高壓輕型無縫氣瓶的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高壓輕型無縫氣瓶，瓶體為薄壁瓶體，并由38CrNi3MoVA高強(qiáng)鋼制成，瓶體兩端為雙瓶頸結(jié)構(gòu)，雙瓶頸上分別設(shè)有內(nèi)螺紋，其中，一個瓶頸通過內(nèi)螺紋連接瓶頭閥。無縫氣瓶外徑：￡^=467冊《、額定容量：80L~500L、耐壓值：40MPa。本實(shí)用新型的薄壁結(jié)構(gòu)，在熱處理環(huán)節(jié)中容易淬透，不會出現(xiàn)夾層現(xiàn)象，這對于保障高壓氣瓶的安全性很有益處。由于本實(shí)用新型采用高強(qiáng)度鋼制造，其具備的低重量、高強(qiáng)度、高韌性和高塑性均可滿足對氣瓶重量有特殊要求的高壓氣瓶應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說明】高壓輕型無縫氣瓶

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高壓氣瓶，尤其是一種高壓輕型無縫氣瓶。

【背景技術(shù)】
[0002]無縫高壓空氣瓶產(chǎn)品(以下簡稱:“氣瓶”)主要用于儲存壓縮空氣，是40MPa高壓壓縮空氣系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。除此以外還可用于打撈、救生、石油勘探以及經(jīng)減壓供船舶主輔機(jī)啟動、儀器、儀表、鳴放氣笛以及生活雜用等。
[0003]現(xiàn)有40MP/410L的氣瓶采用低強(qiáng)鋼35CrNi3MoVA及37CrNi3MoVA，采用這兩種材料生產(chǎn)的氣瓶具有以下缺點(diǎn):
[0004](I)由于材料的關(guān)鍵性能指標(biāo)低，導(dǎo)致壁厚較厚，因而使得
[0005]I)無縫鋼管在加工過程中的壁厚偏差較大；
[0006]2)氣瓶重量較重；
[0007]3)熱處理過程中出現(xiàn)無法淬透。
[0008](2)材料耐海水腐蝕能力較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型是要提供一種高壓輕型無縫氣瓶，該無縫氣瓶采用高強(qiáng)度鋼制造，其具備的低重量、高強(qiáng)度、高韌性和高塑性均可滿足對氣瓶重量有特殊要求的高壓氣瓶應(yīng)用領(lǐng)域。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種高壓輕型無縫氣瓶，包括瓶體，其特點(diǎn)是:瓶體為薄壁瓶體，并由38CrNi3MoVA高強(qiáng)鋼制成，瓶體兩端為雙瓶頸結(jié)構(gòu)，雙瓶頸上分別設(shè)有內(nèi)螺紋，其中，一個瓶頸通過內(nèi)螺紋連接瓶頭閥，瓶頭閥3通過進(jìn)氣管4與瓶體2內(nèi)腔連通。
[0011]無縫氣瓶外徑'Dw = AfJlmm、額定容量:80L?500L、耐壓值:40MPa。
[0012]瓶頭閥包括進(jìn)氣截止閥、排氣截止閥和壓力表開關(guān)閥，其中，壓力表開關(guān)閥安裝在瓶體的瓶蓋上端，瓶蓋兩側(cè)分別安裝進(jìn)氣截止閥和排氣截止閥。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型薄壁結(jié)構(gòu)，在熱處理環(huán)節(jié)中容易淬透，不會出現(xiàn)夾層現(xiàn)象，這對于保障高壓氣瓶的安全性很有益處。由于本實(shí)用新型采用高強(qiáng)度鋼制造，其具備的低重量、高強(qiáng)度、高韌性和高塑性均可滿足對氣瓶重量有特殊要求的高壓氣瓶應(yīng)用領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型的瓶頭閥結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1所示，一種高壓輕型無縫氣瓶，包括瓶頸1、瓶體2、瓶頭閥3、進(jìn)氣管4。
[0018]瓶體2為薄壁瓶體，并由38CrNi3MoVA高強(qiáng)鋼制成，瓶體2兩端為雙瓶頸I結(jié)構(gòu)，雙瓶頸I上分別設(shè)有內(nèi)螺紋，其中，一個瓶頸I通過內(nèi)螺紋連接瓶頭閥3，瓶頭閥3通過進(jìn)氣管4與瓶體2內(nèi)腔連通。
[0019]如圖2所示，瓶頭閥3包括進(jìn)氣截止閥6、排氣截止閥7和壓力表開關(guān)閥5，其中，壓力表開關(guān)閥5安裝在瓶體2的瓶蓋8上端，瓶蓋8兩側(cè)分別安裝進(jìn)氣截止閥6和排氣截止閥7。
[0020]本實(shí)用新型中的氣瓶瓶體采用高強(qiáng)鋼38CrNi3MoVA制造(瓶體長度范圍_50%)。
[0021]一、結(jié)構(gòu)
[0022]40 MPa船用無縫高壓空氣瓶產(chǎn)品瓶體結(jié)構(gòu)型式為雙頸螺紋瓶式結(jié)構(gòu)，瓶頭閥結(jié)構(gòu)形式為外螺紋結(jié)構(gòu)。
[0023]二、技術(shù)要求
[0024]1、工作條件
[0025]I)額定工作壓力'Ps =40 MPa ；
[0026]2)設(shè)計(jì)壓力:45MPa ;
[0027]3)工作介質(zhì):經(jīng)過干燥凈化的壓縮空氣、氮?dú)?、惰性氣體；
[0028]4)氣瓶工作環(huán)境溫度:_40°C?+60°C ；
[0029]5)瓶頭閥工作環(huán)境溫度:-1O0C ~+50°C ；
[0030]6)壓力波動范圍:0?40 MPa ；
[0031]7) 40 MPa高壓空氣系統(tǒng)安全閥開啟壓力為41 MPa。
[0032]2、性能和規(guī)格
[0033]I)外徑:Dr = ASlnmi ；
[0034]2)額定容量:80L、100L、125L、200L、260L、300L、410L、500L ；
[0035]3)殘余變形率:η > 5% ；
[0036]4)爆破壓力-.Pi >1.6^
[0037]3、水壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)
[0038]I)水壓試驗(yàn)壓力'Ph =60 MPa ;
[0039]2 )氣密性試驗(yàn)壓力'Ps =40 MPa。
[0040]4、化學(xué)成分
[0041]I)瓶體
[0042]氣瓶瓶體材料為由技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生的新鋼種38CrNi3MoVA，屬于氣瓶用鉻鑰鋼種(淬火和回火)，該鋼種為非沸騰鋼、無時效性、并且經(jīng)過鋁或硅鎮(zhèn)靜處理。
[0043]a)化學(xué)成分允差應(yīng)符合EN ISO 9809-1中表I的規(guī)定:
[0044])_,_表I—化學(xué)成分允差_1
元素最大含量%允許范圍%
__(質(zhì)量分?jǐn)?shù))__(質(zhì)量分?jǐn)?shù))_
Wi<0.30%0.06
__>0.30%__O1OT_
Ji__所有值__O1SO_
硅__所有值__0.30_
^化 50%Oo
__>1.50%__050_
鎳__所有值__0.40_
Jl__所有值__O1IB_
[0045]b)氣瓶瓶體制造用鋼在熔煉分析中的硫和磷的含量不超過EN ISO 9809-1中表2
的規(guī)定:
[0046]
_表2—硫和磷的^^量最大限制值(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，%_
^ 0.010


0.020
硫+磷0.025
[0047]c)碳、錳和硅的含量和在適當(dāng)?shù)那闆r下，鉻、鎳、鑰的含量及其最大值和最小值之間的差值不超過表I的規(guī)定值；
[0048]d)元素釩、鈮、鈦、硼和鋯的含量總和不超過0.15% ；
[0049]a)氣瓶瓶體用鋼的化學(xué)成分其具體數(shù)值見表3:
[0050]
__.表3國際公認(rèn)的鋼成分_.....爾函顆！_麗,..........................................................................................................................................—

Cr1 (Q+T)CIn (Q+T)
__%__%_
碳0.25?0.38《0.38
t--Ο—0.40~0.1-0.35
1肋~1.00?.35~1.75

^<0.020..................................................................................................."<0.020
<0.020 ~<0.020 言?8~1.20—
?0.15~ 0..40
每種元素的實(shí)際范圍均符合表I和表2的規(guī)定，并具有良好的鋼冶煉性。且表2 中規(guī)定的極限值應(yīng)優(yōu)于本表中的給定值。
備注:本設(shè)計(jì)中材料的化學(xué)成分遵循CrM0〔Q+T)。_
[0051]2)瓶頭閥
[0052]a)閥體材料牌號:38CrNi3MoVA-1IK或 34CrMo4)鍛件；
[0053]b)鍛件材料的化學(xué)成分見表4:
[0054]

表4鍛件材料的化.學(xué)成分最大含量％ (質(zhì)量分?jǐn)?shù))
碳 C0.33~0.40
Sln0.27~(〕.47
桂 Si0.17~(〕.37
鉻 Cr1.20-1.45
鎳 Ni3.00?3.50
鉬 Mo0.35~0.45
釩 V0.10 ?0.15
銅 Cu<0.20
I烏w《0.20
Ii B--
硫 S<0.035
Hp<0.035
[0055]5、調(diào)質(zhì)處理后應(yīng)保證的力學(xué)性能
[0056]I)瓶體
[0057]a)抗拉強(qiáng)度A(X)乏1030MPat (同時不大于I則Afffl )；
[0058]b)屈服極限:CT5 (RiH) > 920MPa ;
[0059]c)延伸率:δ5>16% (標(biāo)準(zhǔn)圓環(huán)試樣)；
[0060]d)沖擊功:
[0061]?縱向取樣:-50°C時沖擊功；
[0062]令橫向取樣(試件寬度>7.5?10mm):
[0063]-50°C時平均沖擊值2、單件試樣沖擊值％ 232^ 2。
/ cm/ cm
[0064]e)冷彎角:180。時，￡) = 2xa ；
[0065]f)晶粒度:彡5級。
[0066]2)瓶頭閥
[0067]a)抗拉強(qiáng)度(下限值或調(diào)質(zhì)處理后保證值):^ > 930ikfFa ；
[0068]b)屈服極限(下限值或調(diào)質(zhì)處理后保證值):σ, >7851/Pa ；
[0069]c)延伸率:? 212% ；
[0070]d)沖擊功:
[0071]低溫-50°C:AKY>mj
[0072]e)冷彎角:180° 時，￡) = 2xa ；
[0073]f)晶粒度:彡5級。
[0074]三、操作說明
[0075]1、單獨(dú)安裝或由數(shù)只氣瓶組成一個系統(tǒng)時:
[0076]當(dāng)采用空氣壓縮機(jī)充氣時，壓縮空氣經(jīng)管路進(jìn)入初級油水分離器、高級油水分離器，然后經(jīng)干燥凈化裝置進(jìn)入高壓空氣系統(tǒng)中的氣瓶內(nèi)。當(dāng)氣瓶充到40MPa壓縮空氣時，應(yīng)關(guān)閉壓氣機(jī)。
[0077]2、供氣時:
[0078]a)當(dāng)船舶需要壓縮空氣時，打開高壓空氣系統(tǒng)供氣截止閥，供船舶主輔機(jī)啟動、儀器、儀表用氣。
[0079]b)當(dāng)打撈船、救生船、石油勘探船需要壓縮空氣時，打開高壓空氣系統(tǒng)供氣截止閥，供打撈、救生、石油勘探的各個部門使用。
[0080]c)當(dāng)打撈、救生船的船(艦)員潛入海水中作業(yè)，氣瓶用于保證人員正常呼吸時，經(jīng)干燥凈化裝置的壓縮空氣應(yīng)進(jìn)入專用的氣瓶(氣瓶內(nèi)應(yīng)涂亞麻子油或不脫落的無毒涂料)。
[0081]3、當(dāng)氣瓶裝瓶頭閥時
[0082]I)充氣時:
[0083]當(dāng)采用空氣壓縮機(jī)充氣時，打開氣瓶的壓力表開關(guān)、進(jìn)氣截止閥，同時應(yīng)關(guān)閉排氣截止閥、放泄閥。壓縮空氣經(jīng)初級油水分離器和高級油水分離器的分離，然后經(jīng)干燥凈化裝置進(jìn)入氣瓶。當(dāng)氣瓶充到40MPa壓縮空氣時，應(yīng)關(guān)閉進(jìn)氣截止閥。
[0084]2)供氣時(供船舶主輔機(jī)啟動、儀器、儀表、鳴放氣笛、生活雜用或其他所需壓縮空氣時):
[0085]首先應(yīng)關(guān)閉進(jìn)氣截止閥，然后打開排氣截止閥。供氣時氣瓶內(nèi)應(yīng)留有一定余量的壓縮空氣，以0.5MPa為宜，不允許全部用光后再充氣。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓輕型無縫氣瓶，包括瓶體(2)，其特征在于:所述瓶體(2)為薄壁瓶體，并由38CrNi3MoVA高強(qiáng)度鋼制成，瓶體(2)兩端為雙瓶頸(I)結(jié)構(gòu)，雙瓶頸(I)上分別設(shè)有內(nèi)螺紋，其中，一個瓶頸(I)通過內(nèi)螺紋連接瓶頭閥(3)，瓶頭閥(3)通過進(jìn)氣管(4)與瓶體(2)內(nèi)腔連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓輕型無縫氣瓶，其特征在于:所述無縫氣瓶外徑:1^=467.?、額定容量:80L ?500L、耐壓值:40MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓輕型無縫氣瓶，其特征在于:所述瓶頭閥(3)包括進(jìn)氣截止閥(6)、排氣截止閥(7)和壓力表開關(guān)閥(5)，其中，壓力表開關(guān)閥(5)安裝在瓶體(2)的瓶蓋(8 )上端，瓶蓋(8 )兩側(cè)分別安裝進(jìn)氣截止閥(6 )和排氣截止閥(7 )。
【文檔編號】F17C13/00GK204026125SQ201420233246
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】王冬梅 申請人:王冬梅