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专家授课!北京科泰克科技总工张国:车载储氢瓶安全应用
作者:官方 来源:氢启未来网 所属栏目:专家观点 发布时间:2021-10-13 09:48
[ 导读 ]12日下午,北京科泰克科技有限责任公司副总经理、总工程师张国对“车载储氢瓶安全应用”课题进行了讲解。

12日下午,北京科泰克科技有限责任公司副总经理、总工程师张国对“车载储氢瓶安全应用”课题进行了讲解。

专家授课!北京科泰克科技总工张国:车载储氢瓶安全应用

北京科泰克科技有限责任公司副总经理、总工程师张国

氢气作为一种常用工业气体,其储存一直是一个难题,也是被广为研究的领域。

目前,氢气常规储存方式有四种:金属储氢、吸附储氢、液化储氢和压缩储氢。

近几年,也在开展新的储氢方式研究,包括复合储氢、液态储氢、微管储氢等,但应用最广泛、最便捷的是压缩储氢。

张国介绍,储氢瓶共分为五种类型:Ⅰ型气瓶是金属气瓶,Ⅱ型气瓶是金属内胆环向缠绕气瓶,Ⅲ型气瓶是金属内胆全缠绕气瓶,Ⅳ型气瓶是非金属内丹全缠绕气瓶,V型气瓶是无内胆全缠绕气瓶。

从Ⅳ型气瓶发展来看。1947年美国Kellog公司研制成功世界上第一台缠绕机。20世纪50年代Brunswick公司(Lincoln前身)开始研究橡胶内胆纤维缠绕容器,1959年为Polaris火箭研制了复合材料储箱。1963年交付塑料内胆复合气瓶。1959年法国AeroSpatiale空间研究中心(AS)开始复合材料容器的研究,产品多用于空间飞行器。

20世纪70年代随着新型纤维不断问世,缠绕气瓶技术飞速发展,民用复合气瓶研发开始增多。DOT批准Ⅲ型瓶进入市场。欧美航空航天领域转向Ⅲ型瓶。

1993-1997年Ⅳ气瓶技术发展速度加快,产品扩展到CNG、LPG、SCBA、污水处理等方面。

1997年加拿大EDO的Ⅳ气瓶在北美(CNG)使用中内胆出现裂纹和鼓包,2005年左右欧洲(SCBA)出现使用问题。ANSI S-081《空间系统用复合材料压力容器》只对金属内胆选材进行了指导。这些影响了此类气瓶在高压领域的应用,欧美航空航天领域确定以Ⅲ型瓶为主。

2013年现代销售“ix35FCEV”,2015年丰田销售“Mirai”,均使用70MPa的Ⅳ型瓶充装氢气。2015年东南亚、美国、欧洲开始规模应用Ⅳ型CNG气瓶。

Ⅳ型瓶具有更多的优势,与Ⅲ型瓶在结构上存在显著区别,Ⅳ型瓶突破了高压气瓶不允许焊接(连接)的约束,拓宽了技术创新范围,带来更多不确定性。

相比较而言,Ⅰ型瓶和Ⅱ型气瓶笨重,存在氢脆隐患,车载储氢无法采用。Ⅲ型瓶通常为铝胆碳纤维全缠绕复合气瓶,无渗漏、可快充。我国车用氢气瓶均为该类型。Ⅳ型瓶是当前70MPa气瓶主要结构形式,对温度较为敏感,存在渗漏隐患。已经逐渐开始应用。V型瓶仍处于研发阶段。

目前,我国涉及气瓶法律1部,《中华人民共和国特种设备安全法》、法规18份,现行有效国标70份(涵盖了气瓶设计、标识、工艺、检测、测试、附件、充装、使用、定期检验等过程)以及相关团体标准,如车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶定期检验与评定与车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶等。

一般情况,车载气瓶在使用时出现故障的情况,多发生在车辆碰撞;气瓶定检时,暴力拆卸;气瓶内壁异物腐蚀。车辆发生碰撞事故后,应首先疏散人员,避免在周边环境较为复杂的情况检修氢系统!

张国介绍,车载气瓶发生安全事故时,正确的处理方式为:询问司机,有无明显的漏气声音;检查加氢口附近压力表,是否有压力;检查有无异物插入气瓶;检查气瓶附件及连接附件的零部件有无撞击痕迹;检查氢管路有无损毁;打开氢系统排空阀,判断是否有气体排出。

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