Hợp kim nhôm trong xi lanh LNG gắn trên xe

Khí đốt tự nhiên hiện chiếm một phần ba tổng sản lượng năng lượng của thế giới, và có thể dần dần ép dầu và than phổ biến vào vị trí thứ cấp trong tương lai gần. Là một sản phẩm phân khúc thị trường, tiêu thụ khí tự nhiên hóa lỏng đang tăng với tốc độ 10% mỗi năm. Nhu cầu khí đốt tự nhiên hóa lỏng toàn cầu sẽ tăng từ 218 triệu tấn năm 2010 lên 310 triệu tấn năm 2015 và 410 triệu tấn năm 2020. Là một năng lượng sạch cho sự phát triển bền vững, LNG có lợi ích môi trường và xã hội rõ ràng. Sau khi thay thế dầu nhiên liệu bằng LNG, nó có thể làm giảm 90% lượng phát thải sulfur dioxide và 80% phát thải nitơ oxit. Lợi ích môi trường là rất rõ ràng. Nó là một nhiên liệu thay thế chất lượng cao cho xe. Trong bối cảnh năng lượng thế giới ngày càng căng thẳng và ô nhiễm không khí cực kỳ nghiêm trọng hiện nay, thúc đẩy mạnh mẽ năng lượng sạch trong lĩnh vực giao thông vận tải, đặc biệt là trong xe tải hạng nặng, giảm tiêu thụ dầu và ô nhiễm khí thải sẽ là xu hướng phát triển trong tương lai. Trong môi trường toàn cầu về bảo tồn năng lượng và giảm phát thải, trọng lượng nhẹ đã trở thành hướng phát triển chủ đạo của các phương tiện giao thông. Do sự hạn chế của xi lanh LNG trên tàu, xe LNG có trọng lượng bản thân lớn, có những hạn chế nhất định về hướng phát triển của xe theo đuổi trọng lượng nhẹ.

Hợp kim nhôm trong xi lanh LNG gắn trên xe

Trong những năm gần đây, mức độ thiết kế và sản xuất của các bình áp lực kim loại màu ở Trung Quốc đã liên tục được cải thiện, nhưng vật liệu chính của bình áp lực trong nước vẫn là vật liệu thép truyền thống, dẫn đến tiêu thụ năng lượng và trọng lượng lớn, không chỉ tiêu thụ nhiều tài nguyên hơn, mà còn làm giảm nền kinh tế và khả năng cạnh tranh của tàu. Hợp kim nhôm được sử dụng rộng rãi trong các bình áp lực vì tính chất vật lý độc đáo của nó, mật độ thấp (khoảng 1/3 sắt) và tính chất cơ học nhiệt độ thấp tốt, cung cấp một nền tảng nhất định cho xi lanh LNG trên tàu và một hướng mới cho xi lanh nhẹ

1 Đặc điểm của vật liệu hợp kim nhôm

So với thép thường được sử dụng trong các bình áp lực, hợp kim nhôm có thể được sử dụng trong các bình áp lực, chủ yếu có các đặc điểm sau:

• (1) Chống ăn mòn. Chống ăn mòn là một trong những ứng dụng quan trọng nhất của bình áp lực kim loại màu. Do các tính chất hóa học khác nhau của hợp kim nhôm, phạm vi và mức độ của phương tiện chống ăn mòn cũng khác nhau.
• (2) Truyền nhiệt. Độ dẫn nhiệt của hợp kim nhôm gấp nhiều lần so với thép. Về độ dẫn nhiệt, hợp kim nhôm là một vật liệu dẫn nhiệt tuyệt vời chỉ đứng sau đồng.
• (3) Độ bền cụ thể cao. Trong số các vật liệu kết cấu thường được sử dụng, mật độ nhôm nhỏ và sức mạnh cụ thể của nó (tỷ lệ độ bền kéo so với mật độ) cao hơn so với thép. Đối với bình áp lực di động, độ bền cụ thể cao hơn của vật liệu có nghĩa là trọng lượng thiết bị nhẹ hơn, có thể làm giảm tiêu thụ năng lượng và chi phí trong quá trình vận chuyển.
• (4) Khả năng chịu nhiệt độ thấp. Cấu trúc tinh thể của hợp kim nhôm là cấu trúc khối trung tâm mặt. Bởi vì khả năng phối hợp của tất cả các khía cạnh của cấu trúc tinh thể khối tập trung vào khuôn mặt đặc biệt tốt, gãy giòn sẽ không xảy ra khi bình áp suất hợp kim nhôm được sử dụng trong điều kiện nhiệt độ thấp. Không chỉ vậy, ánh sáng và tính nhân văn của hợp kim nhôm sẽ không bị giảm, nhưng nó sẽ có tính chất cơ học tốt. Điện trở nhiệt độ thấp của hợp kim nhôm có thể lên đến - 269 ° C, mà không có bất kỳ yêu cầu bổ sung nào.

Hợp kim:5083 5086 5754 5454

Tính khí: O, H32, H22,

Độ dày: 5--8mm

Chiều rộng: 2000mm

Chiều dài:6000mm

Ưu điểm của hợp kim nhôm trong ứng dụng bình gas

• (1) Chịu nhiệt độ thấp. Xi lanh LNG trên tàu là một thùng chứa nhiệt độ thấp, và nhiệt độ thiết kế của nó nói chung là - 196 ° C. Dưới nhiệt độ này, các vật liệu thông thường sẽ tạo ra độ giòn ở nhiệt độ thấp; Hợp kim nhôm có thể được sử dụng trong điều kiện nhiệt độ rất thấp, và điện trở nhiệt độ thấp của nó có thể lên đến - 269 ° C. Ngay cả trong điều kiện nhiệt độ thấp, độ bền kéo và sức mạnh năng suất của hợp kim nhôm sẽ được cải thiện, và độ bền gãy sẽ được cải thiện để đáp ứng các yêu cầu thiết kế về nhiệt độ của xi lanh LNG trên tàu.
• (2) Sức mạnh cụ thể cao. Sức mạnh cụ thể là sức mạnh của vật liệu (lực trên một đơn vị diện tích khi ngắt kết nối) chia cho mật độ của nó. Còn được gọi là tỷ lệ trọng lượng sức mạnh, độ bền cụ thể càng cao, vật liệu được sử dụng càng nhẹ để đạt được sức mạnh tương ứng. Hầu hết các xi lanh LNG hiện có được làm bằng thép không gỉ với mật độ cao. Do những hạn chế về vật chất, trọng lượng bản thân của xi lanh rất nặng. Độ bền cụ thể của hợp kim nhôm là cao. Xi lanh LNG trên tàu là một bình áp lực di động. Sức mạnh cụ thể cao hơn mang lại trọng lượng bản thân thấp hơn, do đó xi lanh LNG trên tàu có thể giảm tiêu thụ năng lượng và chi phí trong quá trình sử dụng.
• (3) Khả năng chống ăn mòn tốt. Môi trường hoạt động của xi lanh LNG trên tàu chủ yếu là môi trường ngoài trời, cần có khả năng chống ăn mòn tốt với môi trường khí quyển. Trong quá trình sử dụng hợp kim nhôm, do phản ứng oxy hóa giữa hợp kim nhôm và oxy trong không khí, một màng oxit dày đặc được hình thành trên bề mặt bên ngoài của nó, và khả năng hấp phụ của nó đủ mạnh để làm cho hợp kim nhôm có khả năng chống ăn mòn khí quyển mạnh mẽ.

Là thiết bị cốt lõi của hệ thống nhiên liệu xe LNG, xi lanh LNG gắn trên xe đã trở thành hướng phát triển chính của nó trong môi trường bảo tồn năng lượng và giảm phát thải. Mặc dù có nhiều vấn đề trong việc áp dụng hợp kim nhôm trong xi lanh LNG gắn trên xe, nhưng nó có những lợi thế độc đáo ở một số khía cạnh, đặc biệt là theo hướng nhẹ và có tiềm năng lớn. Tăng cường phát triển và ứng dụng hợp kim nhôm cho xi lanh LNG trên tàu có ý nghĩa rất lớn đối với trọng lượng nhẹ của xi lanh và xe LNG.