一种超高压气瓶内胆及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种超高压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铝合金内胆，包括封底、直筒段、封头和瓶口，封底和封头分别位于直筒段的两端，瓶口位于封头上；铝合金内胆的长度小于5m，直筒段的公称外径为Ф406‑Ф850mm，超高压气瓶的额定压力为35‑70Mpa。本发明专利技术采用板坯作为原材料，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，整个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气瓶内胆，具有可靠性高、壁薄、质量轻的特点；其内材料组织均匀致密，整体强度效果优异，具有耐高压特性，对超高压气瓶的制造具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种超高压气瓶内胆及其制造方法
本专利技术属于高压容器
，具体涉及一种超高压气瓶内胆及其制造方法。
技术介绍
随着氢燃料电池和电动汽车的迅速发展与产业化,氢源技术及氢能基础设施的研究和建设已引起发达国家的高度关注。安全经济的氢气储运技术是氢能利用推向实用化、产业化的关键。使用压力达到35-70MPa超高压气瓶高压储氢是最常用和最直接的储氢方式。高压储氢可在常温下使用，通过阀门的调节就可以直接将氢气释放出来，具有储氢气瓶结构简单、压缩氢气制备的能耗较少、充装速度快等优点，超高压气瓶高压储氢已成为现阶段氢能储运的主要方式。目前，铝合金内胆碳纤维全缠绕超高压气瓶具有众多优点，采用铝合金内胆超高压复合氢气瓶具有以下优点；(1)气瓶重量轻、刚性好、强度高，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)金属材料的疲劳破坏通常是没有明显预兆的突发性破坏，而复合材料中的增强物与基体的结合既能有效地传递载荷,又能阻止裂纹的扩展，提高了气瓶的断裂韧性；(3)复合材料中的大量增强纤维使得材料过载而少数纤维断裂时，载荷会迅速重新分配到未破坏的纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高压气瓶内胆，其特征在于，所述超高压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；所述超高压气瓶内胆的长度小于5m，所述直筒段的公称外径为Ф406‑Ф850mm，所述超高压气瓶的额定压力为35‑70Mpa。

【技术特征摘要】
1.一种超高压气瓶内胆，其特征在于，所述超高压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；所述超高压气瓶内胆的长度小于5m，所述直筒段的公称外径为Ф406-Ф850mm，所述超高压气瓶的额定压力为35-70Mpa。2.如权利要求1所述的超高压气瓶内胆，其特征在于，所述直筒段的壁厚为1-10mm，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±0.1mm；再优选地，所述直筒段任意直线段位置局部直线度不大于0.3mm/300mm；再优选地，所述直筒段整体直线度不大于1mm/全长；再优选地，所述直筒段任意位置的圆度不大于0.3mm；再优选地，所述直筒段的内表面粗糙度小于Ra0.8μm，所述直筒段的外表面粗糙度小于Ra3.2μm。3.如权利要求1所述的超高压气瓶内胆，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。4.一种如权利要求1至3任一项所述的超高压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，封底旋压成型；S2，铝合金内胆旋压管制备；S3，铝合金内胆旋压管缺陷检查及修复，对步骤S2中制备的铝合金内胆旋压管的封底及直筒段进行缺陷的视觉自动比对检查，并对检查出的可修复缺陷进行修复；S4，封头和瓶口的旋压成型；S5，瓶口中心孔的加工；S6，曲面探伤；S7，曲面内表面修磨；S8，热处理；S9，内胆清洗；S10，成品检验；S11，涂覆，对步骤S10中得到的超高压气瓶内胆的外表面涂覆结合剂，得到铝合金内胆涂覆件；S12，对步骤S11得到的铝合金内胆涂覆件进行碳纤维缠绕，待缠绕完毕后进行瓶口内、外径及内、外螺纹的精密加工。5.如权利要求4所述的超高压气瓶内胆的制造方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：采用普通旋压设备对圆形或方形板坯进行多道次加热普通旋压或拉深旋压，制得由封底和一端开口的直筒段构成的无缝管材；所述普通旋压设备为单轮数控普通旋压机或带有镜像功能的双旋轮数控普通旋压机；旋压方法为单旋轮多道次普通旋压或双旋轮多道次镜像普通旋压；旋压时采用端部形状与所述超高压气瓶内胆的封底内表面形状相同的模具进行辅助加工，模具的长度为无缝管材长度的1.2-1.5倍；优选地，所述模具的尾端带有卸料装置，可自动卸料；再优选地，所述普通旋压设备为带有镜像功能的双旋轮数控普通旋压机。6.如权利要求5所述的超高压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，板坯加热，将板坯待旋压部位加热至200-400℃；S1b，封底预成型，采用1-3道次的双旋轮多道次镜像普通旋压对步骤S1a中加热的板坯进行封底的预成型加工，该旋压过程为不贴合模具预成型，在旋压的过程中，持续加热，使旋压件保持200-400℃；S1c，封底成型，采用渐变厚度旋压方法对步骤S1b中制得的预成型件进行3-5道次的双旋轮多道次镜像复合旋压，得到封底成型件，在旋压的过程中，持续加热，使旋压件保持200-400℃；S1d，直筒段的预成型，采用6-10道次的双旋轮多道次镜像复合旋压对步骤S1c中制得的封底成型件的待旋压部位进行直筒段的预成型，从而制得由封底和一端开口的直筒段构成的无缝管材，在旋压的过程中，持续加热，使旋压件保持200-400℃；优选地，在步骤S1c和步骤S1d中，在双旋轮多道次镜像普通旋压的同时穿插4-8次的反旋工艺，用于待加工直筒段坯料...

【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