自緊影響CNG-2氣瓶疲勞壽命的主因探究

劉培啟 周天送 古海波 劉 巖 李毅超

(1. 大連理工大學化工機械學院；2. 大連市鍋爐壓力容器檢驗研究院)

自緊影響CNG-2氣瓶疲勞壽命的主因探究

劉培啟1周天送1古海波2劉 巖2李毅超2

(1. 大連理工大學化工機械學院；2. 大連市鍋爐壓力容器檢驗研究院)

利用有限元數值分析，根據歐標EN13445-3-2009相關規定，對自緊影響氣瓶疲勞性能的原因和規律進行研究。結果表明：隨著自緊壓力的增加，氣瓶內膽工作壓力下拉應力降低，但零壓下壓應力增加，使得內膽的應力幅基本保持不變，而平均應力降低。另外，依據EN13445-3-2009相關理論，得出應力幅不是自緊改善氣瓶疲勞性能的主要原因，平均應力降低才是影響疲勞壽命主因的結論。

CNG-2氣瓶 自緊 應力幅值 平均應力

壓縮天然氣汽車(CNGV)具有燃燒穩定性好、環境污染小及燃料價格低等優點，自誕生以來便獲得廣泛認可[1]。車載壓縮天然氣鋼質內膽環向纏繞氣瓶(以下簡稱CNG-2氣瓶)作為一種經濟、清潔、環保的燃氣儲運設備，是壓縮天然氣汽車最關鍵的專用裝置之一[1～3]。近年來，由于氣瓶泄漏、斷裂及爆炸等事故頻發，且事故破壞性大、輻射范圍廣，CNG-2氣瓶的安全性受到前所未有的重視。在CNG-2氣瓶所有失效形式中，疲勞失效所占的比例越來越大。疲勞失效是氣瓶在反復充、放氣的壓力循環中，筒體出現的疲勞裂紋萌生、生長直至斷裂的現象。若為橫向斷裂，危害性等同于爆炸；若在筒體中部先漏后破，則危害性相對最小[3]。

在CNG-2氣瓶加工工藝中，通常采用施加一定自緊壓力的形式改善氣瓶的抗疲勞性能[4]。……