கலப்பு வாயு சிலிண்டர் என்றால் என்ன

1. அறிமுகம்

பின்னணி ‌

பாரம்பரிய உலோக வாயு சிலிண்டர்கள் (எஃகு அல்லது அலுமினியம்) நீண்ட காலமாக உயர் அழுத்த வாயு சேமிப்பைக் கொண்டிருக்கின்றன, ஆனால் முக்கியமான வரம்புகளால் பாதிக்கப்படுகின்றன: அதிக எடை (போக்குவரத்து செலவுகளை அதிகரிக்கும்), அரிப்பு பாதிப்பு (ஆயுட்காலம் குறைத்தல்) மற்றும் தீவிர அழுத்தம் அல்லது தாக்கத்தின் கீழ் வெடிப்பு அபாயங்கள். பொருள் அறிவியலில் முன்னேற்றங்கள் அடுத்த தலைமுறை சிலிண்டர்களுக்கான சிறந்த தேர்வாக அதிக வலிமை-எடை விகிதம் மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்புடன்-கலப்பு பொருட்களை நிலைநிறுத்தியுள்ளன. கலப்பு வாயு சிலிண்டர்கள் உயர் அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டில் 'உலோக சகாப்தம் ' இலிருந்து 'கலப்பு சகாப்தத்திற்கு ' க்கு மாற்றத்தைக் குறிக்கின்றன.

கலப்பு வாயு சிலிண்டர்களின் வரையறை

ஒரு கலப்பு வாயு சிலிண்டர் என்பது ஒரு பிசின் மேட்ரிக்ஸில் பதிக்கப்பட்ட ஃபைபர்-வலுவூட்டப்பட்ட பொருட்களுடன் (எ.கா., கார்பன் அல்லது கண்ணாடி இழைகள்) சீல் செய்யப்பட்ட பாலிமர் அல்லது மெட்டல் லைனரைக் கொண்ட ஒரு உயர் அழுத்த பாத்திரமாகும். உலோகத்தின் சீல் பண்புகளை கலவைகளின் இயந்திர நன்மைகளுடன் இணைத்து, இந்த சிலிண்டர்கள் உலோக சகாக்களை விட 30-70% இலகுவானவை, சிறந்த வெடிப்பு எதிர்ப்பை வழங்குகின்றன, மேலும் நீட்டிக்கப்பட்ட ஆயுட்காலம் (பொதுவாக 15-20 ஆண்டுகள்) பெருமைப்படுத்துகின்றன, அவை தொழில்துறை, மருத்துவ மற்றும் சுத்தமான ஆற்றல் பயன்பாடுகளில் இன்றியமையாதவை.

2. கட்டமைப்பு மற்றும் பொருட்கள்

முக்கிய கூறுகள்

லைனர்:

அதிக அடர்த்தி கொண்ட பாலிஎதிலீன் (எச்டிபிஇ) அல்லது அலுமினிய அலாய் ஆகியவற்றால் ஆனது, லைனர் வாயு இறுக்கத்தை உறுதி செய்கிறது. எச்டிபிஇ லைனர்கள் வேதியியல் அரிப்பை எதிர்க்கின்றன மற்றும் செலவு குறைந்தவை, அதே நேரத்தில் மெட்டல் லைனர்கள் (எ.கா., அலுமினியம்) அதி-உயர்-அழுத்த காட்சிகளுக்கு (எ.கா., எரிபொருள் செல் வாகனங்களுக்கான 70 எம்.பி.ஏ ஹைட்ரஜன் தொட்டிகள்) பொருந்துகின்றன.

வலுவூட்டல் அடுக்கு::

அழுத்தத்தை சமமாக விநியோகிக்க துல்லியமான கோணங்களில் (± 55 ° ஹெலிகல் முறுக்கு) லைனரைச் சுற்றி கார்பன் அல்லது கண்ணாடி இழைகள் காயமடைகின்றன. கார்பன் ஃபைபர், எஃகு விட ஐந்து மடங்கு வலிமையானது, நான்கில் ஒரு பங்கு அடர்த்தியில், எடை குறைப்புக்கு முக்கியமாகும்.

பாதுகாப்பு பூச்சு::

புற ஊதா-எதிர்ப்பு பூச்சுகள் அல்லது ரப்பர் அடுக்குகள் சிலிண்டரை சுற்றுச்சூழல் சேதத்திலிருந்து பாதுகாக்கின்றன. மேம்பட்ட மாடல்களில் வாழ்க்கை சுழற்சி கண்காணிப்புக்கான RFID குறிச்சொற்கள் இருக்கலாம்.

முக்கிய பொருள் தொழில்நுட்பங்கள்

இழைகள்:

கார்பன் ஃபைபர்: T700/T800 தரங்கள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன, 4.9 GPA வரை இழுவிசை வலிமையுடன், அதிக செலவு (மொத்த உற்பத்தி செலவில் 60%) ஒரு தடையாகவே உள்ளது.

கண்ணாடி ஃபைபர்: 1/10 கார்பன் ஃபைபரின் விலை, இது குறைந்த அழுத்த பயன்பாடுகளுக்கு பொருந்தும் (எ.கா., தீயணைப்பு சிலிண்டர்கள்).

பிசின் மேட்ரிக்ஸ்:

எபோக்சி பிசின் அதன் ஒட்டுதல் மற்றும் வெப்ப எதிர்ப்பிற்கு (120 ° C வரை) விரும்பப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் மறுசுழற்சி செய்யக்கூடிய தெர்மோபிளாஸ்டிக்ஸ் (எ.கா., பீக்) உருவாகிறது.

உற்பத்தி செயல்முறை::

ஈரமான இழை முறுக்கு (பிசின்-செறிவூட்டப்பட்ட இழைகள்) நிலையானது, தானியங்கு இயந்திரங்கள் ＜ 0.5 ° கோண விலகலை உறுதி செய்கின்றன. அடுப்புகளில் குணப்படுத்துதல் (120-150 ° C) கட்டமைப்பு விறைப்புக்கு பிசின் குறுக்கு இணைப்பைத் தூண்டுகிறது.

3. உற்பத்தி செயல்முறை

உற்பத்தி படிகள்

லைனர் உருவாக்கம் ‌: தடையற்ற லைனர்கள் ஊசி (எச்டிபிஇ) அல்லது ஸ்பின்னிங் (அலுமினியம்) வழியாக வடிவமைக்கப்படுகின்றன, அதைத் தொடர்ந்து கசிவு சோதனை.

ஃபைபர் முறுக்கு ‌: சிஎன்சி முறுக்கு இயந்திரங்கள் 3–5 அடுக்குகளில் பிசின்-பூசப்பட்ட இழைகளை சுமை தாங்கும் திறனுக்காக உகந்த கோணங்களுடன் பயன்படுத்துகின்றன.

குணப்படுத்துதல் ‌: அடுப்பு குணப்படுத்துதல் பிசின் மேட்ரிக்ஸை திடப்படுத்துகிறது.

தர சோதனை ‌: ஹைட்ரோஸ்டேடிக் சோதனை (30 விநாடிகளுக்கு 1.5 × வேலை அழுத்தம்), வெடிப்பு சோதனை (2.25 × வடிவமைப்பு அழுத்தத்தை தாண்ட வேண்டும்), மற்றும் மீயொலி குறைபாடு கண்டறிதல்.

மேற்பரப்பு சிகிச்சை ‌: பாதுகாப்பு பூச்சுகள் மற்றும் பாதுகாப்பு லேபிள்கள் (எ.கா., அதிகபட்ச அழுத்தம், ஆயுட்காலம்).

தொழில்நுட்ப சவால்கள்

ஃபைபர் அழுத்த விநியோகம் ‌: கோண விலகல்கள் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட அழுத்த செறிவுகளையும் முன்கூட்டிய செயலையும் ஏற்படுத்தக்கூடும்.

குணப்படுத்துதல் குறைபாடுகள் ‌: முழுமையற்ற பிசின் குணப்படுத்துதல் குமிழ்கள் அல்லது நீக்கம் உருவாக்கலாம், குறைபாடு அகற்றுவதற்கு எக்ஸ்ரே ஆய்வு தேவைப்படுகிறது.

சுழற்சி வாழ்க்கை சரிபார்ப்பு ‌: பிந்தைய 10,000 உருவகப்படுத்தப்பட்ட நிரப்பு வடிகால் சுழற்சிகள், அளவீட்டு விரிவாக்கம் ＜ 5%ஆக இருக்க வேண்டும்.

4. பயன்பாடுகள்

தொழில்துறை மற்றும் மருத்துவம்

தொழில்துறை எரிவாயு சேமிப்பு ‌: குறைக்கடத்தி உற்பத்திக்கு உயர் தூய்மை நைட்ரஜன்; வெல்டிங் செய்வதற்கான ஆர்கான், பணியிட அபாயங்களைக் குறைத்தல்.

மருத்துவ ஆக்ஸிஜன் அமைப்புகள் ‌: கோவிட் -19 நோயாளி போக்குவரத்தின் போது இலகுரக சிலிண்டர்கள் (3–5 கிலோ) மேம்பட்ட பெயர்வுத்திறன்.

ஆற்றல் மற்றும் போக்குவரத்து

ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் வாகனங்கள் ‌: டொயோட்டா மிராயின் வகை IV 70 MPa கார்பன் ஃபைபர் தொட்டிகள் 650 கி.மீ வரம்புகளை இயக்குகின்றன.

ஏரோஸ்பேஸ் ‌: ஸ்பேஸ்எக்ஸ் ராக்கெட் எரிபொருள் தொட்டி அழுத்தத்திற்கு கலப்பு ஹீலியம் சிலிண்டர்களைப் பயன்படுத்துகிறது.

சிவில் மற்றும் சிறப்பு பயன்கள்

தீயணைப்பு ‌: கார்பன் ஃபைபர் தன்னிறைவான சுவாசக் கருவி (எஸ்சிபிஏ) எடையை 8 கிலோவிலிருந்து 4 கிலோவாக குறைத்து, இயக்கம் அதிகரிக்கும்.

டைவிங் மற்றும் வெளிப்புற ‌: கலப்பு டைவிங் சிலிண்டர்கள் எதிர்மறை மிதப்பை 3 கிலோ குறைத்து, மூழ்காளர் ஆற்றலைப் பாதுகாக்கின்றன.

5. நன்மைகள் மற்றும் வரம்புகள்

நன்மைகள்

இலகுரக ‌: 9L/300BAR கார்பன் ஃபைபர் சிலிண்டர் எஃகு 8 கிலோ மற்றும் 25 கிலோ எடையுள்ளதாக இருக்கும்.

பாதுகாப்பு ‌: தோல்வியின் போது கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஃபைபர்-அடுக்கு துண்டு துண்டாக உலோக சிறு அபாயங்களை நீக்குகிறது.

அரிப்பு எதிர்ப்பு ‌: கடல் நீர், எச் 2 கள் மற்றும் ரசாயனங்களை பூச்சுகள் இல்லாமல் தாங்குகிறது.

வரம்புகள்

அதிக செலவு Cast ‌: கார்பன் ஃபைபர் சிலிண்டருக்கு ~ 1,500 (எஃகு விட 3–5 × விலை).

வெப்பநிலை உணர்திறன் ‌: பிசின் 80 ° C க்கு மேல் மென்மையாக்குகிறது; -40. C க்கு கீழே உள்ள இழைகள்.

மறுசுழற்சி சிரமம் ‌: தெர்மோசெட் பிசின்களை அகற்ற முடியாது; தற்போதைய மறுசுழற்சி கட்டுமான நிரப்பியை நசுக்குவதை உள்ளடக்குகிறது.

6. பாதுகாப்பு தரநிலைகள் மற்றும் பராமரிப்பு

சர்வதேச தரநிலைகள்

ஐஎஸ்ஓ 11119-3 ‌: வகை IV சிலிண்டர் வடிவமைப்பு மற்றும் சோதனையை நிர்வகிக்கிறது.

DOT -SP 14717 ‌: ஹைட்ரோஸ்டேடிக் சோதனைகள் வழியாக ஒவ்வொரு 5 வருடங்களுக்கும் அமெரிக்க ஹைட்ரஜன் சிலிண்டர் கோரிக்கையை கட்டாயப்படுத்துகிறது.

பயன்பாட்டு வழிகாட்டுதல்கள்

அழுத்தம் வரம்புகள் ‌: அதிகப்படியான நிரப்புதல் (எ.கா., 300 பார் சிலிண்டரில் 350bar) மைக்ரோக்ராக்ஸை ஏற்படுத்துகிறது.

சேமிப்பு ‌: நேரடி சூரிய ஒளியைத் தவிர்க்கவும்; -40 ° C மற்றும் 60 ° C க்கு இடையில் வெப்பநிலையை பராமரிக்கவும்.

சேதக் கட்டுப்பாடு Control ‌: 0.5 மிமீக்கு ஆழமான கீறல்களுக்கு உடனடி ஆய்வு தேவை.

7. எதிர்கால போக்குகள்

புதுமைகள்

குறைந்த விலை இழைகள் ‌: ஹையோசங்கின் டான்சோம் கார்பன் ஃபைபர் செலவுகளை 30%குறைக்கிறது.

ஸ்மார்ட் சிலிண்டர்கள் ‌: ஐஓடி-இயக்கப்பட்ட சென்சார்கள் புளூடூத் வழியாக அழுத்தம்/வெப்பநிலை/திரிபு கண்காணிக்கின்றன.

சந்தை வளர்ச்சி-

ஹைட்ரஜன் பொருளாதாரம் Hyd ‌: உலகளாவிய ஹைட்ரஜன் தொட்டி சந்தை 2030 க்குள் 1.5 பி (2023) முதல் 1.5 பி (2023) முதல் 8 பி வரை விரிவடைய (24% சிஏஜிஆர்).

மருத்துவ பெயர்வுத்திறன் ‌: வீட்டு ஆக்ஸிஜன் சிகிச்சை காம்பாக்ட் சிலிண்டர்களில் 12% வருடாந்திர வளர்ச்சியை இயக்குகிறது.

8. முடிவு

கலப்பு வாயு சிலிண்டர்கள் பாரம்பரிய உலோக சிலிண்டர்களின் எடை, பாதுகாப்பு மற்றும் ஆயுள் தடைகளை வென்று, ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு, அவசரகால பதில் மற்றும் விண்வெளிக்கு முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை. செலவு மற்றும் மறுசுழற்சி தடைகள் இருந்தபோதிலும், ஃபைபர் உற்பத்தியில் முன்னேற்றங்கள் (எ.கா., சீனாவின் 'கார்பன் ஃபைபர் உள்ளூராக்கல் ' முன்முயற்சி) மற்றும் தெர்மோபிளாஸ்டிக் கலவைகள் இந்த சிலிண்டர்களை நிலையான எரிசக்தி உள்கட்டமைப்பின் மூலக்கல்லாக வைக்கின்றன.