【原创资讯】Steelhead Composites公司高压容器及III型高压储氢瓶的优点分析

Steelhead Composites提供用于高压储氢的复合材料包覆压力容器（composite-overwrapped pressure vessels，COPV）。Steelhead Composites高压气瓶的内衬由坚固的无缝铝制成，外部完全包裹着耐用的环氧浸渍碳纤维复合材料。

这些容器具有大的端口开口，并带有氢气专用的不锈钢螺纹连接，可以容纳一个罐内阀门和调节器。与内衬塑料的氢气钢瓶相比，氢气的渗透几乎为零，耐用性增强，具有可预测的爆裂前泄漏失效特征和改进的快速填充能力。

目前，Steelhead的III型压力容器主要设计用于35MPa、50MPa和70MPa的应用，而IV型压力容器也正在开发和制作原型。开发工作已利用国际设计标准所要求的最新设计和分析工具，包括有限元建模、疲劳分析、断裂力学和产品性能验证、以及系统的爆破、循环和冲击测试系统。

氢燃料电池系统的解决方案

Steelhead Composites氢气压力容器是氢燃料电池系统气体储存的一种经济有效的解决方案。公司可提供全面的服务设计、制造和内部测试能力可提供一系列标准尺寸，以最好地满足客户的设计标准，主要优势体现在：

  • 标准尺寸从6L到270L；标准压力为35MPa、50MPa和70MPa，可根据要求定制尺寸/压力；

  • 公司产品上获得专利“Steelhead”可实现坚固的大型端口配件，包括行业标准配件、罐内调节器和可变端口尺寸和材料；

  • 先进的建模、设计工具和专有技术；

  • 按照ISO 9001-2005或AS9100 D版质量体系和ISO 14001环境体系制造。

迄今为止最大的高压容器，容量为270 L   

Steelhead高压储氢气瓶的特点

Steelhead  Composites压力容器通过内部进行设计、开发和测试，为以下方面提供性能优化：

  • 目标循环寿命

  • 可预测的爆裂前泄漏模式

  • 经验证的耐用性，可防止坠落和冲击损伤

  • 在最大工作压力下实现最小氢渗透

  • 较宽工作温度范围（-40°C至85°C）

公司III型高压储氢气瓶的优势

有限渗透：铝是一种已知具有良好抗渗透性的材料。使用50 MPa下氢气渗透的粗略估计，铝制内衬III型容器的渗透常数应为2 × 10-16 mol-H2/（m-s），比塑料（HDPE）内衬IV型容器中约4 x 10-8（mol-H2/（m-s）的渗透常数好几个数量级。

耐久性：III型容器具有损伤容限，通过必要的DOT认证测试，可将操作期间的风险和威胁降至最低。这对于可交换模块的装载和卸载过程中预期的冲击载荷尤其重要。

全量程填充循环中具有优异的性能：由于III型容器的尺寸在自紧压力下确定，以确保内衬与复合材料壳体之间紧密接触，因此间隙空间中氢气聚集的可能性为零，一些II型容器在零压力下内衬会发生屈曲。

无潜在静电放电：III型铝质衬里容器在气体压力循环期间，或在电晕放电（IV型容器填充操作期间可能会存在放电）引起的静电放电中均没有电势。

火灾期间的安全故障：III型容器的失效模式本质上比IV型塑料衬里容器更安全，因为在压力可以通过阀门安全释放之前，金属衬管不会降解或熔化。

填充效率：III型容器内的金属内衬具有较高的导热系数，因此，与IV型容器的塑料内衬相比，在快速填充中可以实现更完整、更有效的填充。

良性寿命终止故障模式：III型容器超过规定的循环寿命而不会发生故障。一旦超过设计寿命，由于铝内衬爆裂疲劳失效前的固有泄漏，发生灾难性容器破裂的风险可以忽略不计。

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