مروري بر ظروف تحت فشار كامپوزيتي با آستري پليمري

An Overview of Composite Pressure Vessels with Polymer Liner

ظروف تحت فشار يكي از كاربرد­ي­ ترين و پرخطر­ترين تجهيزات در صنايع مختلف هستند. اين ظروف براساس جنس و ساختار به چهار نوع تقسيم مي ­شوند. ضعف در طراحي، ساخت و توليد، كاركرد و به­ ويژه انتخاب نادرست مواد از عوامل شكست ظروف تحت فشار هستند. با ورود كامپوزيت­ ها به دنياي اين ظروف، بسياري از ضعف­ هاي طراحي جبران و خواص مكانيكي آن­ها بهبود يافته است. وزن ظرف با بهره­ گيري از پليمر­هاي پرچگالي مانند پلي ­اتيلن، كاهش يافته است. ظروف تحت فشار نوع چهارم با استفاده هم­زمان از ساختار كامپوزيتي و آستري پليمري قابليت كاهش وزن تا يك پنجم و دو برابرشدن عمر مفيد نسبت به ظروف نوع اول مي­ يابند. از مزاياي ظروف نوع چهارم، مقاومت در برابر خوردگي، عدم خستگي در بارگذاري­ هاي پياپي، سبك و قابل حمل­ بودن، فشار عملياتي زياد (bar 700) و عدم پيچيدگي روش توليد بوده و از معايب آن، هزينه توليد زياد به­ واسطه استفاده از الياف كربن است. از اين ظروف در ذخيره سوخت­ هاي جايگزين نظير هيدروژن و كپسول ­هاي اكسيژن فردي قابل حمل استفاده مي ­شود. در اين مقاله، انواع ظروف تحت فشار به­ طور اجمالي مرور شده و نوع چهارم با ساير انواع ديگر مقايسه شده است.

Pressure vessels are one of the most widely used and high-risk equipment in various industries. Pressure vessels are divided into four types based on material and structure. Weakness in design, construction and production, service and especially incorrect choice of materials are the causes of pressure vessel failure. With the introduction of composites into the world of these vessels, many design weaknesses and their mechanical properties have been improved. By using high density polymers such as polyethylene, the weight of the pressure vessel is reduced. Type IV pressure vessels with the simultaneous use of composite structure and polymer liner are able to reduce weight by up to one-fifth and double the useful life compared to the type I of vessels. The advantages of the fourth type of pressure vessels are corrosion resistance, no fatigue in consecutive loads, lightness and portability, high operating pressure (700 bar) and lack of complexity of the production method, and their disadvantage is the high production cost due to the use of carbon fibers. These pressure vessels are used to store alternative fuels such as hydrogen and portable individual oxygen capsules. In this article, the pressure vessels types are briefly reviewed and the fourth type is compared with other types.