氣瓶設(shè)計

第1章　緒論 001
1．1　氣瓶概述 001
1．2　氣瓶基本要求 001
1．3　氣瓶事故案例統(tǒng)計分析 004
1．4　氣瓶失效模式 005
1．5　氣瓶損傷模式 009
第2章　常用瓶裝氣體物性參數(shù) 011
2．1　引言 011
2．2　物質(zhì)的相及相變 011
2．3　氣體狀態(tài)變化規(guī)律 012
2．4　常用瓶裝氣體分類及名稱、分子式、分子量 013
2．5　常用瓶裝氣體的燃燒性、毒性及腐蝕性 016
2．6　氣體壓縮因子 018
2．7　液化氣體密度、飽和蒸汽壓及汽化潛熱 019
2．8　氣體絕熱指數(shù) 031
2．9　混合氣體物性參數(shù) 032
第3章　氣瓶品種、型號及基本參數(shù) 034
3．1　引言 034
3．2　氣瓶品種及用途（盛裝介質(zhì)） 034
3．3　無縫氣瓶型號 036
3．4　焊接氣瓶型號 039
3．5　纏繞氣瓶型號 040
3．6　絕熱氣瓶型號 041
3．7　內(nèi)裝填料氣瓶型號 042
3．8　其他氣瓶型號 043
3．9　氣瓶公稱工作壓力 044
3．9．1　氣瓶公稱工作壓力確定原則 044
3．9．2　盛裝常用氣體氣瓶公稱工作壓力（TSG R0006—2014） 044
第4章　設(shè)計選材 048
4．1　引言 048
4．2　金屬材料基本知識 048
4．2．1　金屬材料類別 048
4．2．2　金屬材料中的化學(xué)元素 049
4．2．3　金屬材料的微觀結(jié)構(gòu) 050
4．2．4　金屬材料性能的基本要求 052
4．2．5　金屬材料的破壞 056
4．3　氣瓶選材的一般要求（TSG R0006） 056
4．4　焊接氣瓶選材 057
4．4．1　相關(guān)氣瓶標(biāo)準(zhǔn)的限定要求 057
4．4．2　常用材料 058
4．4．3　瓶體成型后材料性能要求 063
4．5　無縫氣瓶選材 065
4．5．1　相關(guān)氣瓶標(biāo)準(zhǔn)的限定要求 065
4．5．2　常用材料 068
4．5．3　瓶體成型后材料性能要求 073
4．6　低溫絕熱氣瓶選材 076
4．6．1　基本要求 076
4．6．2　常用材料 077
4．7　纖維復(fù)合材料 078
4．7．1　基本知識 078
4．7．2　纖維纏繞氣瓶基本要求 081
4．8　絕熱材料 081
第5章　氣瓶結(jié)構(gòu) 083
5．1　引言 083
5．2　無縫氣瓶結(jié)構(gòu) 084
5．2．1　鋼質(zhì)無縫氣瓶（GB 5099） 084
5．2．2　鋁合金無縫氣瓶（GB 11640） 089
5．2．3　汽車用壓縮天然氣氣瓶（GB 17258） 090
5．2．4　站用壓縮天然氣鋼瓶（GB 19158） 092
5．2．5　長管拖車、管束式集裝箱用大容積鋼質(zhì)無縫氣瓶 092
5．2．6　無縫結(jié)構(gòu)溶解乙炔氣瓶（GB 11638） 093
5．3　焊接氣瓶 093
5．3．1　鋼質(zhì)焊接氣瓶 093
5．3．2　液化石油氣鋼瓶 098
5．3．3　汽車用液化石油氣鋼瓶（GB 17259） 100
5．3．4　工業(yè)用非重復(fù)充裝氣瓶（GB 17268） 101
5．3．5　焊接結(jié)構(gòu)溶解乙炔氣瓶（GB 11638） 102
5．4　纏繞氣瓶 103
5．4．1　環(huán)向纏繞氣瓶（GB 24160） 103
5．4．2　金屬內(nèi)膽全纏繞氣瓶（GB 28053） 105
5．5　低溫絕熱氣瓶 106
5．5．1　焊接絕熱氣瓶（GB 24159） 106
5．5．2　汽車用液化天然氣氣瓶 109
第6章　氣瓶瓶體壁厚計算 113
6．1　引言 113
6．2　基本知識 113
6．2．1　固體力學(xué)基本概念 113
6．2．2　強(qiáng)度理論 115
6．2．3　設(shè)計準(zhǔn)則 116
6．2．4　薄壁回轉(zhuǎn)殼體強(qiáng)度計算 117
6．3　無縫氣瓶壁厚計算 118
6．4　焊接氣瓶壁厚計算 120
6．5　焊接絕熱氣瓶壁厚計算（GB 24159） 124
6．6　纏繞氣瓶壁厚計算 125
第7章　氣瓶螺紋及強(qiáng)度計算 128
7．1　氣瓶螺紋基本要求 128
7．2　氣瓶專用螺紋（GB 8335） 129
7．3　普通螺紋（GB/T 192，GB/T 196，GB/T 197） 130
7．4　管螺紋（GB/T 7307） 135
7．5　氣瓶螺紋強(qiáng)度計算 137
7．6　螺紋強(qiáng)度計算算例 138
第8章　焊接氣瓶開孔及補(bǔ)強(qiáng) 140
8．1　引言 140
8．2　焊接氣瓶開孔及補(bǔ)強(qiáng)基本要求 140
8．3　補(bǔ)強(qiáng)型式 141
8．3．1　不需要另行補(bǔ)強(qiáng) 141
8．3．2　補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) 142
8．3．3　整體補(bǔ)強(qiáng) 143
8．4　補(bǔ)強(qiáng)計算 144
8．5　補(bǔ)強(qiáng)計算算例 146
第9章　氣瓶有限元應(yīng)力分析 149
9．1　引言 149
9．2　氣瓶有限元應(yīng)力分析基本要求 149
9．3　有限元應(yīng)力分析基本知識 150
9．3．1　有限元法基本原理 150
9．3．2　有限元法基本術(shù)語 150
9．3．3　有限元分析軟件介紹 151
9．3．4　有限元分析基本步驟 152
9．4　氣瓶有限元應(yīng)力分析實例 152
9．4．1　鋼制無縫氣瓶凹形底 152
9．4．2　車用壓縮天然氣鋼制內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶 153
9．4．3　呼吸器用全纏繞復(fù)合氣瓶應(yīng)力分析 156
9．4．4　汽車用低溫焊接氣瓶開孔補(bǔ)強(qiáng)分析 162
第10章　氣瓶容積、重量及最大充裝量計算 164
10．1　引言 164
10．2　容積計算 164
10．3　質(zhì)量計算 169
10．4　最大充裝量計算 173
10．4．1　低壓液化氣體氣瓶最大充裝量計算 173
10．4．2　高壓液化氣體氣瓶最大充裝量計算 175
10．4．3　低溫絕熱氣瓶最大充裝量計算 176
第11章　氣瓶安全泄壓裝置選用及計算 178
11．1　引言 178
11．2　常用術(shù)語及其定義 178
11．3　氣瓶安全泄壓裝置基本要求 181
11．3．1 　氣瓶安全泄壓裝置的設(shè)置與選用 181
11．3．2　氣瓶安全泄壓裝置質(zhì)量要求 186
11．3．3　裝設(shè)部位 186
11．3．4　氣瓶安全泄壓裝置技術(shù)參數(shù)要求 188
11．4　氣瓶安全泄放量計算 189
11．4．1　壓縮氣體氣瓶 190
11．4．2　低壓、高壓液化氣體氣瓶 191
11．4．3　低溫液化氣體氣瓶 192
11．5　安全泄壓裝置泄放面積計算 193
11．5．1　爆破片 193
11．5．2　安全閥 195
11．5．3　易熔合金塞 197
11．6　氣瓶安全泄壓裝置泄放量及泄放面積算例 197
第12章　低溫絕熱氣瓶熱傳遞計算 202
12．1　引言 202
12．2　總熱傳遞 202
12．3　絕熱層熱傳遞 203
12．4　管路熱傳遞 208
12．5　支撐件傳熱 209
12．6　總熱傳遞計算算例 210
第13章　氣瓶附件 214
13．1　引言 214
13．2　氣瓶閥門 214
13．2．1　氣瓶閥門基本要求（TSG R0006—2014） 214
13．2．2　氣瓶閥出氣口連接型式和尺寸（GB 15383—2011） 216
13．2．3　常用氣體瓶閥的選用 218
13．3　其他附件 223
第14章　氣瓶主要生產(chǎn)工藝 224
14．1　引言 224
14．2　原材料復(fù)驗 224
14．3　組批 225
14．4　焊接 226
14．4．1　一般規(guī)定 226
14．4．2　焊接工藝評定 227
14．4．3　焊縫接頭結(jié)構(gòu) 228
14．4．4　焊接方法 232
14．4．5　焊接返修 232
14．4．6　主要焊接缺陷及防止措施 233
14．5　無縫氣瓶瓶體成型 234
14．5．1　無縫氣瓶成型方法 234
14．5．2　無縫氣瓶端部質(zhì)量基本要求 235
14．5．3　旋壓工藝評定 236
14．6　熱處理 237
14．6．1　金屬材料熱處理工藝 237
14．6．2　氣瓶熱處理基本要求 239
14．6．3　熱處理工藝評定 241
14．6．4　熱處理常見缺陷及其形成原因和預(yù)防措施 241
14．7　纖維纏繞氣瓶纖維纏繞、固化 243
14．7．1　纏繞工藝 243
14．7．2　固化工藝 243
14．7．3　纏繞、固化工藝評定 244
14．8　低溫絕熱氣瓶絕熱工藝 245
14．8．1　絕熱材料包扎及加裝 245
14．8．2　抽真空 245
第15章　氣瓶檢驗與試驗 246
15．1　引言 246
15．2　檢驗和試驗類別及基本要求 246
15．2．1　檢驗和試驗類別 246
15．2．2　型式試驗及出廠檢驗項目 247
15．2．3　氣瓶定期檢驗基本要求 253
15．3　宏觀檢查 254
15．4　質(zhì)量和容積測量 256
15．5　無損探傷 256
15．6　材質(zhì)分析 257
15．7　安全性能試驗 257
第16章　氣瓶標(biāo)識 258
16．1　引言 258
16．2　氣瓶制造標(biāo)志 258
16．2．1　不同品種氣瓶制造標(biāo)志要求 258
16．2．2　鋼印標(biāo)記 259
16．2．3　標(biāo)簽標(biāo)記 263
16．2．4　壓印標(biāo)記 263
16．2．5　印刷標(biāo)記 263
16．2．6　粘貼標(biāo)記 264
16．2．7　顏色標(biāo)志（GB 7144—1999） 264
16．3　氣瓶定期檢驗標(biāo)志 269
16．4　氣瓶充裝標(biāo)志 270
16．4．1　涂敷標(biāo)志 270
16．4．2　氣瓶警示標(biāo)簽（GB 16804—2011） 271
第17章　氣瓶充裝、儲存、運(yùn)輸和使用 273
17．1　引言 273
17．2　氣瓶充裝 273
17．2．1　氣瓶充裝基本要求（TSG R0006—2014《氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》） 273
17．2．2　壓縮氣體充裝基本要求（GB 14194—2006《永久氣體氣瓶充裝規(guī)定》） 274
17．2．3　液化氣體充裝基本要求（GB 14193—2009《液化氣體氣瓶充裝規(guī)定》） 277
17．2．4　焊接絕熱氣瓶充裝基本要求（GB 28051—2011《焊接絕熱氣瓶充裝規(guī)定》） 278
17．2．5　混合氣體充裝 279
17．3　氣瓶儲存 279
17．4　氣瓶運(yùn)輸 281
17．5　氣瓶使用 282
第18章　氣瓶設(shè)計文件 284
18．1　引言 284
18．2　設(shè)計任務(wù)書 284
18．2．1　設(shè)計任務(wù)書基本要求 284
18．2．2　設(shè)計任務(wù)書示例 285
18．3　設(shè)計計算書 287
18．4　設(shè)計說明書 287
18．5　設(shè)計圖紙 290
18．5．1　制圖基本要求 290
18．5．2　氣瓶設(shè)計圖紙基本要求 292
18．5．3　技術(shù)參數(shù)表 293
18．5．4　技術(shù)要求 295
18．6　使用說明書 300
18．6．1　使用說明書基本要求 300
18．6．2　使用說明書示例 300
18．7　標(biāo)準(zhǔn)化審查報告 302
18．7．1　標(biāo)準(zhǔn)化審查報告基本要求 302
18．7．2　標(biāo)準(zhǔn)化審查報告示例 302
18．8　有限元應(yīng)力分析報告 304
參考文獻(xiàn) 305