Ⅳ型车载储氢气瓶关键技术研究进展 被引量：31

1

作者 陈明和 胡正云 +3 位作者 贾晓龙 杨强 沈安磊 徐恪 《压力容器》 北大核心 2020年第11期39-50,共12页

氢燃料电池汽车(FCV)以其零排放的特点成为未来汽车的发展趋势,用于存储高压氢气的储氢气瓶是燃料电池汽车必不可少的关键零部件之一。归纳了Ⅳ型储氢气瓶研发所面临的关键技术难点,包括内胆原材料选型及成型工艺、密封结构设计、树脂... 氢燃料电池汽车(FCV)以其零排放的特点成为未来汽车的发展趋势,用于存储高压氢气的储氢气瓶是燃料电池汽车必不可少的关键零部件之一。归纳了Ⅳ型储氢气瓶研发所面临的关键技术难点,包括内胆原材料选型及成型工艺、密封结构设计、树脂改性研制、轻量化设计与纤维缠绕,并在此基础上分别介绍了国内外的研究现状。 展开更多

关键词 Ⅳ型车载储氢气瓶 复合材料 塑料内胆 缠绕成型 树脂体系

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伏龙坪双层隧道三维有限元分析 被引量：9

2

作者 牛泽林 李德武 王步云 《中南公路工程》 2007年第3期144-146,175,共4页

为了缓解兰州市区伏龙坪地段交通流量大,南北方向道路路面过于狭窄,且修建大断面隧道较为困难,故初步设计为双层双车道隧道。为更好地配合南山伏龙坪双层隧道的施工,也为了验证该施工方案的合理性和可行性,将在空间上对其进行讨论研究... 为了缓解兰州市区伏龙坪地段交通流量大,南北方向道路路面过于狭窄,且修建大断面隧道较为困难,故初步设计为双层双车道隧道。为更好地配合南山伏龙坪双层隧道的施工,也为了验证该施工方案的合理性和可行性,将在空间上对其进行讨论研究。其采用弹塑性有限元法,利用大型的仿真模拟软件(ANSYS中的土木模块)分析了在侧壁导坑的施工方法下伏龙坪双层双车道公路隧道各个施工阶段的围岩和衬砌在空间的受力、变形状态,考虑材料的非线性特征,采用DP屈服准则,并对此方案的应力云图、开挖过程的应力曲线和位移曲线加以研究和分析讨论,为双层隧道以后的施工做出了正确的理论指导。 展开更多

关键词 弹塑性 有限元分析 双层隧道 围岩 衬砌

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塑料内胆碳纤维全缠绕复合气瓶的内胆材料研究进展 被引量：9

3

作者 武凌辉 黄强华 +2 位作者 石凤文 张増营 刘妍 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期262-265,共4页

氢能及氢燃料电池是我国当前重点发展的技术之一。经济且安全的储氢压力容器是推动氢能产业走向产业化、实用化的关键。国外的塑料内胆碳纤维全缠绕复合气瓶技术已基本成熟,但国内对此研究较少。塑料内胆在35~70MPa的高压氢环境中,与氢... 氢能及氢燃料电池是我国当前重点发展的技术之一。经济且安全的储氢压力容器是推动氢能产业走向产业化、实用化的关键。国外的塑料内胆碳纤维全缠绕复合气瓶技术已基本成熟,但国内对此研究较少。塑料内胆在35~70MPa的高压氢环境中,与氢气的相容性、抗氢气渗透性及抗老化性能是内胆材料考虑的关键因素。简要介绍了国外对内胆材料的品种选择及相关性能研究的研究进展。 展开更多

关键词 复合气瓶 塑料内胆 氢气相容性 氢渗透性 抗老化性

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黏弹-塑性岩体中锚注与衬砌联合支护的解析解 被引量：6

4

作者 王华宁 曾广尚 蒋明镜 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期176-187,共12页

针对黏弹-塑性岩体中深埋圆形隧洞锚注、衬砌联合支护问题,导出开挖、锚注加固和衬砌支护阶段位移、应力的解析解。在开挖段,用随时间变化的半径函数模拟扩孔式断面开挖过程,并同时考虑纵向开挖的空间效应,给出黏弹区和塑性区应力、位... 针对黏弹-塑性岩体中深埋圆形隧洞锚注、衬砌联合支护问题,导出开挖、锚注加固和衬砌支护阶段位移、应力的解析解。在开挖段,用随时间变化的半径函数模拟扩孔式断面开挖过程,并同时考虑纵向开挖的空间效应,给出黏弹区和塑性区应力、位移及塑性区半径随时间变化的解答。某时刻施加锚注支护后,将锚注岩体等效为弹塑性材料,用圆柱型正交各向异性体现锚杆对径向刚度加强,用强度指标的增强体现锚注的加固作用,分别对锚注区完全弹性和部分达到塑性的情况导出了锚注和衬砌支护阶段应力、位移的解答,并给出判断再次出现塑性的条件和塑性区半径的表达式。根据解答,分析了不同位置应力和位移随时间变化情况;不同加固程度、锚注时刻对洞口应力、位移的影响。该文的解答可用于相似条件下隧洞初步设计。 展开更多

关键词 黏弹-塑性 锚注支护 衬砌 施工过程 解析解

原文传递

基于CIVA的压力容器用聚乙烯衬里缺陷的超声检测研究 被引量：5

5

作者 刘重阳 王胜辉 王国圈 《化工机械》 CAS 2021年第3期376-381,共6页

以压力容器用聚乙烯(PE)衬里为研究对象,采用CIVA仿真模拟软件超声模块对衬里与钢界面脱粘、分层及衬里层气泡等缺陷进行检测,结果表明10.0MHz、Ф6mm的单晶带延迟块直探头对PE衬里的3种缺陷具有良好的检测效果。对人工缺陷试块进行了... 以压力容器用聚乙烯(PE)衬里为研究对象,采用CIVA仿真模拟软件超声模块对衬里与钢界面脱粘、分层及衬里层气泡等缺陷进行检测,结果表明10.0MHz、Ф6mm的单晶带延迟块直探头对PE衬里的3种缺陷具有良好的检测效果。对人工缺陷试块进行了超声检测,结果表明带延迟块的超声探头将近场区控制在延迟块内,对PE衬里的分层和界面脱粘缺陷具有较好的检出效果,且与CIVA仿真模拟结果吻合。 展开更多

关键词 塑料衬里 压力容器 聚乙烯 超声检测 缺陷检测 CIVA

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Ⅳ型气瓶塑料内胆本构关系选取研究

6

作者 曾宇 顾春雷 +2 位作者 吴玉伟 刘雁鹏 任明法 《中国特种设备安全》 2024年第9期7-12,36,共7页

本文建立了轴对称的Ⅳ型气瓶的有限元模型,分析了70 MPa内压下不同内胆本构关系的IV型气瓶的应力状态与局部密封结构的密封效果,讨论了内胆本构关系对Ⅳ型气瓶结构强度的影响。结果显示,采用3种本构关系时,气瓶封头顶端瓶口位置是应力... 本文建立了轴对称的Ⅳ型气瓶的有限元模型,分析了70 MPa内压下不同内胆本构关系的IV型气瓶的应力状态与局部密封结构的密封效果,讨论了内胆本构关系对Ⅳ型气瓶结构强度的影响。结果显示,采用3种本构关系时,气瓶封头顶端瓶口位置是应力集中的薄弱点,气瓶环向方向受力均匀,最大Mises应力、最大应变及最大接触压力均出现在密封口的下突起端;采用割线、试验本构关系时,气瓶可达到密封要求;而采用线性本构关系时,气瓶凹槽结构发生破坏,但剩余结构的应力低于材料断裂强度,仍能保证强度需求。 展开更多

关键词 Ⅳ型气瓶 塑料内胆 本构关系 局部密封结构

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纤维缠绕塑料内胆表面处理装置的设计与分析

7

作者 田会方 刘娇 吴迎峰 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第2期96-101,共6页

为提高目前塑料内胆的表面处理质量以及处理时间,节约时间和人工成本,本文针对纤维缠绕塑料内胆的表面处理设计了一套自动化的处理装置。它主要可以实现塑料内胆的自动夹持夹紧定位以及塑料内胆表面处理等功能。文中主要介绍了所设计的... 为提高目前塑料内胆的表面处理质量以及处理时间,节约时间和人工成本,本文针对纤维缠绕塑料内胆的表面处理设计了一套自动化的处理装置。它主要可以实现塑料内胆的自动夹持夹紧定位以及塑料内胆表面处理等功能。文中主要介绍了所设计的夹持传动装置以及等离子表面处理装置等相关结构,并在SolidWorks软件中对此套装置进行了总体设计与装配,在Workbench中对部分零部件进行了强度校核,分析Workbench中的相关结果。结果显示,该装置达到了相关力学要求且能够平稳传动,满足设计要求。 展开更多

关键词 塑料内胆 结构设计 WORKBENCH 表面处理 复合材料

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Ⅳ型储氢气瓶塑料内胆氢渗透特性及失效分析研究进展

8

作者 白皛 乔亮 +2 位作者 范峻铭 闻炯明 张毅 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期62-78,共17页

综述了材料微观结构和外部环境对Ⅳ型气瓶塑料内胆氢渗透特性的影响,归纳总结了聚合物内胆的氢渗透机理;详细分析了内胆屈曲塌陷和屈服起泡的相关研究进展;指出了目前国内外研究存在的不足,并对未来的研究方向作出展望。

关键词 型车载储氢气瓶 塑料内胆 氢渗透 影响因素 失效形式

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Ⅳ型储氢气瓶塑料内胆的失效形式与机理 被引量：2

9

作者 姚嘉平 王建 +1 位作者 张谦 谢鹏程 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期133-138,共6页

随着氢燃料电池汽车的发展,氢气的存储和运输的要求更高。塑料内胆复合材料气瓶(Ⅳ型储氢气瓶)具有更高的承载压力、更轻的重量、更大的储运量等特点,并且成本较低。随着国内标准的不断完善和国产化的推进,Ⅳ型储氢气瓶逐渐得到应用。... 随着氢燃料电池汽车的发展,氢气的存储和运输的要求更高。塑料内胆复合材料气瓶(Ⅳ型储氢气瓶)具有更高的承载压力、更轻的重量、更大的储运量等特点,并且成本较低。随着国内标准的不断完善和国产化的推进,Ⅳ型储氢气瓶逐渐得到应用。与金属材料相比,塑料内胆对氢气的化学惰性较高,但是,塑料和金属的微观结构存在差异,导致在氢环境下的失效形式也存在差异。Ⅳ型储氢瓶塑料内胆的主要失效形式为内胆起泡、鼓包塌陷、疲劳损伤和温度超标,文章综述了这4种塑料内胆失效的相关实验和模拟研究进展,并且对影响塑料内胆失效的工作参数、环境参数和材料性能进行了总结。 展开更多

关键词 Ⅳ型储氢瓶 塑料内胆 失效形式 失效机理 影响参数

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滚塑工艺对IV型储氢瓶PE-HD内胆性能的影响 被引量：2

10

作者 向贵锋 刘超 +4 位作者 赵瑞 张习龙 聂新羽 柴枫 马晨辉 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期77-82,共6页

针对高压车载大容量IV型储氢气瓶塑料内胆工程化制备需求,研制出140L IV型储氢气瓶高密度聚乙烯(PE-HD)内胆,研究了滚塑成型加热温度及时间、滚塑设备主副轴转速比、冷却方式及时间等工艺参数对PE-HD内胆制品表观、力学性能的影响,结果... 针对高压车载大容量IV型储氢气瓶塑料内胆工程化制备需求,研制出140L IV型储氢气瓶高密度聚乙烯(PE-HD)内胆,研究了滚塑成型加热温度及时间、滚塑设备主副轴转速比、冷却方式及时间等工艺参数对PE-HD内胆制品表观、力学性能的影响,结果表明先预热后升温的两段式加热能保证PE-HD粉料充分熔融且不发生高温氧化,制品外观无气泡等缺陷,力学及缺口冲击强度优良;随着主副轴转速比的增加,内胆制品壁厚均匀性及表面气泡问题逐渐改善,但过高的转速比易造成制品局部位置缺料;PE-HD内胆制品的韧性和冲击强度与冷却速率呈正相关,差示扫描量热曲线表明越温和的冷却方式,降温过程时间越长,PE-HD内胆试样的结晶度越大,缓慢的降温过程可以使分子链更充分地排入晶格,促进结晶;先风冷后自然冷的两段式冷却方式能有效防止制品变形,制备的内胆综合性能最佳,其拉伸强度达18.255 MPa,断裂延伸率为486.1%,简支梁缺口冲击强度为13.08 kJ/m^(2),为同类储氢气瓶塑料内胆研制及材料开发提供一定参考。 展开更多

关键词 储氢气瓶 高密度聚乙烯 塑料内胆 滚塑工艺 缺口冲击强度

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车载Ⅳ型储氢气瓶塑料内胆材料氢渗透特性研究 被引量：3

11

作者 赵保頔 薄柯 +1 位作者 古纯霖 黄强华 《中国特种设备安全》 2022年第7期1-5,25,共6页

氢气渗透特性是车载Ⅳ型储氢气瓶内胆选材的关键技术指标之一。本文结合气-固渗透理论对车载Ⅳ型储氢气瓶内胆材料氢渗透特性内在发生机理和影响因素进行了探究,并简要介绍了塑料内胆氢渗透测试方法以及国内外在高压氢渗透领域的研究成... 氢气渗透特性是车载Ⅳ型储氢气瓶内胆选材的关键技术指标之一。本文结合气-固渗透理论对车载Ⅳ型储氢气瓶内胆材料氢渗透特性内在发生机理和影响因素进行了探究,并简要介绍了塑料内胆氢渗透测试方法以及国内外在高压氢渗透领域的研究成果,指出国内在高压氢渗透测试方法和装置方面的研究存在不足,建议在材料、装置、方法等方面开展研究,通过制定合理可行的测试方法和评价指标,以期实现内胆材料选材和测试的标准化,更好地推动车载储氢装备以及氢燃料电池汽车技术进步。 展开更多

关键词 车载Ⅳ型储氢气瓶 塑料内胆 氢渗透率 评价指标

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塑料内胆材料高压氢渗透实验装置研究 被引量：1

12

作者 薄柯 黄强华 +3 位作者 王骞 花争立 赵保頔 吕蓉蓉 《太阳能学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期487-491,共5页

介绍自主研制的中国首套99 MPa氢渗透测试装置,解决氢气高压密封、微量氢渗透精准测量等关键技术难题,可实现工作压力0.1~99 MPa、温度-40~85℃下的非金属材料氢渗透测试,获得塑料内胆氢渗透系数。基于该装置,分别开展环境参数为(87.5 M... 介绍自主研制的中国首套99 MPa氢渗透测试装置,解决氢气高压密封、微量氢渗透精准测量等关键技术难题,可实现工作压力0.1~99 MPa、温度-40~85℃下的非金属材料氢渗透测试,获得塑料内胆氢渗透系数。基于该装置,分别开展环境参数为(87.5 MPa,15℃),(80.5 MPa,55℃),(70 MPa,85℃)和(70 MPa,-40℃)下的材料氢渗透实验,验证该装置的可靠性。 展开更多

关键词 储氢 高压 塑料内胆 塑料部件 气体扩散系数 实验装置

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Ⅳ型高压储氢瓶密封结构设计及性能仿真研究 被引量：1

13

作者 陈怡博 王修磊 +4 位作者 查燕 谢金钊 靳耀 杨卫民 谢鹏程 《压力容器》 北大核心 2023年第9期37-44,共8页

Ⅳ型储氢瓶塑料内胆具有轻量化优势,但塑料低模量特性和自由体积易因为高压而发生较大形变,导致密封圈预压缩量减小而出现高压氢泄漏。因此,探明瓶口塑料密封结构对高压密封性能的影响至关重要。基于管束集装箱用大容量Ⅳ型高压储氢瓶,... Ⅳ型储氢瓶塑料内胆具有轻量化优势,但塑料低模量特性和自由体积易因为高压而发生较大形变,导致密封圈预压缩量减小而出现高压氢泄漏。因此,探明瓶口塑料密封结构对高压密封性能的影响至关重要。基于管束集装箱用大容量Ⅳ型高压储氢瓶,构建了瓶口密封结构有限元分析模型,分析了两种典型内胆材料在温度、压力、结构变化下的内胆形变和应力状态。结果表明,高模量材料、较小的径向塑料密封面厚度均有利于减小塑料密封面形变,较大的环向槽内倒角有利于减小内胆局部应力和增加界面处的抗氢泄漏能力;密封圈应远离环向槽结构布置。该研究为塑料内胆的瓶口密封结构设计提供了可参考的设计思路、方法与建议。 展开更多

关键词 Ⅳ型储氢瓶 密封结构 塑料内胆 结构设计 有限元模拟

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提升机塑衬线膨胀系数对公差的影响

14

作者 刘劲军 马乐 +1 位作者 徐永福 闫玲娣 《矿山机械》 2023年第6期22-26,共5页

塑衬作为缠绕式提升机的常用部件,塑衬材料和卷筒材料的线膨胀系数不同,二者随温度变化存在变形。介绍了线膨胀系数对塑衬长度、节距和宽度的影响,分析了温度变化下的塑衬变形,给出了塑衬长度、节距以及宽度等参数或推荐公差,为塑衬的... 塑衬作为缠绕式提升机的常用部件,塑衬材料和卷筒材料的线膨胀系数不同,二者随温度变化存在变形。介绍了线膨胀系数对塑衬长度、节距和宽度的影响,分析了温度变化下的塑衬变形,给出了塑衬长度、节距以及宽度等参数或推荐公差,为塑衬的设计和生产单位提供参考。 展开更多

关键词 缠绕式提升机 塑衬 线膨胀系数 公差

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Ⅳ型储氢瓶内胆滚塑成型设计尺寸一致性保持方法

15

作者 刘雨薇 王修磊 +4 位作者 查燕 陈怡博 段育辰 谢鹏程 杨卫民 《压力容器》 北大核心 2023年第11期33-38,54,共7页

针对Ⅳ型储氢瓶塑料内胆在成型过程中的冷却收缩问题,在现有的工艺条件相对成熟的情况下,很难得到改善。提出一种Ⅳ型储氢瓶在成型过程中塑料内胆冷却收缩变形补偿方法,该方法通过对塑料内胆成型冷却过程的数值模拟,计算塑料内胆在成型... 针对Ⅳ型储氢瓶塑料内胆在成型过程中的冷却收缩问题,在现有的工艺条件相对成熟的情况下,很难得到改善。提出一种Ⅳ型储氢瓶在成型过程中塑料内胆冷却收缩变形补偿方法,该方法通过对塑料内胆成型冷却过程的数值模拟,计算塑料内胆在成型冷却过程中的收缩变形量,并以模拟结果为基础,确定塑料内胆不同位置的反向补偿值,对塑料内胆形状尺寸进行预变形处理,实现了最终成型尺寸和设计尺寸的一致性。通过使用该变形补偿方法,实现了外径676 mm、壁厚8 mm、长度1932 mm的塑料内胆成型尺寸和设计尺寸的一致性保持,最大变形量控制在2 mm之内。采用有限元模拟方法降低了储氢瓶塑料内胆的生产成本,并且为模具设计提供了可靠的依据。 展开更多

关键词 Ⅳ型储氢瓶 塑料内胆 反向补偿 有限元分析

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加工泵体车胎的设计与分析 被引量：1

16

作者 黄乾贵 张艳 孙秋玲 《煤矿机械》 北大核心 2002年第11期12-15,共4页

以加工采煤机上的泵体孔车胎为例 ,简述了各机构的设计过程及机构分析。从理论上详细论述了液性塑料弹性定心夹紧机构中薄壁套筒的受力、变形情况。

关键词 泵体 车胎 定位 夹紧 液性塑料 薄壁套筒 锁紧机构 采煤机

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双层公路隧道各施工方案的模拟与研究 被引量：1

17

作者 牛泽林 谢永利 李德武 《延边大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第2期174-176,共3页

以弹塑性有限元法为基础,利用大型的仿真模拟软件(ANSYS中的土木模块),分析了在双层公路隧道长台阶施工方法和分部开挖施工方法中各施工阶段围岩和衬砌在空间的受力状态和变形状态;考虑材料的非线性特征,采用DP屈服准则,对这些结果加以... 以弹塑性有限元法为基础,利用大型的仿真模拟软件(ANSYS中的土木模块),分析了在双层公路隧道长台阶施工方法和分部开挖施工方法中各施工阶段围岩和衬砌在空间的受力状态和变形状态;考虑材料的非线性特征,采用DP屈服准则,对这些结果加以分析和总结,为以后具体的结构设计和施工提供了理论支持. 展开更多

关键词 弹塑性 有限元分析 围岩 衬砌

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双层黄土公路隧道各施工方案的模拟与研究 被引量：1

18

作者 牛泽林 谢永利 宋战平 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2011年第2期198-201,共4页

以弹塑性有限元法为基础,利用大型的仿真模拟软件(ANSYS中的土木模块),分析了该隧道在长台阶施工方法和分部开挖施工方法中各施工阶段围岩和衬砌在空间的受力状态,变形状态,考虑材料的非线性特征,采用DP屈服准则,并对这些结果加以分析... 以弹塑性有限元法为基础,利用大型的仿真模拟软件(ANSYS中的土木模块),分析了该隧道在长台阶施工方法和分部开挖施工方法中各施工阶段围岩和衬砌在空间的受力状态,变形状态,考虑材料的非线性特征,采用DP屈服准则,并对这些结果加以分析和总结,为以后的具体的结构设计和施工提供有力的理论支持. 展开更多

关键词 弹塑性 有限元分析 围岩 衬砌

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聚乙烯管套接衬里新工艺

19

作者 马书定 《油气储运》 CAS 北大核心 1996年第12期27-29,共3页

介绍了在管道内防腐方面应用比较广泛的聚乙烯管套接衬里工艺的基本原理、施衬过程及其特点,并着重介绍了中密度聚乙烯管转动塞入衬里新工艺。由于这种衬里管成圆度高、摩阻系数低,并具有抗化学物质侵蚀等特点,所以经实践证明,采用聚乙... 介绍了在管道内防腐方面应用比较广泛的聚乙烯管套接衬里工艺的基本原理、施衬过程及其特点,并着重介绍了中密度聚乙烯管转动塞入衬里新工艺。由于这种衬里管成圆度高、摩阻系数低,并具有抗化学物质侵蚀等特点,所以经实践证明,采用聚乙烯管转动成衬的管道不但流体损失少,而且对输送颗粒物质的抗蚀性较高。与传统的滑套式衬里法相比,转动塞入法的牵引负荷低,使衬里管易通过管道弯头,且不会造成管道堵塞,但对钢管内表面的处理及环境条件要求较严格。施衬完成后,将压力为0.2～0.5MPa的气体注入管内并保持24h,这样可确保缩径管(衬管)与钢管的紧密接触。 展开更多

关键词 管道 防腐 塑料 套管 衬里工艺

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Ⅳ型储氢瓶关键密封材料高压氢渗透特性研究进展

20

作者 陶家辉 徐鹏 王璐 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期13-17,123,共6页

塑料内胆与橡胶O形密封圈是Ⅳ型储氢瓶用关键阻氢部件,其高压氢渗透特性是储氢气瓶性能评价与安全评估的研究重点。总结了塑料内胆、密封橡胶等聚合物材料气体渗透性能主要测试方法与测试标准,介绍了相关气体渗透性能测试装置研制进展,... 塑料内胆与橡胶O形密封圈是Ⅳ型储氢瓶用关键阻氢部件,其高压氢渗透特性是储氢气瓶性能评价与安全评估的研究重点。总结了塑料内胆、密封橡胶等聚合物材料气体渗透性能主要测试方法与测试标准,介绍了相关气体渗透性能测试装置研制进展,综述了Ⅳ型储氢瓶用典型塑料内胆材料、橡胶密封材料氢渗透行为研究成果,指出了塑料内胆与橡胶密封材料高压氢渗透特性研究存在缺乏全工况试验数据与完善的标准体系等问题,提出了未来发展方向的建议。 展开更多

关键词 塑料内胆 橡胶O形圈 密封材料 氢渗透 高压氢气

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