实现大容量氢气瓶内胆吹塑生产的突破

作者:考特斯 文章来源:PT塑料网 发布时间:2020-06-01
考特斯的吹塑专家成功运用挤吹工艺生产出大容量的尼龙(PA)氢气压力容器内胆。该内胆长度超过2m,直径约 500mm,容量约为320L,这是首次以吹塑工艺生产如此大规格的氢气储存容器。

氢气对压力罐内胆材料的抗渗透性要求非常高。作为元素周期表上分子最小的元素,氢可以渗入几乎所有塑料材质。而特殊尼龙(PA)因具备极为优越的阻隔性可满足氢气罐内胆的抗渗透性要求,但由于其低熔体刚度和复杂性,以前一直难以对这种规格的尼龙(PA)进行吹塑加工。如今,考特斯机械制造有限公司(Kautex Maschinenbau,以下简称考特斯)全新研发的尼龙(PA)特殊挤出工艺就可以满足这种加工需求。

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考特斯复合材料中心研发的氢气瓶原型产品

“用尼龙(PA)材料生产这种尺寸的内胆是一项巨大的挑战,我们的研究工作以及成果具有真正的开创意义。” 负责研发新氢气瓶内胆的考特斯复合材料业务发展部主管 Abdellah El Bouchfrati 先生说。

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320L氢气压力容器

考特斯长期以来致力于深入研发适合不同应用领域的复合压力容器 (CPV),例如氢气、压缩天然气或液化石油气储罐。复合材料压力容器的组成部分包括热塑性塑料内胆、连接阀门的阀座以及提高机械强度的纤维缠绕层,其中的内胆使用吹塑工艺制成。

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采用PA材料吹塑的内衬胆

用于氢气的复合材料高压容器,其通常情况下的设计工作压力为700 bar(1bar=0.1MPa)、爆破压力为1750 bar。内胆是氢气压力容器的核心部件,也是整个气瓶的内层“皮肤”。它可吸收气体、包裹着内容物,并将其与外界隔离。内胆可以承受较高的机械应力,所能承受的工作温度范围为-60~+120°C。如今,首次由考特斯和原材料厂商合作研发的技术,使通过吹塑工艺生产工业应用规格的氢气内胆成为可能。

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考特斯复合材料研究中心的技术人员在进行产品质量检查

“目前能够生产的内胆尺寸对我们而言只是开始。我们有信心,未来利用这种新工艺生产出更大的氢气压力容器。”Abdellah El Bouchfrati 先生说。

大容量氢气瓶内胆生产技术的成功研发,意味着为运输和基础建设需求提供经济有效的解决方案变得触手可及。行业专家一直认为,仅仅依靠电池技术的发展来解决未来的出行问题不足以长远实现“碳中和”的目标。

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      PA内衬胆的吹塑设备:Kautex KBS241 挤出吹塑机

乘用车领域的燃料电池技术目前由于生产成本高和基础设施缺乏,尚无经济可行性,但氢气驱动系统及其制造技术已在其他领域成功应用,特别是在重型载货运输、地方公共交通运输、造船业和航空领域引发了关注。对于这些领域而言,最基本的要求是配备安全、轻便和密封的氢气容器系统。CPV 这类容器不仅重量明显轻于钢罐,而且完全耐腐蚀

氢气是一流的储能介质,由可再生能源生产的氢气尤其表现突出。在实际应用中,能够承受相应压力,且安全存储极轻气体的容器系统是必需的。

除了为包装和汽车产品设计和制造高性能机器外,考特斯还研发和制造热塑性塑料压力罐生产设备,在打造完整的复合压力罐生产线的同时,也为客户提供研发和生产样品和小批量产品的服务。考特斯致力于与客户和材料制造商一起合作不断发展CPV 技术,首次实现大容量氢气瓶内胆的吹塑生产即是这一合作的最新成果。

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