大型高压储运气瓶内胆及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种大型高压储运气瓶内胆及其制造方法，气瓶内胆为一端封底、另一端收口成型封头及瓶口的一体式无缝结构的铝合金内胆，包括直筒段，和分别位于直筒段两端的封底和封头，瓶口位于封头上；铝合金内胆的长度为5‑13m，直筒段的公称外径为Ф300‑Ф850mm。本发明专利技术采用板坯作为原材料，总体采用旋压的加工方法，产品整体无焊缝，制备工艺简单，操作方便，能耗低，污染小，制作过程中原材料的损耗比较少。本发明专利技术的制造方法加工出来的铝合金内胆，具有尺寸超大、可靠性高、壁薄、质量轻的特点；材料组织均匀致密，整体强度效果优异，具有耐高压特性，对超大尺寸高压气瓶的制造具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
大型高压储运气瓶内胆及其制造方法
本专利技术属于高压容器
，具体涉及一种大型高压储运气瓶内胆及其制造方法。
技术介绍
高压气瓶已经广泛用于工矿生产、建筑、交通、海洋、航空、医疗、军事等国民经济的各个行业。高压气瓶的容量、瓶壁厚度及制作工艺和材料都会影响高压气瓶的性能。如天然气和氢气是一种世界范围内重点发展和广泛使用的清洁能源。目前采用20-30MP高压气瓶储运和使用压缩天然气(CNG)、压缩氢气和其他压缩工业气体是这些气体从主管路输送到用气点、加气站等地的主要方式。目前，铝合金内胆碳纤维全缠绕高压气瓶具有众多优点，已逐步取代传统钢质气瓶，成为当今世界高压气瓶的主流产品。其优点如下：(1)大幅减重；采用铝合金内胆复合缠绕的气瓶，同等性能下材料厚度仅为钢瓶的50％-70％，且密度更低，因而其重量仅为传统钢瓶的35％-40％。(2)破损安全性好；铝合金内胆碳纤维全缠绕气瓶采用铝合金内胆及碳纤维复合材料增强，每平方厘米上的纤维多达几千上万根，当气瓶超载并发生少量纤维断裂时，其载荷会迅速分配在未破坏的纤维上，这会在短期乃至相当长一段时间内使气瓶不致丧失承载能力，大大提高安全性。(3)减震本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型高压储运气瓶内胆，其特征在于，所述储运气瓶内胆为一端封底、另一端收口成型封头及瓶口的一体式无缝结构的铝合金内胆，包括封底、直筒段、封头和瓶口，所述封底和封头分别位于所述直筒段的两端，所述瓶口位于所述封头上；所述大型高压储运气瓶内胆的长度为5‑13m，所述直筒段的公称外径为Ф300‑Ф850mm，所述高压气瓶的额定压力为20‑30Mpa。

【技术特征摘要】
1.一种大型高压储运气瓶内胆，其特征在于，所述储运气瓶内胆为一端封底、另一端收口成型封头及瓶口的一体式无缝结构的铝合金内胆，包括封底、直筒段、封头和瓶口，所述封底和封头分别位于所述直筒段的两端，所述瓶口位于所述封头上；所述大型高压储运气瓶内胆的长度为5-13m，所述直筒段的公称外径为Ф300-Ф850mm，所述高压气瓶的额定压力为20-30Mpa。2.如权利要求1所述的大型高压储运气瓶内胆，其特征在于，所述直筒段的壁厚为3-10mm，所述直筒段的整体直线度不大于0.5mm/m；优选地，所述直筒段的壁厚的公差小于等于±0.15mm；再优选地，所述直筒段任意直线段位置局部直线度不大于0.5mm/300mm；再优选地，所述直筒段任意位置的圆度不大于0.5mm；再优选地，所述直筒段的内表面粗糙度小于Ra1.6μm，所述直筒段的外表面粗糙度小于Ra3.2μm。3.如权利要求1所述的大型高压储运气瓶内胆，其特征在于，所述封头的结构类型为椭球型封头、碟型封头或半球型封头，所述封底的结构类型与所述封头的结构类型相同，所述封头的厚度由边缘向瓶口部位均匀渐变增厚，所述封底的厚度由边缘向封底的中心均匀渐变增厚；优选地，所述封头的厚度由边缘的5-8mm向瓶口部位的10-15mm均匀渐变增厚；再优选地，所述封底的厚度由边缘的5-8mm向封底的中心的10-20mm均匀渐变增厚；再优选地，所述瓶口的长度为40mm、所述瓶口的外径为50mm，所述瓶口的内径为28mm。4.一种如权利要求1至3任一项所述的大型高压储运气瓶内胆的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：S1，带封底坯料整体反挤压成型，选用铝锭作为坯料，采用加热反挤压工艺结合车削、镗削工艺，制得由封底和一端开口的直筒段构成的无缝管材；S2，铝合金内胆旋压管制备；S3，封底和直筒段的表面修磨；S4，封底及直筒段探伤，对步骤S3中得到的铝合金内胆旋压管的封底及直筒段进行超声探伤，检查内表面气孔、夹杂、凹陷和微裂纹的缺陷。S5，封头和瓶口的旋压成型；S6，瓶口中心孔的加工；S7，曲面探伤；S8，曲面内表面修磨；S9，热处理，对步骤S8中得到的旋压成型件C进行T6工艺处理，得到大型高压储运气瓶内胆坯；S10，瓶口加工，采用超长瓶口加工中心对步骤S9中得到的大型高压储运气瓶内胆坯的瓶口内径、外径进行机加工，并加工出瓶口内螺纹，得到大型高压储运气瓶内胆；S11，内胆清洗。5.如权利要求4所述的大型高压储运气瓶内胆的制造方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下步骤：S1a，铝锭加热，将待挤压铝锭预热至200-400℃；S1b，模具加热，将挤压外模具和内挤压杆均预热至200-400℃；S1c，挤压成型，将铝锭放置在挤压外模具内，在持续加热保温下，通过多次挤压将坯料制成带有封底的预制管坯；S1d，采用车削方法加工预制管坯外表面至旋压坯料所需尺寸；S1e，采用镗削方法，加工预制管坯内表面至旋压坯料所需尺寸；优选地，在步骤S1a中，铝锭采用加热炉预热；再优选地，在步骤S1c和步骤S1d中，封底部位的尺寸直接加工至产品所需尺寸；再优选地，所述步骤S1b-S1d中的加热采用氧气、丙烷/LNG进行燃烧喷焰加热。6.如权利要求5所述的大型高压储运气瓶内胆的制造方法，其特征在于，所述加热反挤压设备为挤压力不小于6000吨的立式挤压机；挤压外模具带有封底，内挤压杆的长度为1.6-1.7m；优选地，所述外模具的封底形状与大型高压储运气瓶内胆的封底形状相同，但在厚度方向预留5-10...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东坡，马世成，汪宇羿，赵文龙，张月倩，孙昂，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11