容器的裂紋做了瞬態的熱力學耦合分析
[4] 朱秋爾.高壓容器設計[M].上海：上海科學技術出版社，1986.
研究背景：
近年來隨著工業發展和科技進步，高壓容器使用場景逐漸增大，使用環境越發苛刻，如高溫、高壓以及內部壓力的波動，這都對容器端面密封性能的要求更為嚴格。端面密封所用的密封件必須具備優良的回彈性能和耐化學性能。目前常用的密封件由橡膠O形圈、金屬密封圈、彈簧蓄能密封圈以及PTFE密封圈等。
內容：西門子提供基于連續纖維增強復合材料的儲氫罐端到端解決方案，分別從設計端生產端和最終產品驗證等環節利用多學科多目標優化，制造工藝仿真及專利的多尺度材料建模方法幫助客戶研發制造高壓儲氫容器
6 參與抽獎方式
活動時間：10月26日16:00開獎
參與對象：能源行業:設計人員、工程師、研發...
通常，整體鍛造式和鍛焊式筒體主要用于高壓和超高壓容器中，而非焊接瓶式筒體常用于制造非焊接大容積瓶式壓力容器。
圖1-1壓力容器的總體結構
整體鍛造式筒體的材料金相組織致密，強度高，因而質量較好，特別適合于焊接性能較差的高強度鋼所制造的超高壓容器。
內層主流技術領域分別為“高壓氫”“壓力容器”“儲氣瓶”“復合材料”“支撐結構”“壓力傳感器”等；對技術進行分解，得到外層細分技術領域分別為“高壓容器”“高壓氣瓶”“密封結構”“碳纖維”“儲氫瓶”等，既是當前研究最熱門的方向，也是行業重點關注的技術領域。
01 案例介紹
壓力容器的應用領域十分廣泛，諸如能源，石油化工等行業。因此，壓力容器的市場也十分巨大。據統計，我國在2016年壓力容器的市場份額高達1081.56億元。然而，由于其應用場景多為易燃易爆物品的儲存，因此其常常伴隨泄露
直播內容：西門子提供基于連續纖維增強復合材料的儲氫罐端到端解決方案，分別從設計端生產端和最終產品驗證等環節利用多學科多目標優化，制造工藝仿真及專利的多尺度材料建模方法幫助客戶研發制造高壓儲氫容器。
風扇機匣的制造工藝可以吸收復合材料外涵機匣、高壓儲氫容器、火箭發動機殼體等零部件的制造經驗。
圖9 纖維纏繞增強風扇包容機匣結構
研制復合材料包容機匣，首先需要建立相應的包容性設計方法。
高壓氫氣儲罐 （圖片來源于網絡）
1
氣體的充放過程
氣體從高壓容器釋放，或注入低壓容器中會發生狀態的變化
