氣瓶
編輯氣瓶是一種壓力容器,用于儲存和容納高于大氣壓的氣體。高壓氣瓶也稱為瓶子。在圓筒內部,根據內容物的物理特性,儲存的內容物可能處于壓縮氣體、液體上的蒸汽、超臨界流體或溶解在基底材料中的狀態。典型的氣瓶設計是細長的,直立在平坦的底端,閥門和配件位于頂部,用于連接到接收裝置。在這種情況下,不要將術語氣瓶與儲罐混淆,后者是在重力作用下儲存液體的開頂或通風容器,盡管術語水肺氣瓶通常用于指用于呼吸氣體供應的氣瓶。水下呼吸器。
氣瓶材料
編輯設計規范和應用標準以及材料成本決定了大多數氣瓶選擇無焊縫的鋼材;鋼經過處理以防腐蝕。一些新開發的輕型氣瓶由不銹鋼和復合材料制成。由于碳纖維增強聚合物具有非常高的拉伸強度,這些容器可以很輕,但更難制造。用纖維材料加固或組裝的氣瓶通常必須比金屬氣瓶更頻繁地檢查,例如每5年而不是10年,并且必須比金屬氣瓶更徹底地檢查。它們的使用壽命可能有限。鋼瓶的檢驗間隔從5年或6年增加到10年。必須更頻繁地檢查用于水中的潛水氣瓶。當發現它們存在固有的結構問題時,某些鋼和鋁合金已停止使用。纖維復合氣瓶最初規定的有限使用壽命為15、20或30年,而如今鋼瓶通常在70年后被淘汰,或者只要它們通過定期檢查和測試,就可以無限期地繼續使用。由于某些年份存在被提名為無限制壽命(NLL)的復合氣缸,只要沒有損壞即可。
氣瓶的類型
由于玻璃纖維復合材料用于加強氣瓶,因此高壓容器的結構有多種:<pclass="mw-empty-elt">
- 僅限金屬。主要是無縫鍛造金屬。但是對于較低的工作壓力,例如液化丁烷,也有焊接鋼容器。
- 金屬容器,僅在圓柱體的圓柱形部分周圍用纖維復合材料包裹。(在幾何上,與圓柱體的球冠相比,圓柱體區域的抗拉強度需要兩倍。)
- 薄金屬襯里(保持容器密封,但不影響工作壓力)在基體材料中完全包裹著纖維。
- 塑料制成的無金屬襯里,完全包裹著纖維材料。凸臺,氣缸蓋的中心仍然由金屬制成,并包括閥門的螺紋。
用于儲氣的壓力容器也可以按體積分類。在南非,儲氣瓶意味著一個可再填充的可運輸容器,其水容量高達150升。從150升到3000升水容量的可再填充的可運輸圓柱形容器被稱為管。
法規和測試
編輯高壓氣瓶的運輸受到世界許多政府的監管。運輸國家的管理當局通常要求進行各種級別的測試。在美國,該機構是美國交通部(DOT)。同樣在英國,歐洲運輸法規(ADR)由運輸部(DfT)實施。對于加拿大,該機構是加拿大交通部(TC)。獨立測試機構(如美國保險商實驗室(UL))可能對鋼瓶的設計和/或性能提出額外要求。每個高壓氣瓶制造商都必須有一個獨立的質量代理來檢查產品的質量和安全性。在英國,主管當局-交通部(DfT)-實施法規,授權氣缸測試員的任命由英國認證服務局(UKAS)進行,他們向車輛認證機構(VCA)提出建議以供個人批準身體。可以對各種氣缸進行各種測試。一些最常見的測試類型是靜水壓測試、爆破測試、極限拉伸強度、夏比沖擊測試和壓力循環。在制造過程中,重要信息通常被壓印或xxx標記在氣缸上。這些信息通常包括氣瓶的類型、工作或服務壓力、序列號、制造日期、制造商的注冊代碼,有時還包括測試壓力。根據法規要求,其他信息也可能加蓋印章。多次使用的高壓氣瓶(大多數情況下)可以每隔幾年進行一次靜水壓或超聲波測試和目視檢查。在美國,流體靜力/超聲波測試需要每五年或每十年進行一次,具體取決于氣缸及其服務。
閥門連接
編輯閥門
氣瓶通常在一端有一個截止角閥,氣瓶的方向通常使閥門在頂部。在不使用氣體的儲存、運輸和處理過程中,可以在突出的閥門上擰上一個蓋子,以防止其損壞或防止氣瓶傾倒而折斷。氣瓶有時沒有蓋帽,而是在閥門組件周圍有一個保護套環或頸環。
聯系
工業、醫療和潛水氣瓶上的閥門通常具有不同旋向、尺寸和類型的螺紋,具體取決于氣體類別,這使得誤用氣體變得更加困難。例如,氫氣瓶不適合氧氣調節器和供應管線,這可能會導致災難。一些配件使用右旋螺紋,而另一些使用左旋螺紋;左旋螺紋接頭通常可以通過切入它們的槽口或凹槽來識別。在美國,閥門連接有時被稱為CGA連接,因為壓縮氣體協會(CGA)發布了關于哪些連接用于什么氣體的指南。例如,氬氣瓶的閥門上有一個CGA580接頭。高純度氣體有時使用CGA-DISS(直徑指數安全系統)連接。醫用氣體可以使用引腳索引安全系統來防止氣體與服務的錯誤連接。在歐盟,DIN連接比在美國更為普遍。在英國,英國標準協會制定標準。標準中包括用于易燃氣體鋼瓶的左旋螺紋閥門(最常見的是黃銅,BS4,用于非腐蝕性鋼瓶內容物的閥門或不銹鋼,BS15,用于腐蝕性內容物的閥門)。非易燃氣體鋼瓶配有右旋螺紋閥門(最常見的是黃銅,BS3,用于非腐蝕性組件的閥門或不銹鋼,BS14,用于腐蝕性組件的閥門)。
調節器
當氣瓶中的氣體要在低壓下使用時,取下蓋子并將壓力調節組件連接到截止閥上。該附件通常有一個帶有上游(入口)和下游(出口)壓力表的壓力調節器以及一個下游針閥和出口連接。對于在環境儲存條件下仍為氣態的氣體,上游壓力表可用于根據壓力估計氣缸中剩余的氣體量。對于儲存為液態的氣體,例如丙烷,出口壓力取決于氣體的蒸汽壓力,并且在氣瓶幾乎耗盡之前不會下降,盡管它會根據氣瓶內容物的溫度而變化。調節器被調節以控制下游壓力,這將限制在下游壓力表顯示的壓力下從氣缸中流出的xxx氣體流量。出于某些目的,例如用于弧焊的保護氣體,調節器還將在下游側安裝一個流量計。調節器出口連接連接到任何需要供氣的地方。
安全和標準
編輯由于內容物處于壓力之下并且有時是有害物質,因此對瓶裝氣體的處理進行了規定。規定可能包括鏈瓶以防止跌落和損壞閥門,適當的通風以防止在泄漏時受傷或死亡,以及指示潛在危險的標志如果壓縮氣瓶翻倒,導致閥塊被剪斷,快速高壓氣體的釋放可能導致氣缸劇烈加速,可能導致財產損失、傷害或死亡。為了防止這種情況,氣瓶通常用皮帶或鏈條固定在固定物體或運輸車上。它們也可以存放在安全柜中。在火災中,氣瓶中的壓力與其溫度成正比上升。如果內部壓力超過鋼瓶的機械限制并且沒有辦法將加壓氣體安全地排放到大氣中,則容器將發生機械故障。如果容器內容物易燃,此事件可能會導致火球。氧氣和氟等氧化劑將通過加速受影響區域的燃燒產生類似的效果。如果鋼瓶的內容物是液體,但在環境條件下變成氣體,這通常稱為沸騰液體膨脹蒸汽爆炸(BLEVE)。英國和其他一些國家的醫用氣瓶在閥座和氣瓶之間的閥塊中裝有伍德金屬易熔塞。該塞子在相對較低的溫度(70°C)下熔化,并允許氣缸中的內容物在氣缸被熱量顯著削弱之前逸出到周圍環境中,從而降低了爆炸的風險。在熱氣球中發現的氣瓶必須每年檢查一次,作為CAA批準的檢查員的年度檢查的一部分,以確保沒有凹痕或劃痕對氣瓶造成風險。氣球鋼瓶上的泄壓閥在10年或更短時間內更換,如果它們有損壞跡象,同時對鋼瓶進行內部檢查,檢查鋼瓶內是否有腐蝕和異物。更常見的泄壓裝置是安裝在氣缸和閥座之間的閥門底部的簡單爆破片。爆破片是一種小型金屬墊圈,設計用于在預定壓力下破裂。一些爆破片帶有低熔點金屬,因此在爆破片破裂之前,閥門必須暴露在過熱的環境中。壓縮氣體協會出版了許多關于安全處理和使用瓶裝氣體的小冊子和小冊子。
國際和國家標準
關于加壓氣瓶和相關部件的制造、使用和測試,有廣泛的標準。此處列出了一些示例。
- ISO11439:氣瓶——車載儲存天然氣作為汽車燃料的高壓氣瓶
- ISO15500-5:道路車輛—壓縮天然氣(CNG)燃料系統部件—第5部分:手動氣缸閥
- USDOT3/4/8???:e-CFR(聯邦法規電子代碼)標題49,第178部分,子部分C—氣缸規范
- 美國DOT鋁罐合金6351-T6修訂版,適用于SCUBA、SCBA、氧氣服務—視覺渦流檢查
- AS2896-2011:醫用氣體系統——不可燃醫用氣體管道系統管道系統的安裝和測試(澳大利亞標準)。
顏色編碼
氣瓶通常采用顏色編碼,但不同司法管轄區的編碼并不標準,有時也不受監管。圓柱顏色不能安全地用于正面產品標識;鋼瓶有標簽來識別它們所含的氣體。
常用氣缸尺寸
編輯在水肺潛水中,美國通過可以壓縮到氣瓶中的自由空氣量(標準壓力約為1bar)來測量氣瓶容積;歐洲和世界其他大部分地區將鋼瓶容積測量為內部容積(=水容量)并指定鋼瓶的工作壓力:例如,美國19立方英尺=國際3升,180巴。以下是氣缸尺寸示例,不構成行業標準。
儲氣管
編輯對于較大容量的高壓氣體存儲單元,稱為管,可用。它們通常具有比高壓氣缸更大的直徑和長度,并且通常在兩端都有螺紋頸部。它們可以單獨或成組安裝在拖車、xxx底座或多式聯運框架上。由于它們的長度,它們水平安裝在移動結構上。在一般使用中,它們通常組合在一起并作為一個單元進行管理。
儲氣庫
編輯類似尺寸的氣缸組可以安裝在一起并連接到一個通用的歧管系統,以提供比單個標準氣缸更大的存儲容量。這通常稱為氣缸組或儲氣罐。歧管可以布置成允許來自所有氣瓶的同時流動,或者對于級聯填充系統,其中氣體根據存儲氣瓶和目標氣瓶之間的最低正壓差從氣瓶中分流,這是對加壓氣體的更有效使用。
儲氣罐四邊形
氣瓶是一組安裝在運輸和儲存框架上的高壓氣瓶。通常有16個氣缸,每個容量約50升,四排四排直立安裝在方形底座上,方形平面框架頂部帶有提升點,底座上可能有叉車槽。氣缸通常作為歧管相互連接以作為一個單元使用,但布局和結構的許多變化是可能的。
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