傳統壓力容器大多以金屬材料制作,雖然金屬材料制作方便,不怕碰撞,但是比重大,又不防腐蝕,且多次反復加壓、減壓可能造成金屬材料疲勞。而復合材料恰好完全彌補了金屬材料的缺點,比重輕,耐腐蝕,且無疲勞問題。
以復材制作壓力容器,是將連續纖維含浸樹脂后,以全覆式或軸向繞線技術將之纏繞于金屬或非金屬內膽上。由于復合材料繞線制程是電腦操控,品質穩定,復合材料性能重現性高,為模型成型、手糊成型、注入成型等其他成型法所不及。
復合材料壓力容器最初開發的主要目的在于提供航天太空及國防武器,特別是復合材料發動機殼體制造,如三叉戟、北極星等戰略導彈的復合材料發動機殼體,隨后又開發了天然氣車輛燃料儲存(CNG)用氣瓶。
我國臺灣地區1998年引進了美國BlueBird公司及韓國大宇的天然氣公車CNG儲氣桶等。早期開發的復材容器,為了能攜帶較多氣體能量,使用壓力皆超過2000psi以上,造價也偏高。直至10余年前,歐洲的Ragasco公司應用國防航天太空技術,選擇低成本材料,以全自動化制程來生產復合材料LPG容器,其使用壓力低,為294psi,僅是CNGTank使用壓力3000psi的十分之一。這家公司日產各種復合材料容器超過6000支,其中LPG復材容器年產量超過120萬支。
復合材料壓力容器http://www.nanxiejie.com依照其使用壓力范圍,可大致分為低壓、中高壓、超高壓。為了保證復合材料壓力容器的使用安全,依其設計規范皆采用較高的安全系數。當然,安全系數越高,結構更安全,但還是要遷就實際使用環境,譬如航天太空應用,其玻纖安全系數3,明顯比使用于一般工業用規范(ASME-X)的玻纖安全系數5低得多。另有Ragasco公司制造的LPG復材容器,依照其設計,只測試爆破壓力大于60Bar(約900psi)即可符合規范,但是實際測試卻高達150Bar(約2200psi)以上,大大超過安全設計指標。
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