具有限充裝置的應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器及其應(yīng)變強(qiáng)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種針對具有限充裝置的低溫容器進(jìn)行應(yīng)變強(qiáng)化的方法W及具有限 充裝置的應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前應(yīng)變強(qiáng)化技術(shù)普遍應(yīng)用于大型低溫儲罐，很少應(yīng)用到小型低溫容器設(shè)計及制 造中。小型低溫容器尤其是低溫車載LNG氣瓶，一般的氣瓶內(nèi)都設(shè)置有副罐、氣室等限充裝 置，限充裝置上開設(shè)有限流孔。應(yīng)變強(qiáng)化工藝中需將氣瓶充滿水，但由于限流孔比較小，在 充水過程中，限充裝置內(nèi)氣體因孔狹小，排放困難，故充滿水需要很長時間；同樣道理排水 時也需要很長時間，并且限充裝置內(nèi)水排不徹底。應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器是儲存低溫介質(zhì)的，女口 果低溫容器內(nèi)液體排不徹底，當(dāng)?shù)蜏厝萜鲀?nèi)裝入低溫液體后，容易在液相和氣管道內(nèi)產(chǎn)生 冰堵現(xiàn)象，液相管冰堵，會影響氣瓶供氣量，氣相管路冰堵，會影響氣瓶的安全性。所有送些 會嚴(yán)重影響到低溫容器的正常使用，如果利用高溫氣體吹掃置換，成本又太高因此，受應(yīng)變 強(qiáng)化工藝條件的限制，目前的小型低溫容器很少使用應(yīng)變強(qiáng)化來提升其性能。
[0003] 在所述【背景技術(shù)】部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本發(fā)明的背景的理解，因此它 可W包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一個目的是要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種 針對具有限充裝置的低溫容器進(jìn)行應(yīng)變強(qiáng)化的方法；
[0005] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種能簡化強(qiáng)化工藝的具有限充裝置的應(yīng)變強(qiáng)化低 溫各器。
[0006] 本發(fā)明的額外方面和優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面的描述中闡述，并且部分地將從描述中 變得顯然，或者可W通過本發(fā)明的實(shí)踐而習(xí)得。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種具有限充裝置的應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器進(jìn)行強(qiáng)化的 應(yīng)變強(qiáng)化方法，其中，所述具有限充裝置的低溫容器包括具有排氣口和排水口的內(nèi)膽和設(shè) 于所述內(nèi)膽內(nèi)一端部的限充裝置，所述內(nèi)膽上設(shè)有與限充裝置連通的工藝孔，限充裝置上 具有限流孔，所述內(nèi)膽的另一端部設(shè)有注水管。所述應(yīng)變強(qiáng)化方法包括如下步驟：
[0008] 灌水步驟；通過工藝孔向所述限充裝置內(nèi)灌水，當(dāng)所述限充裝置灌滿水后，再由 所述注水管向所述內(nèi)膽內(nèi)灌水，直到所述內(nèi)膽內(nèi)灌滿水為止，封堵住排氣口、工藝孔和排水 n；
[0009] 升壓保壓步驟：使所述內(nèi)膽內(nèi)的壓力緩慢升至強(qiáng)化壓力后進(jìn)行保壓，直到所述低 溫容器內(nèi)膽的應(yīng)變速率達(dá)到一標(biāo)準(zhǔn)值后，所述內(nèi)膽內(nèi)的壓力降至一工作壓力；
[0010] 降壓排水步驟；將所述內(nèi)膽內(nèi)的壓力降至大氣壓，打開工藝孔和排水口，同時向外 排水。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述注水管呈"L"形，所述灌水步驟之前，還包括放置 步驟：將所述具有限充裝置的低溫容器放置于一木制鞍座上，并且所述注水管位于所述內(nèi) 膽內(nèi)的一端朝向上方。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述降壓排水步驟之后還包括吹掃步驟：用干燥潔凈 的壓縮空氣將所述內(nèi)膽及限充裝置內(nèi)吹干。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種由本發(fā)明的方法制成的具有限充裝置的應(yīng)變 強(qiáng)化低溫容器，
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種具有限充裝置的應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器，包括內(nèi) 膽和限充裝置。內(nèi)膽包括筒體及設(shè)于筒體兩端部的兩個封頭，所述內(nèi)膽上設(shè)有排氣口和排 水孔。限充裝置包括圓筒部和設(shè)于所述圓筒部一端的封頭部。所述圓筒部的另一端固定于 所述兩個封頭中的一個封頭上，且該封頭上設(shè)有與限充裝置連通的工藝孔，所述圓筒部頂 部設(shè)有限流孔，所述封頭中沒有設(shè)置圓筒部的一個封頭設(shè)有注水管。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述限充裝置的中必線與所述內(nèi)膽的中必線重合。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述工藝孔在靠近所述內(nèi)膽的中必線位置。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述排氣口設(shè)于所述圓筒部底部，所述排水孔設(shè)于所 述圓向部頂部。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述限流孔的位置與所述排氣口相對。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，還包括分別用于封堵所述排氣口、排水孔和工藝孔的 H個堵頭。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述排氣口、排水孔和工藝孔均為錐形螺紋孔，所述堵 頭為螺紋堵。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述注水管的位于所述內(nèi)膽的一端部靠近所述內(nèi)膽頂 端部。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器由奧氏體不鎊鋼材料制成。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述具有限充裝置的應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器是車載LNG氣 瓶。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述內(nèi)膽筒體壁厚設(shè)計公式如下：
[0026] 內(nèi)膽的封頭壁厚設(shè)計公式如下：
[0028] 公式中：
[0029] Di ;內(nèi)膽封頭或筒體的內(nèi)直徑；
[0030] Pc ;計算壓力
[0031] 內(nèi)膽計算壓力應(yīng)取下列壓力的較高值與0.1 MPa之和；
[0032] 1)設(shè)計壓力；（工作壓力的1. 05~1. 1倍）；
[0033] 2)內(nèi)膽在充裝過程和運(yùn)輸工況中頂部的最高表壓力、液柱靜壓力與所承受的慣性 力產(chǎn)生的等效壓力之和，等效壓力應(yīng)不小于0. 〇35MPa;注：當(dāng)內(nèi)膽所承受的液柱靜壓力小 于5 %設(shè)計壓力時，可忽略不計；
[0034]S;應(yīng)變強(qiáng)化下的安全系數(shù)取值1. 5;
[0035] 4 :焊接接頭系數(shù)，取值為1 ;
[003引 Ok:材料的最大設(shè)計應(yīng)力值，即應(yīng)變強(qiáng)化應(yīng)力值，MPa;
[0037] 〇|^不大于4101口曰，且不超過材料0.2%規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度與2001口曰之和，最大 取值為410MPa〇
[0038] 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：
[0039] 本發(fā)明具有限充裝置的應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器，是小型低溫容器經(jīng)應(yīng)變強(qiáng)化而形成 的，該小型低溫容器具有內(nèi)膽和設(shè)于內(nèi)膽內(nèi)的限充裝置。內(nèi)膽的一個封頭上設(shè)有與限充裝 置連通的工藝孔，且限充裝置的圓筒部底部設(shè)有限流孔。在進(jìn)行應(yīng)變強(qiáng)化工藝時，應(yīng)變強(qiáng)化 低溫容器翻轉(zhuǎn)180度，此時限流孔位于限充裝置的頂部。本發(fā)明的應(yīng)變強(qiáng)化方法可通過工 藝孔向限充裝置內(nèi)注水，注水過程中限充裝置內(nèi)的氣體由限流孔排到內(nèi)膽，當(dāng)限充裝置充 滿水后，水可進(jìn)一步由其頂部的限流孔溢出到內(nèi)膽，故本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)快速注水；在應(yīng)變強(qiáng)化 工藝結(jié)束后可通過工藝孔排水，當(dāng)不再有水從工藝孔排出時，將內(nèi)膽傾斜一定角度，使工藝 孔處于下部，不但增加排水速度且很容易將限充裝置內(nèi)殘余的水排除徹底。
【附圖說明】
[0040] 通過參照附圖詳細(xì)描述其示例實(shí)施方式，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)將變得 更加明顯。
[0041] 圖1是本發(fā)明具有限充裝置的應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器在強(qiáng)化狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2是本發(fā)明具有限充裝置的應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器使用狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[004引圖中；1、注水管；2、內(nèi)膽；21、筒體；22、封頭；3、排氣口；4、限流孔；5、限充裝置；51、圓筒部；52、封頭部；6、工藝孔；7、排水孔。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠W多種形 式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供送些實(shí)施方式使得本發(fā)明將 全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。圖中相同的附圖 標(biāo)記表示相同或類似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它們的詳細(xì)描述。
[0045] 如圖1所示，本發(fā)明的應(yīng)變強(qiáng)化方法是針對具有限充裝置的低溫容器進(jìn)行強(qiáng)化的 應(yīng)變強(qiáng)化方法。
[0046] 其中，具有限充裝置的低溫容器包括具有排氣口 3和排水口 7的內(nèi)膽2和設(shè)于內(nèi) 膽2內(nèi)一端部的限充裝置5。內(nèi)膽2包括筒體21和封頭22,封頭22上設(shè)有與限充裝置5 連通的工藝孔6,限充裝置5上具有限流孔4,內(nèi)膽2的另一端部設(shè)有注水管1。
[0047] 本發(fā)明具有限充裝置的低溫容器進(jìn)行強(qiáng)化的應(yīng)變強(qiáng)化方法，包括如下步驟：
[0048] 放置步驟；將具有限充裝置的低溫容器放置于一木制鞍座上，并且注水管1位于 內(nèi)膽2內(nèi)的一端朝向上方。
[0049]灌水步驟；通過工藝孔6向限充裝置5內(nèi)灌水，當(dāng)限充裝置5灌滿水后，再由注水 管1向內(nèi)膽2內(nèi)灌水，直到內(nèi)膽2內(nèi)灌滿水為止，封堵住排氣口 3、工藝孔6和排水口 7 ;
[0050] 升壓保壓步驟；使內(nèi)膽2內(nèi)的壓力緩慢升至強(qiáng)化壓力后進(jìn)行保壓，直到低溫容器 的筒體21和封頭22的直筒部分的應(yīng)變速率達(dá)到一標(biāo)準(zhǔn)值，例如在最后半小時內(nèi)保持在 0. 1%A(小時）之內(nèi)，將內(nèi)膽2內(nèi)的壓力降至一已知的工作壓力，還可進(jìn)一步保持一段時 間，W完成焊接封頭22與連接部位的外觀檢測。該升壓保壓步驟可W與傳統(tǒng)升壓保壓步驟 相同。
[0051] 降壓排水步驟；將內(nèi)膽2內(nèi)的壓力降至大氣壓，打開工藝孔6和排水口 7,同時向 外排水。
[0052] 在一些實(shí)施方式中，還可進(jìn)一步包括吹掃步驟，其用干燥潔凈的壓縮空氣將內(nèi)膽2 及限充裝置5內(nèi)吹干。當(dāng)然，內(nèi)膽2及限充裝置5也可W自然瞭干。
[0053] 如圖1和圖2所示，圖1是本發(fā)明具有限充裝置的應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器在強(qiáng)化狀態(tài) 下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明具有限充裝置的應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器使用狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意 圖。本發(fā)明具有限充裝置的應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器包括內(nèi)膽2和限充裝置5。
[0054] 需要說明的是：本發(fā)明具有限充裝置的應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器在強(qiáng)化狀態(tài)和使用狀態(tài) 的方向相差180度，也就是說，在強(qiáng)化狀態(tài)下，排氣口 3、限流孔4位于頂部，排水孔7位于底 部；在使用狀態(tài)下，排氣口 3、限流孔4位于底部，排水孔7位于頂部。下面的描述W強(qiáng)化狀 態(tài)為準(zhǔn)。
[00巧]內(nèi)膽2包括筒體21及對稱焊接固定在筒體21兩端部的兩個封頭22。內(nèi)膽2頂部 設(shè)有排氣口 3,底部設(shè)有排水孔7,在該實(shí)施方式中，排氣口 3與排水孔7上下對應(yīng)，但在其 它實(shí)施方式中不W此為限。
[0056]限充裝置5包括圓筒部51和焊接于圓筒部51 -端的封頭部52。圓筒部51的另 一端為開口部，該開口部固定于兩個封頭22中的一個封頭如右封頭上，且該右封頭上設(shè)有 與限充裝置5連通的工藝孔6。進(jìn)一步地，該工藝孔6可W設(shè)置在靠近內(nèi)膽2的中必線位 置。圓筒部51頂部設(shè)有限流孔4。在該實(shí)施方式中，限流孔4的位置與排氣口 3相對，但在 其它實(shí)施方式中不W此為限。該實(shí)施方式中，限充裝置5的中必線可W與內(nèi)膽2的中必線 重合。
[0057] 在一實(shí)施方式中，應(yīng)變強(qiáng)化低溫容器還進(jìn)一步包括用