ข่าว

คาร์บอนไฟเบอร์ภาชนะรับแรงดันคอมโพสิตแบบม้วนเป็นภาชนะที่มีผนังบางประกอบด้วยซับในที่ปิดสนิทและชั้นใยที่พันด้วยแรงดึงสูง ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากกระบวนการพันและทอใย เมื่อเปรียบเทียบกับภาชนะรับแรงดันโลหะแบบดั้งเดิมแล้ว ซับในของภาชนะรับแรงดันคอมโพสิตจะทำหน้าที่เป็นตัวจัดเก็บ ปิดผนึก และป้องกันการกัดกร่อนของสารเคมี และชั้นคอมโพสิตจะใช้เป็นหลักในการรับน้ำหนักแรงดันภายใน เนื่องจากคอมโพสิตมีความแข็งแรงจำเพาะสูงและออกแบบได้ดี ภาชนะรับแรงดันคอมโพสิตจึงไม่เพียงแต่ปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนักได้อย่างมาก แต่ยังลดมวลของภาชนะได้อย่างมากเมื่อเทียบกับภาชนะรับแรงดันโลหะแบบดั้งเดิม
ชั้นในของภาชนะรับแรงดันที่พันด้วยเส้นใยเป็นโครงสร้างซับในเป็นหลัก ซึ่งหน้าที่หลักคือทำหน้าที่เป็นตัวกั้นการปิดผนึกเพื่อป้องกันการรั่วไหลของก๊าซหรือของเหลวที่มีแรงดันสูงที่เก็บไว้ภายใน และในเวลาเดียวกันก็ปกป้องชั้นที่พันด้วยเส้นใยด้านนอก ชั้นนี้จะไม่ถูกกัดกร่อนโดยวัสดุที่เก็บไว้ภายใน และชั้นนอกเป็นชั้นที่พันด้วยเส้นใยที่เสริมด้วยเมทริกซ์เรซิน ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อทนต่อแรงกดดันส่วนใหญ่ในภาชนะรับแรงดัน
1.โครงสร้างของภาชนะรับแรงดันแบบพันเส้นใย
ภาชนะรับแรงดันแบบผสมมีโครงสร้างหลัก 4 แบบ ได้แก่ ทรงกระบอก ทรงกลม วงแหวน และสี่เหลี่ยม ภาชนะทรงกระบอกประกอบด้วยส่วนทรงกระบอกและหัวสองหัว ภาชนะรับแรงดันโลหะทำเป็นรูปทรงเรียบง่ายโดยมีแรงสำรองส่วนเกินในทิศทางแกน ภาชนะทรงกลมมีความเค้นเท่ากันในทิศทางการพุ่งและพุ่งภายใต้แรงกดภายใน และเป็นครึ่งหนึ่งของความเค้นรอบทิศทางของภาชนะทรงกระบอก ความแข็งแรงของวัสดุโลหะเท่ากันในทุกทิศทาง ดังนั้นภาชนะทรงกลมที่ทำจากโลหะจึงได้รับการออกแบบให้มีความแข็งแรงเท่ากัน และมีมวลขั้นต่ำเมื่อปริมาตรและแรงกดแน่นอน สภาวะแรงของภาชนะทรงกลมเป็นสภาวะที่เหมาะสมที่สุด ผนังภาชนะก็สามารถทำให้บางที่สุดได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความยากลำบากในการผลิตภาชนะทรงกลม โดยทั่วไปจะใช้ในยานอวกาศและโอกาสพิเศษอื่นๆ เท่านั้น ภาชนะวงแหวนในการผลิตทางอุตสาหกรรมนั้นหายากมาก แต่ในบางโอกาสเฉพาะหรือต้องการโครงสร้างนี้ เช่น ยานอวกาศ เพื่อใช้พื้นที่จำกัดให้เต็มที่ จะใช้โครงสร้างพิเศษนี้ ภาชนะทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าส่วนใหญ่มีไว้เพื่อตอบสนองความต้องการเมื่อมีพื้นที่จำกัด เพื่อใช้พื้นที่ให้เกิดประโยชน์สูงสุด และใช้โครงสร้างต่างๆ เช่น รถถังทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า รถถังรถไฟ เป็นต้น โดยทั่วไปแล้ว ภาชนะประเภทนี้จะเป็นภาชนะแรงดันต่ำหรือภาชนะแรงดันบรรยากาศ และข้อกำหนดด้านคุณภาพยิ่งเบาก็ยิ่งดี
ความซับซ้อนของโครงสร้างของคอมโพสิตตัวภาชนะรับแรงดันเอง การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของความหนาของหัวและหัว ความหนาและมุมของหัวที่แปรผัน ฯลฯ ทำให้การออกแบบ การวิเคราะห์ การคำนวณ และการขึ้นรูปมีปัญหาอย่างมาก บางครั้งภาชนะรับแรงดันแบบคอมโพสิตไม่เพียงแต่ต้องพันในมุมที่แตกต่างกันและอัตราส่วนความเร็วที่แปรผันในส่วนหัว แต่ยังต้องใช้วิธีการพันที่แตกต่างกันตามโครงสร้างที่แตกต่างกัน ในเวลาเดียวกัน จำเป็นต้องพิจารณาอิทธิพลของปัจจัยเชิงปฏิบัติ เช่น ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ดังนั้น การออกแบบโครงสร้างที่ถูกต้องและสมเหตุสมผลเท่านั้นที่จะสามารถชี้นำกระบวนการผลิตการพันของภาชนะรับแรงดันแบบคอมโพสิตได้อย่างถูกต้อง เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ภาชนะรับแรงดันแบบคอมโพสิตน้ำหนักเบาที่ตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ
2. วัสดุของภาชนะรับแรงดันแบบม้วนเส้นใย
เนื่องจากเป็นส่วนรับน้ำหนักหลัก ชั้นม้วนเส้นใยจะต้องมีความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ความหนาแน่นต่ำ มีเสถียรภาพทางความร้อน และความสามารถในการเปียกของเรซินที่ดี รวมถึงความสามารถในการม้วนที่ดีและความแน่นของมัดเส้นใยที่สม่ำเสมอ เส้นใยเสริมแรงที่ใช้กันทั่วไปสำหรับภาชนะรับแรงดันคอมโพสิตน้ำหนักเบา ได้แก่เส้นใยคาร์บอน, เส้นใย PBO,เส้นใยโพลีเอมีนอะโรมาติกและเส้นใย UHMWPE