印度造出重量轻30%的玻璃纤维透明煤气罐,咱中国也有这种黑科技

新材料小站 2023-10-13
2435 字丨阅读本文需 7 分钟

常见的煤气罐都是钢制的,而且十分笨重。印度却制造出了一种透明的煤气罐,不仅重量轻了30%,还能观察使用情况。这种透明的煤气罐是怎么制造的呢?它用起来安全吗?

20世纪70年代末,钢瓶煤气罐进入中国。这种罐体壁厚2.5mm,听起来很薄,但空瓶却有16.5kg重,充满煤气之后更是达到了30.5kg,使用很不方便。而印度发明的透明复合气瓶,重量直接减少了30%,一个人拎起来就能走,而且在耐高温和抗震效果上都有提升。

玻璃纤维是一种怎样的材料?

它是一种以玻璃为原料、经高温熔制后经过一系列工艺制造而成的无机非金属材料。

你可以想象成是把玻璃烧化了,然后用机器将融化的玻璃水压成水丝状,再冷却固化,最后变成了像麦芽糖丝一样的物质。

但这东西可不会像麦芽糖一样甜美,在工业上,它是一种非常难得的高强度、低磨损、抗腐蚀且绝缘性能优良的复合材料,应用的行业非常广泛,譬如作为增强材料、电气绝缘材料、绝热保温材料等。

玻璃纤维技艺的历史源远流长,最早还得是大自然的杰作,尤其是在火山周边能看到风袭让熔岩的前缘变成细丝。

后来到十六至十七世纪,罗马及意大利率先开始研究玻璃纤维制作工艺,但是由于技术有限,一直没能继续深入。

20世纪30年代,美国和日本率先发展玻纤产业,逐步量产并扩展到全世界,使该产业进入长期发展阶段。

美国欧文斯·科宁玻璃纤维公司作为玻璃纤维领航者,多年来不断创新提升技术,渐渐引导玻璃纤维应用到了建筑、汽车、飞机等工业领域,逐步成为了一个具有发展潜力的行业。

它的优势很明显,就是抗拉强度高、成本低、质轻便于运输安装、有弹性且稳定性好、热稳定性较强、高强度且绝缘性好。

但同时也有着不可抗的缺点,譬如硬度过高导致热传导性差、耐曲挠性差吸湿性低、不耐磨等等;总体来说优势明显,在各个领域应用相当广泛。

这样看来,玻璃纤维是一种有一定发展历史、应用领域广泛且优势较明显的非金属材料,这个行业也是一个正在蓬勃发展中的兴旺产业。

玻璃纤维煤气罐怎么制作的?

这种气罐的主要材质就是玻璃纤维,机器将玻璃纤维纺成的纱线,整齐的排列起来,根据已定的程序,将这些纱线缠绕到制作的钢膜上。这时候缠好的罐体只有一半,将这一半罐体放到压膜机中,高温高压下,压膜机会将高分子材料注入罐体,整个过程才十分钟。别看这种缠绕方式有点不靠谱,但却经历了成千上万次实验,可以确保罐体的结实可靠。

接下来就要在罐体上安装阀门底座了,将罐体固定到自动钻孔的机器上,自动钻机会在罐顶开一个标准的圆孔,产生的粉末都会被真空吸管吸走。在底座上涂上填隙材料,放到装配架上,把罐底的圆孔和底座对齐,对罐体施加压力,把底座牢牢地黏在罐体上。

然后就要把两个半罐合在一起了,把两个半罐面对面放在机器上,用切刀和磨轮,分别对它们的开口处进行加工打磨,在内沿喷上粘合剂,慢慢旋转罐体,将它们黏合到一起,等到粘合剂干了,一个完整的煤气罐就做好了。

整个生产过程是很简单的,不过每一个煤气罐都要进行严格的安全测试。首先要把它们放进加压室里,检查它们的所能承受的压力,是否达到出厂要求。之后再将煤气罐按进水里,看是否会出现小气泡,检查它们的气密性。如果两个条件都达标了,就可以继续给罐体安装阀门组件了。

先将阀门拧上去,固定住罐体后,使用加阀机转动阀门,直到拧到加工标准要求的紧密度,再在外边套一个塑料外壳,这个煤气罐就做好了。接着使用烃泵加压注入煤气就可以用了,这时摇摇透明煤气罐,你会发现里边有透明液体在晃动。煤气不应该是气体吗为什么我们看到的是水一样的液体?

这个其实是液化石油气,由天然气或石油在加压降温后得到的,具有挥发性,主要成分是CO、氢、烷烃等物质。

钢制煤气罐正常使用时,内部压力有0.5~1.2兆帕斯卡,相当于5~12个大气压。在这个大气压下,石油气就会呈液态。当打开煤气罐阀门时,外边的大气压低于罐内的气压,里边的液体一出来就会被气化,随着煤气罐阀门不停开合,罐中的气压会降低,里边的液化石油气也会呈现出半气体半液体的状态。一般充煤气的时候,也只充入75%的容量,留着25%进行气化。

中国的玻璃纤维黑科技液化气瓶

位于采荷街道红菱社区内的采荷供应站,早在上世纪80年代中期就坐落在这。保障着5公里范围内的瓶装液化气居民用气。站内还增设了“双保险”黑科技。

百江燃气副总经理 朱建华:

把浓度报警器跟联动轴流风机进行了联动,当报警器浓度报警以后,风机就会自动启动,同时我们也增加了液化气泄漏声光报警装置,提醒我们的站员及时处置。

不仅是供应站,进入到家家户户的液化气瓶也迎来了升级版:百江纤维瓶。它是一种使用玻璃纤维材料等制成的无味无毒新型液化气瓶,重量只有普通瓶的一半,更为便捷,使用寿命也更长、更安全。

传统的煤气瓶如果在发生火灾的时候发生爆 炸,造成的危害是比较大的,而我们这个复合材料气瓶在火烧的过程当中,内胆会逐渐达到熔点、会融化,整个气体会可控地、缓慢地泄漏出来,持续可控地燃烧掉,所以不会爆 炸。

玻璃纤维还在工业领域有应用?

中国在2007年,就以160万吨的玻璃纤维制造总量,超过美国成为世界玻璃纤维第一产量国。

2022年我国的玻璃纤维产量达到687万吨,下游产业需求量稳步增长,进出口同步缩减,玻璃纤维已经成为我国建筑、交通、电气、电子、冶金、化工、国防等行业必不可少的原材料

玻璃纤维在工业中占据着重要的地位,无论是建筑、船舶、飞机等大型制造业,还是头盔、蚊帐杆子等日常生活用品中,都非常常见,接下来我们就来详细盘点一下它在各行业的具体应用。

首先是在大型制造业中,譬如,建筑中主要是在混凝土中加入玻璃纤维,可以有效减轻混凝土受到冲击而出现裂痕或破损,减少混凝土的热胀冷缩,保持其稳定性,还可以增加混凝土的渗透性,使其更加耐用。

又如在船舶上,船身需要多层施工加入玻璃纤维,尤其是容易受撞击的船头船尾更要多覆盖几层,以此来增加船身的坚固程度;同样,在汽车领域主要用于车窗、车门、座椅骨架、地板等等,有效减重。

其次是在军事领域的应用也非常广泛。我国的高强-1号玻璃纤维就是用来研制液体洲际弹道导 弹的;电透波玻璃纤维大范围应用于先进战斗机雷达罩的制作。

我国所有的直升机主桨叶,以及轰-6K轰炸机内饰、天花板、地板、舱门等都普遍应用了高强度玻璃纤维,显然对于军事方面,玻璃纤维已经成为不可或缺的复合材料。

最后是在我们日常生活中也非常常见。譬如特制海钓鱼竿,能钓起不同重量的鱼竿用的都是特殊玻璃纤维;又如孩子们喜欢放风筝,风筝的骨架就是玻璃纤维制品;家里用的电线、钟表、蚊帐杆子、摩托车头盔等,也都含有不同程度的玻璃纤维。

文章来源: 科普记,杭州综合频道,百科密码

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