多功能全多层高压氢气储罐

高压储氢具有储罐结构简单、压缩氢气制备的能耗较少、充装速度快等优点，已成为现阶段氢能储运的主要方式。氢气储罐是高压储氢的关键设备。目前，加氢站使用的高强钢制无缝压缩氢气储罐，由于结构上的原因，存在无抑爆抗爆功能、在线健康状态诊断困难、大容量时泄漏点多等缺点。为此，本文提出了一种多功能全多层高压氢气储罐，并应用于我国第一座站内制氢的加氢站。储罐由双层半球形封头、接管、加强箍、绕带简体和健康诊断系统组成，具有承压、抑爆抗爆、缺陷分散、健康状态在线诊断等多种功能。     

大容积全多层高压储氢容器封头和筒体连接结构强度研究

以自主研制的75 MPa,2.5 m3大容积全多层高压储氢容器为对象,开展了封头和筒体连接结构强度试验研究,得到了加强箍、封头及其连接部位应力随容器内压力的变化情况。建立了精度较高的大容积全多层高压储氢容器封头和筒体连接结构弹塑性有限元分析模型。基于该模型,对封头和筒体连接结构在容器超压过程中的变形特征,及封头与加强箍配合面形成裂纹尖端在多次加载时的稳定性进行了分析,验证了加强箍结构设计方法的合理性。     

整体多层包扎式高压容器应用于加氢反应器的前景

加氢反应器的典型特点是高温、高压和临氢环境。目前典型结构是板焊式或锻焊式,存在制造周期长、成本高和焊缝容易产生裂纹等问题。整体多层包扎式高压容器是一种无深厚焊缝的高压容器,已成功应用于氨合成塔和尿素合成塔。分析了整体多层包扎式高压容器的技术进展,指出应用整体多层包扎方式制造加氢反应器可以明显降低成本、缩短制造周期,并可现场制造,将给加氢反应器的制造带来重大变化。从整体多层包扎式高压容器发展情况和其特性来看,其安全性是有可靠保障的,应用于加氢反应器是可行的。当然,需要从理论、设计、制造、材料、标准、规范等开展进一步的工作。     

损伤识别在车用储氢容器模态试验中的应用

针对车用高压储氢容器的复合纤维缠绕结构在其使用过程中的安全问题,开展了体积为0.074m3车用纤维缠绕储氢容器的模态试验研究。根据完好容器、反复充装引起的桶身轻微损伤和疲劳破裂两种疲劳损伤状态容器的模态分析,探讨了基于模态参数进行损伤识别的可行性。研究表明,无论是轻微损伤还是疲劳破裂状态,局部的疲劳裂纹对损伤前后的频响函数有一定影响但并不敏感,无法基于频率响应函数判定损伤是否发生并确定损伤位置,但基于损伤前后振型比较可以实现损伤判定并预测损伤位置。该研究为确定车用储氢结构的在线损伤识别奠定了实践基础。     

热壁加氢反应器焊接

加氢反应器由于在高温、高压条件下长期工作,其选材应考虑氢蚀、氢脆、回火脆性及综合机械性能,因此加氢设备母材均采用进口2(1/4)Cr—1Mo钢板。这种钢焊接时,除焊条、焊     

大型加氢反应器用3Cr—1Mo—1／4V—Ti—B钢配套埋弧焊焊丝研制

加氢反应器是加氢成套装置中的关键设备,长期运行在高温、高压和临氢条件下,属于具有高温氢腐蚀破坏危险性的高压容器。随着加氢反应器向大型化、高参数的日趋发展,对加氢反应器的材料要求也越来越高,国外工业发达国家已由21／4Cr－1Mo低合金耐热钢发展到3Cr－1Mo－1／4V－Ti－B钢。为了替代进口,打破国外焊接材料的垄断,确保焊接质量,满足生产之急需,尽快实现我国大型加氢反应器用3Cr－1Mo－1／4V－Ti－B钢的焊接国产化,我院与中国第一重型机械集团公司对大型加氢反应器用新型材料进行了应用研究,研制了大型加氢反应器用3C…     

复合储氢系统用高压储氢合金

高压复合储氢系统具有储氢量高、动力学性能好、适用温度低等优点,为燃料电池汽车储氢技术提供了有效的解决方案。高压储氢合金是复合储氢系统的核心部分,因此发展高性能的高压储氢合金对于车载氢能的大规模应用有着重要意义。本文综述了三种高压储氢合金的发展近况,包括Ti Cr2基和Zr Fe2基AB2型高压储氢合金以及V基BCC固溶体合金,并分析了高压储氢合金的发展前景。     

车载高压储氢瓶用瓶口阀的研究

介绍了新能源行业氢燃料电池汽车车载高压储氢瓶用瓶口阀的现状及要求,论述了储氢瓶用瓶口阀的结构特点、材料选择及检查与试验。     

高压气瓶用34CrMo4钢的抗氢脆性能及影响因素

为保证具有氢脆风险的高压气瓶的安全使用,对国内两个钢厂生产的高压气瓶用34CrMo4钢进行了化学成分分析、力学性能测试和抗氢脆性能试验,对比研究了不同厂家34CrMo4钢的抗氢脆性能及影响因素。结果表明:不同钢厂生产的34CrMo4钢中的主要化学成分基本一致,但由于钢中气体元素氧、氮、氢,有害元素磷、硫和微量元素(钒+铌+钛+硼+锆)的含量,非金属夹杂物级别,以及钢的冲击性能相差较大,导致其通过氢脆试验的抗拉强度不同,分别为901,968 MPa,对应的最大氢脆化指数分别为1.93,1.92;对具有氢脆风险的高压气瓶,除应限定材料最大抗拉强度与屈强比外,还应限定有害元素磷、硫和微量元素(钒+铌+钛+硼+锆)的含量。     

充氢对2.25Cr—1Mo钢的脆性转变温度的影响

长期处于高温、高压、临氢环境下运行的加氢反应器,其材质会出现回火脆化和氢脆等现象,对设备安全运行构成威胁。本文通过对R401加氢精制反应器内置2.25Cr-1Mo挂片的解剖,分析该反应器运行35000h后的回火脆化量,并对冲击试样进行电化学充氢试验。分析充氢对2.25Cr-1Mo钢的脆性转变温度的影响,从而为加氢反应器的安全运行提供借鉴。     

氢气压缩机材料的选用与防爆

近年来,由于石油化学工业的迅速发展,在石油炼制工业中广泛地采用了先进的加氢新工艺,这样就要求机械工业提供成套的加氢设备,例如:各种反应器、高压容器、高压换热器、氢气压缩机及其辅助设备等。 氢气是一种特殊气体,活动性很强,在一定的条件下对金属有着强烈的腐蚀作用,严重地影响设备的使用寿命,同时氢气又是一种易     

行业标准《高压加氢装置用阀门技术规范》（JB/T11484-2013）的分析

介绍了高压加氢阀门的氢腐蚀和硫腐蚀机理,分析了机械行业标准《高压加氢装置用阀门技术规范》（JB/T 11484-2013）的主要内容。     

氢能源汽车70 MPa储氢瓶安全泄放特性分析

针对氢能源汽车紧急状态下高压储氢瓶快速泄放的安全要求，建立了基于R-K状态方程的车载高压储氢瓶及其安全泄放阀回路的数学模型，分析了储氢瓶安全泄放阀回路泄放过程的特性，并与火烧试验的测试结果进行了对比。研究结果表明，压力70 MPa、容积57 L的储氢瓶，采用理想气体状态方程和R-K状态方程计算得到的储氢质量与实测结果的误差分别为41.35%、5.26%,理想气体状态方程不适用于高压气体；采用数学模型和CFD仿真模型得到的泄放时间理论结果与实测结果的误差分别为8.39%、4.89%;安全泄放阀回路通道中TPRD泄压装置对流场分布的影响最为显著；高压储氢瓶的出口流量与通道管径呈正相关关系，泄放时间与通道管径呈负相关关系。本文分析结果可作为氢能源汽车车载高压储氢瓶安全泄放阀回路设计和分析的理论依据。     

日本大型高温高压容器的几点技术动向

1986年11月17日至19日在沈阳举行了日中第二届产业机械技术研讨会。日本制钢所室兰制作所专题介绍了加氢反应器等大型高温高压容器的一些特点,现将其主要技术动向简介如下: 1.高温高压容器设计要点随着原油重质化,压力容器的设计条件也不断地向着高温、高压方向变化,因此在设计     

加氢反应器堆焊材料及工艺研究

加氢反应器是加氢炼油成套设备的心脏，它在高温、高压及富氢工况条件下运行，这类高温高压容器的制造技术要求不低于核容器。对于大型热壁加氢反应器，为了防止其内壁的高温氢及硫化氢的腐蚀以及连多硫酸的应力腐蚀，反应器内壁都难焊不锈钢耐蚀层，其产值占整个反应器的25～30％。因此，反应器内壁的大面积堆焊材料及工艺是整个加氢反应器制造中最为关键的制造技术之一。为此，加氢反应器难焊材料与工艺的研究列为国家“七五”重大技术装备科技攻关项目。本课题经过可行性分析，堆焊材料研制，实验室堆焊工艺试验，堆焊层综合性能检验，工…     

关于氢气无缝容器抗拉强度上限880 MPa的探讨

国内的压力容器规程和标准规定氢气无缝容器的抗拉强度上限不得超过880 MPa,而欧美标准及ISO标准中通常以945~950 MPa为界限,抗拉强度超过此界限的氢气容器须满足附加的要求。通过对中外氢气容器相关标准和气瓶的对比,分析了中外标准的差异及对气瓶充装量的影响,通过对19世纪70年代高强钢氢脆早期研究的介绍及其最新研究进展的简短回顾,分析了抗拉强度上限880 MPa的由来和历史局限性,为今后国内高强钢氢脆研究和相关标准的制修订提出了建议。     

加氢反应器堆焊层裂纹的成因与对使用的影响

分析了加氢反应器堆焊层裂纹的成因与对使用的影响。由于加氢反应器焊后热处理时不锈钢σ相脆化与使用时的氢脆可使堆焊层金属的塑性降到很低值,使得堆焊层的高应力部位萌生开裂。由于壳体基材有高的断裂韧性,堆焊层裂纹不会扩展到壳体基材,堆焊层裂纹不影响加氢反应器的使用性。     

圆筒形高压容器单面管接头的新结构

一、圆筒形高压容器上的开孔承受内压力的圆筒形高压容器,开孔边缘能产生很高的应力集中,孔边应力集中的程度主要取决于容器的应力场和开孔形状。对圆筒形高压容器来说,当开孔直径与筒体内径之比不是很大时,可以用图1所示的承受双向拉伸     

高压气动减压阀的结构优化与特性分析

对氢能源动力汽车的输氢系统来说,要解决的关键问题就是高压氢气的减压,本文针对该系统中的关键性元件高压气动减压阀进行了研究。为保证1次加氢后连续行驶距离达到300km以上,要求氢能源汽车车载输氢系统储氢气瓶的压力达到35MPa以上,氢能源汽车质子交换膜燃料电池所提供的氢气的正常工作压力为0．16MPa。通过对阀的各个主要部件进行分析,优化了该阀的结构,设计了一种新型高压气动减压阀;建立了阀的数学模型,运用MATLAB／SIMULINK仿真软件,分析了该阀的静态特性和动态特性。     

加氢反应器装运设计探讨

热壁加氢反应器是大型化工容器,在铁路运输过程中需使用特种车辆并要进行装载加固.本文介绍我公司为抚顺石化总厂制造的热壁加氢反应器的铁路运输用特种车辆的装载加固设计方案.