समाचार

फाइबर-घाउको दबाब भाँडाको भित्री तह मुख्यतया एक अस्तर संरचना हो, जसको मुख्य कार्य भित्र भण्डारण गरिएको उच्च-दबाव ग्यास वा तरल पदार्थको चुहावट रोक्नको लागि सिलिङ अवरोधको रूपमा काम गर्नु हो, साथै बाहिरी फाइबर-घाउ तहलाई पनि सुरक्षित गर्नु हो। यो तह आन्तरिक भण्डारण गरिएको सामग्रीद्वारा क्षय हुँदैन, र बाहिरी तह राल-प्रबलित फाइबर-घाउ तह हो, जुन मुख्यतया दबाब भाँडो भित्रको अधिकांश दबाब भार वहन गर्न प्रयोग गरिन्छ।

फाइबर-घाउ भएको दबाव भाँडाको संरचना: समग्र सामग्रीको दबाव भाँडाहरू मुख्यतया चार संरचनात्मक रूपहरूमा आउँछन्: बेलनाकार, गोलाकार, कुण्डलाकार, र आयताकार। गोलाकार भाँडामा बेलनाकार खण्ड र दुई टाउको हुन्छन्। धातुको दबाव भाँडाहरू साधारण आकारहरूमा निर्माण गरिन्छ, अक्षीय दिशामा अतिरिक्त शक्ति भण्डारहरू सहित। आन्तरिक दबाब अन्तर्गत, गोलाकार भाँडाको अनुदैर्ध्य र अक्षांश तनावहरू बराबर हुन्छन्, र यो बेलनाकार भाँडाको परिधि तनावको आधा हो। धातु सामग्रीहरूको सबै दिशामा समान शक्ति हुन्छ; त्यसकारण, गोलाकार धातु भाँडाहरू समान शक्तिको लागि डिजाइन गरिएका छन् र दिइएको आयतन र दबाबको लागि न्यूनतम द्रव्यमान हुन्छ। गोलाकार भाँडाको तनाव अवस्था आदर्श हो, र भाँडाको पर्खाललाई सबैभन्दा पातलो बनाउन सकिन्छ। यद्यपि, गोलाकार भाँडाहरू निर्माण गर्न बढी कठिनाइको कारणले गर्दा, तिनीहरू सामान्यतया अन्तरिक्षयान जस्ता विशेष अनुप्रयोगहरूमा मात्र प्रयोग गरिन्छ। औंठी-आकारको कन्टेनरहरू औद्योगिक उत्पादनमा दुर्लभ हुन्छन्, तर तिनीहरूको संरचना अझै पनि निश्चित विशिष्ट परिस्थितिहरूमा आवश्यक छ। उदाहरणका लागि, अन्तरिक्षयानले सीमित ठाउँको पूर्ण प्रयोग गर्न यो विशेष संरचना प्रयोग गर्दछ। आयताकार कन्टेनरहरू मुख्यतया ठाउँ सीमित हुँदा ठाउँको अधिकतम उपयोग गर्न प्रयोग गरिन्छ, जस्तै अटोमोबाइलका लागि आयताकार ट्याङ्की कारहरू र रेलवे ट्याङ्की कारहरू। यी कन्टेनरहरू सामान्यतया कम-चाप वा वायुमण्डलीय-चाप जहाजहरू हुन्, र हल्का तौललाई प्राथमिकता दिइन्छ।

कम्पोजिट मटेरियल प्रेसर भाँडाको संरचनाको जटिलता, एन्ड क्याप्स र तिनीहरूको मोटाईमा अचानक परिवर्तनहरू, र एन्ड क्याप्सको परिवर्तनशील मोटाई र कोणले डिजाइन, विश्लेषण, गणना र मोल्डिंगमा धेरै कठिनाइहरू ल्याउँछ। कहिलेकाहीं, कम्पोजिट मटेरियल प्रेसर भाँडाहरूलाई एन्ड क्याप्समा फरक कोण र गति अनुपातमा घुमाउन मात्र आवश्यक पर्दैन, तर संरचनाको आधारमा फरक घुमाउने विधिहरू पनि आवश्यक पर्दछ। एकै साथ, घर्षण गुणांक जस्ता व्यावहारिक कारकहरूको प्रभावलाई विचार गर्नुपर्छ। त्यसकारण, केवल सही र उचित संरचनात्मक डिजाइनले घुमाउरो उत्पादन प्रक्रियालाई उचित रूपमा मार्गदर्शन गर्न सक्छ।समग्र सामग्रीदबाव वाहिकाहरू, जसले गर्दा डिजाइन आवश्यकताहरू पूरा गर्ने हल्का तौलका मिश्रित सामग्री दबाव वाहिका उत्पादनहरू उत्पादन गर्दछ।

फाइबर-घाउ दबाव जहाजहरूको लागि सामग्रीहरू

फाइबर-घाउ तह, मुख्य भार-वाहक घटकको रूपमा, उच्च शक्ति, उच्च मोड्युलस, कम घनत्व, थर्मल स्थिरता, राम्रो रेजिन भिजेको क्षमता, राम्रो घुमाउरो प्रक्रियायोग्यता, र एकसमान फाइबर बन्डल कसिलोपन हुनुपर्छ। हल्का तौल कम्पोजिट प्रेसर भाँडाहरूको लागि सामान्यतया प्रयोग हुने सुदृढीकरण फाइबर सामग्रीहरूमा कार्बन फाइबर, PBO फाइबर, अरामिड फाइबर, र अल्ट्रा-उच्च आणविक तौल पोलिथिलीन फाइबर समावेश छन्।

कार्बन फाइबरयो एक रेशादार कार्बन पदार्थ हो जसको मुख्य घटक कार्बन हो। यो उच्च तापक्रममा जैविक फाइबर पूर्ववर्तीहरूलाई कार्बनाइज गरेर बनाइन्छ र ९५% भन्दा बढी कार्बन सामग्री भएको उच्च-प्रदर्शन फाइबर सामग्री हो। कार्बन फाइबरमा उत्कृष्ट गुणहरू छन्, र यसमा अनुसन्धान १०० वर्ष अघि सुरु भएको थियो। यो एक उच्च-शक्ति, उच्च-मोड्युलस, र कम-घनत्व उच्च-प्रदर्शन घाउ फाइबर सामग्री हो, जुन मुख्यतया निम्न द्वारा विशेषता हो:

१. कम घनत्व र हल्का तौल। कार्बन फाइबरको घनत्व १.७~२ ग्राम/सेमी³ छ, जुन स्टीलको घनत्वको १/४ र आल्मुनियम मिश्र धातुको घनत्वको १/२ बराबर हो।

२. उच्च शक्ति र उच्च मोड्युलस: यसको शक्ति स्टील भन्दा ४-५ गुणा बढी छ, र यसको लोचदार मोड्युलस एल्युमिनियम मिश्र धातु भन्दा ५-६ गुणा बढी छ, जसले पूर्ण लोचदार रिकभरी प्रदर्शन गर्दछ (झाङ एर्योङ र सन यान, २०२०)। कार्बन फाइबरको तन्य शक्ति र लोचदार मोड्युलस क्रमशः ३५००-६३०० MPa र २३०-७०० GPa सम्म पुग्न सक्छ।

३. थर्मल विस्तारको कम गुणांक: कार्बन फाइबरको थर्मल चालकता बढ्दो तापक्रमसँगै घट्छ, जसले गर्दा यसलाई द्रुत चिसोपन र तापको प्रतिरोधी बनाउँछ। यो धेरै हजार डिग्री सेल्सियसबाट कोठाको तापक्रममा चिसो भएपछि पनि फुट्दैन, र यो ३००० डिग्री सेल्सियसमा गैर-अक्सिडाइजिंग वातावरणमा पग्लिने वा नरम हुने छैन; यो तरल तापक्रममा भंगुर हुने छैन।

४. राम्रो जंग प्रतिरोध: कार्बन फाइबर एसिडको लागि निष्क्रिय हुन्छ र गाढा हाइड्रोक्लोरिक एसिड र सल्फ्यूरिक एसिड जस्ता बलियो एसिडहरूको सामना गर्न सक्छ। यसबाहेक, कार्बन फाइबर कम्पोजिटहरूमा विकिरण प्रतिरोध, राम्रो रासायनिक स्थिरता, विषाक्त ग्याँसहरू अवशोषित गर्ने क्षमता, र न्यूट्रोन मध्यस्थता जस्ता विशेषताहरू पनि हुन्छन्, जसले तिनीहरूलाई एयरोस्पेस, सैन्य र अन्य धेरै क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा लागू गर्दछ।

एरोमेटिक पोलिफ्थालामाइड्सबाट संश्लेषित जैविक फाइबर, अरामिड, १९६० को दशकको अन्त्यतिर देखा पर्‍यो। यसको घनत्व कार्बन फाइबरको भन्दा कम छ। यसमा उच्च शक्ति, उच्च उपज, राम्रो प्रभाव प्रतिरोध, राम्रो रासायनिक स्थिरता, र ताप प्रतिरोध छ, र यसको मूल्य कार्बन फाइबरको भन्दा आधा मात्र छ।अरामिड फाइबरहरूमुख्यतया निम्न विशेषताहरू छन्:

१. राम्रो यान्त्रिक गुणहरू। अरामिड फाइबर एक लचिलो पोलिमर हो जसमा साधारण पोलिएस्टर, कपास र नायलन भन्दा बढी तन्य शक्ति हुन्छ। यसमा बढी लम्बाइ, नरम हातको अनुभूति र राम्रो घुम्ने क्षमता हुन्छ, जसले गर्दा यसलाई विभिन्न सूक्ष्मता र लम्बाइका फाइबरहरूमा बनाउन सकिन्छ।

२. उत्कृष्ट ज्वाला प्रतिरोधी र ताप प्रतिरोधी। अरामिडमा २८ भन्दा बढीको सीमित अक्सिजन सूचकांक हुन्छ, त्यसैले यो ज्वालाबाट हटाइएपछि पनि जल्न जारी राख्दैन। यसमा राम्रो थर्मल स्थिरता छ, २०५ डिग्री सेल्सियसमा निरन्तर प्रयोग गर्न सकिन्छ, र २०५ डिग्री सेल्सियसभन्दा माथिको तापक्रममा पनि उच्च शक्ति कायम राख्छ। साथै, अरामिड फाइबरहरूमा उच्च विघटन तापक्रम हुन्छ, उच्च तापक्रममा पनि उच्च शक्ति कायम राख्छ, र ३७० डिग्री सेल्सियसभन्दा माथिको तापक्रममा मात्र कार्बनाइज हुन थाल्छ।

३. स्थिर रासायनिक गुणहरू। अरामिड फाइबरहरूले धेरैजसो रसायनहरूको लागि उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदर्शन गर्छन्, धेरैजसो अकार्बनिक एसिडहरूको उच्च सांद्रता सहन सक्छन्, र कोठाको तापक्रममा राम्रो क्षार प्रतिरोधी हुन्छन्।

४. उत्कृष्ट यान्त्रिक गुणहरू। यसमा अति-उच्च शक्ति, उच्च मोड्युलस, र हल्का तौल जस्ता उत्कृष्ट यान्त्रिक गुणहरू छन्। यसको बल स्टीलको तारको ५-६ गुणा छ, यसको लोचदार मोड्युल स्टीलको तार वा गिलास फाइबरको २-३ गुणा छ, यसको कठोरता स्टीलको तारको दोब्बर छ, र यसको तौल स्टीलको तारको १/५ मात्र छ। सुगन्धित पोलिमाइड फाइबरहरू लामो समयदेखि व्यापक रूपमा उच्च-प्रदर्शन फाइबर सामग्रीहरू प्रयोग गरिँदै आएको छ, मुख्यतया एयरोस्पेस र उड्डयन दबाव जहाजहरूको लागि उपयुक्त गुणस्तर र आकारको लागि कडा आवश्यकताहरू सहित।

PBO फाइबर संयुक्त राज्य अमेरिकामा १९८० को दशकमा एयरोस्पेस उद्योगको लागि विकसित कम्पोजिट सामग्रीहरूको लागि एक सुदृढीकरण सामग्रीको रूपमा विकसित गरिएको थियो। यो हेटेरोसाइक्लिक एरोमेटिक यौगिकहरू भएको पोलिमाइड परिवारको सबैभन्दा आशाजनक सदस्यहरू मध्ये एक हो र २१ औं शताब्दीको सुपर फाइबरको रूपमा चिनिन्छ। PBO फाइबरमा उत्कृष्ट भौतिक र रासायनिक गुणहरू छन्; यसको बल, लोचदार मोड्युलस, र ताप प्रतिरोध सबै फाइबरहरू मध्ये उत्कृष्ट छन्। यसबाहेक, PBO फाइबरमा उत्कृष्ट प्रभाव प्रतिरोध, घर्षण प्रतिरोध, र आयामी स्थिरता छ, र हल्का तौल र लचिलो छ, जसले यसलाई एक आदर्श कपडा सामग्री बनाउँछ। PBO फाइबरमा निम्न मुख्य विशेषताहरू छन्:

१. उत्कृष्ट यान्त्रिक गुणहरू। उच्च-अन्त PBO फाइबर उत्पादनहरूमा ५.८ GPa को बल र १८० GPa को लोचदार मोड्युलस हुन्छ, जुन अवस्थित रासायनिक फाइबरहरूमध्ये सबैभन्दा बढी हो।

२. उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता। यसले ६०० डिग्री सेल्सियससम्मको तापक्रम सहन सक्छ, जसको सीमित सूचकांक ६८ हो। यो ज्वालामा जल्दैन वा संकुचित हुँदैन, र यसको ताप प्रतिरोध र ज्वाला प्रतिरोध अन्य कुनै पनि जैविक फाइबर भन्दा बढी हुन्छ।

२१ औं शताब्दीको अति-उच्च-प्रदर्शन फाइबरको रूपमा, PBO फाइबरमा उत्कृष्ट भौतिक, यान्त्रिक र रासायनिक गुणहरू छन्। यसको बल र लोचदार मोड्युलस अरामिड फाइबरको भन्दा दोब्बर छ, र यसमा मेटा-अरामिड पोलिमाइडको ताप प्रतिरोध र ज्वाला प्रतिरोध छ। यसको भौतिक र रासायनिक गुणहरूले अरामिड फाइबरको भन्दा पूर्ण रूपमा उछिनेको छ। १ मिमी व्यासको PBO फाइबरले ४५० किलोग्रामसम्मको तौल भएको वस्तु उठाउन सक्छ, र यसको बल स्टील फाइबरको भन्दा १० गुणा बढी छ।

अति-उच्च आणविक तौल पोलिथिलीन फाइबरउच्च-शक्ति, उच्च-मोड्युलस पोलिथिलीन फाइबरको रूपमा पनि चिनिन्छ, यो संसारमा सबैभन्दा उच्च विशिष्ट शक्ति र विशिष्ट मोड्युलस भएको फाइबर हो। यो पोलिथिलीनबाट कातिएको फाइबर हो जसको आणविक तौल १ मिलियन देखि ५ मिलियन सम्म हुन्छ। अल्ट्रा-उच्च आणविक तौल पोलिथिलीन फाइबरमा मुख्यतया निम्न विशेषताहरू हुन्छन्:

१. उच्च विशिष्ट शक्ति र उच्च विशिष्ट मोड्युलस। यसको विशिष्ट शक्ति उही क्रस-सेक्शनको स्टील तारको दस गुणा भन्दा बढी छ, र यसको विशिष्ट मोड्युलस विशेष कार्बन फाइबर पछि दोस्रो स्थानमा छ। सामान्यतया, यसको आणविक वजन १० भन्दा बढी हुन्छ, जसको तन्य शक्ति ३.५ GPa, लोचदार मोड्युलस ११६ GPa, र लम्बाइ ३.४% हुन्छ।

२. कम घनत्व। यसको घनत्व सामान्यतया ०.९७~०.९८ ग्राम/सेमी³ हुन्छ, जसले गर्दा यो पानीमा तैरिन सक्छ।

३. ब्रेकमा कम लम्बाइ। यसमा बलियो ऊर्जा अवशोषण क्षमता, उत्कृष्ट प्रभाव र कट प्रतिरोध, उत्कृष्ट मौसम प्रतिरोध, र पराबैंगनी किरणहरू, न्यूट्रोनहरू, र गामा किरणहरू प्रतिरोधी छ। यसमा उच्च विशिष्ट ऊर्जा अवशोषण, कम डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक, उच्च विद्युत चुम्बकीय तरंग प्रसारण, र रासायनिक क्षरण प्रतिरोध, साथै राम्रो पहिरन प्रतिरोध र लामो लचिलो जीवन पनि छ।

पोलिथिलीन फाइबरमा धेरै उत्कृष्ट गुणहरू छन्, जसले गर्दा यसले महत्त्वपूर्ण फाइदा देखाउँछउच्च प्रदर्शन फाइबरबजार। अपतटीय तेल क्षेत्रहरूमा मुरिङ लाइनहरूदेखि उच्च-प्रदर्शन हल्का वजनका कम्पोजिट सामग्रीहरूसम्म, यसले आधुनिक युद्धमा, साथै उड्डयन, एयरोस्पेस र समुद्री क्षेत्रहरूमा ठूलो फाइदाहरू प्रदर्शन गर्दछ, रक्षात्मक उपकरण र अन्य क्षेत्रहरूमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ।