Эксплуатация баллонов для кпг автобусов Конструктивные особенности газовых баллонов
Для сравнения баллонов различных конструкций используется коэффициент весового совершенства равный отношению массы баллона к его вместимости.
В мировой практике сейчас принята классификация баллонов высокого давления, включающая четыре основных вида конструкций:
- бесшовные цельнометаллические (без применения сварки), изготовленные из легированной или углеродистой стали (тип 1) – рисунок 1 ;
- металлопластиковые со стальным или алюминиевым лейнером (тип 2) - рисунок 2;
- металлопластиковые с обмоткой типа «кокон» (тип 3) – рисунок 1;
- композитные баллоны (тип 4) – рисунок 1.
|
|
Рисунок 1 - Бесшовные цельнометаллические баллоны (тип 1) |
|
Металлический лейнер
Лакокрасочное покрытие
Композиционная оболочка
Рисунок 2 - Металлопластиковые со стальным или алюминиевым лейнером (тип 2)
Композитная оболочка (разнонаправленные
слои композиционного материала)
Металлический лейнер
Рисунок 8.33 - Металлопластиковые с обмоткой типа «кокон» (тип 3)
Защитная оболочка
Металлический
закладной элемент с резьбой под вентиль
Полимерный лейнер
Композитная оболочка (разнонаправленные
слои композиционного материала)
Рисунок - Композитные баллоны (тип 4).
Баллоны 1-го типа давно используются в промышленности. Основное отличие баллонов ранее производимых по ГОСТ 949 заключается в использовании сталей с относительным удлинением 10%, по сравнению с 14%, требуемыми в международных стандартах на баллоны. Применение менее пластичной стали компенсировалось большим требуемым давлением разрушения и значением коэффициента запаса прочности (фактические значения не менее 3-х). Многолетний опыт эксплуатации подтвердил их высокую надежность. Сравнение требований отечественных и международных стандартов показано на рисунке Х.
Основной особенностью баллонов 2-го типа является наличие металлического лейнера, несущего нагрузку как в радиальном, так и продольном направлениях, оболочка из композиционных материалов несет нагрузку только в радиальном направлении. В связи с этим в международных стандартах ИСО 11439 и Правилах ЕЭК ООН № 110 специально оговорено, что давление разрушения металлических лейнеров должно составлять 26 МПа или 1,3 рабочего давления. Давление разрушения баллонов больше, чем у цельно металлических баллонов и зависит от типа композиционного материала оболочки.
Основной особенностью баллонов 3-го типа является, то что металлический лейнер в основном является герметизирующей оболочкой, а оболочка из композиционных материалов несет основную часть нагрузки и не является герметичной. Металлический лейнер воспринимает на себя давление газа, т.е. в любом случае несет, хоть небольшую, нагрузку и передает её композитной оболочке. Именно из-за высокой нагруженности металлических лейнеров коэффициент запаса прочности у баллонов 3-го типа еще более высокий в большинстве случаев.
Основной особенностью баллонов 4-го типа является использование в качестве герметизирующей оболочки пластикового лейнера, который хоть и является герметичным, но обладает газопроницаемостью.
Удельные характеристики баллонов разных типов приведены в таблице 8.10.
Таблица 8.10 Удельные характеристики баллонов
Тип баллона |
Удельная цена, USD/л |
Коэффициент массового совершенства, кг/л |
Тип 1, стальной |
6-10 |
0,9-1,2 |
Тип 2, стальной лейнер |
10-15 |
0,6-0,8 |
Тип 3, алюминиевый лейнер |
20-25 |
0,3-0,6 |
Тип 4, полиэтиленоый лейнер |
20-25 |
0,3-0,4 |