Aluminiumlegierungen in fahrzeugmontierten LNG-Zylindern

Erdgas macht heute ein Drittel der gesamten Energieerzeugung der Welt aus, und es ist möglich, das populäre Öl und die Kohle in naher Zukunft allmählich in eine sekundäre Position zu drängen. Als Marktsegmentprodukt steigt der Verbrauch von Flüssigerdgas um 10% pro Jahr. Die weltweite Nachfrage nach Flüssigerdgas wird von 218 Millionen Tonnen im Jahr 2010 auf 310 Millionen Tonnen im Jahr 2015 und 410 Millionen Tonnen im Jahr 2020 steigen. Als saubere Energie für eine nachhaltige Entwicklung hat LNG offensichtliche ökologische und soziale Vorteile. Nach dem Ersetzen von Heizöl durch LNG kann es die Schwefeldioxidemissionen um 90% und die Stickoxidemissionen um 80% reduzieren. Die Vorteile für die Umwelt liegen auf der Hand. Es ist ein hochwertiger alternativer Kraftstoff für Fahrzeuge. In der heutigen zunehmend angespannten Welt energie- und extrem ernste Luftverschmutzung, die energische Förderung sauberer Energie im Bereich des Transports, insbesondere in schweren Lastkraftwagen, wird die Verringerung des Ölverbrauchs und der Emissionsverschmutzung der Trend der Entwicklung in der Zukunft sein. Im globalen Umfeld der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung ist der Leichtbau zur dominierenden Entwicklungsrichtung von Fahrzeugen geworden. Aufgrund der Begrenzung der LNG-Zylinder an Bord haben LNG-Fahrzeuge ein großes Eigengewicht, was bestimmte Einschränkungen hinsichtlich der Entwicklungsrichtung von Fahrzeugen mit leichtem Gewicht aufweist.

Aluminiumlegierungen in fahrzeugmontierten LNG-Zylindern

In den letzten Jahren wurde das Design- und Fertigungsniveau von Nichteisenmetall-Druckbehältern in China kontinuierlich verbessert, aber die Hauptmaterialien von inländischen Druckbehältern sind immer noch traditionelle Stahlmaterialien, was zu einem hohen Energieverbrauch und Gewicht führt, was nicht nur mehr Ressourcen verbraucht, sondern auch die Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit von Schiffen verringert. Aluminiumlegierung ist in Druckbehältern wegen ihrer einzigartigen physikalischen Eigenschaften, geringe Dichte (etwa 1 / 3 von Eisen) und guten mechanischen Niedertemperatureigenschaften weit verbreitet, was eine gewisse Grundlage für on-Board-LNG-Zylinder und eine neue Richtung für Zylinderleichtgewicht bietet

1 Eigenschaften von Aluminiumlegierungsmaterialien

Im Vergleich zu dem in Druckbehältern üblicherweise verwendeten Stahl kann eine Aluminiumlegierung in Druckbehältern verwendet werden, die hauptsächlich die folgenden Eigenschaften aufweist:

• (1) Korrosionsbeständigkeit. Korrosionsbeständigkeit ist eine der wichtigsten Anwendungen von Druckbehältern aus Nichteisenmetall. Aufgrund der unterschiedlichen chemischen Eigenschaften von Aluminiumlegierungen unterscheiden sich auch der Bereich und der Grad der Korrosionsbeständigkeit von Medien.
• (2) Wärmeübertragung. Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumlegierungen ist um ein Vielfaches höher als die von Stahl. In Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit ist die Aluminiumlegierung ein ausgezeichnetes Wärmeleitfähigkeitsmaterial, das nach Kupfer an zweiter Stelle steht.
• (3) Hohe spezifische Festigkeit. Unter den häufig verwendeten Strukturmaterialien ist die Dichte von Aluminium gering, und seine spezifische Festigkeit (das Verhältnis von Zugfestigkeit zu Dichte) ist höher als die von Stahl. Bei mobilen Druckbehältern bedeutet eine höhere spezifische Festigkeit der Materialien ein geringeres Gerätegewicht, wodurch der Energieverbrauch und die Kosten während des Transports gesenkt werden können.
• (4) Niedrige Temperaturbeständigkeit. Die Kristallstruktur der Aluminiumlegierung ist eine flächenzentrierte kubische Struktur. Da die Koordinationsfähigkeit aller Aspekte der flächenzentrierten kubischen Kristallstruktur besonders gut ist, tritt kein Sprödbruch auf, wenn der Druckbehälter der Aluminiumlegierung unter der Bedingung niedriger Temperaturen verwendet wird. Nicht nur das, das Licht und die Menschlichkeit der Aluminiumlegierung werden nicht reduziert, sondern sie wird gute mechanische Eigenschaften haben. Die niedrige Temperaturbeständigkeit der Aluminiumlegierung kann bis zu - 269 ° C betragen, ohne zusätzliche Anforderungen.

Legierung:5083 5086 5754 5454

Temperament: O, H32, H22,

Dicke: 5--8mm

Breite: 2000mm

Länge: 6000mm

Vorteile der Aluminiumlegierung in der Gasflaschenanwendung

• (1) Niedertemperaturbeständig. Der on-board LNG-Zylinder ist ein Niedertemperaturbehälter und seine Auslegungstemperatur beträgt im Allgemeinen - 196 ° C. Unter dieser Temperatur erzeugen gewöhnliche Materialien eine Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen; Die Aluminiumlegierung kann unter der Bedingung einer sehr niedrigen Temperatur verwendet werden, und ihre Niedertemperaturbeständigkeit kann bis zu - 269 ° C betragen. Selbst unter der Bedingung niedriger Temperaturen wird die Zugfestigkeit und Streckgrenze der Aluminiumlegierung verbessert und die Bruchzähigkeit verbessert, um die Konstruktionsanforderungen der Temperatur des on-board LNG-Zylinders zu erfüllen.
• (2) Hohe spezifische Festigkeit. Die spezifische Stärke ist die Festigkeit des Materials (die Kraft pro Flächeneinheit beim Trennen) geteilt durch seine Dichte. Auch bekannt als Festigkeitsgewichtsverhältnis, je höher die spezifische Festigkeit, desto leichter ist das Material, das verwendet wird, um die entsprechende Festigkeit zu erreichen. Die meisten der vorhandenen On-Board-LNG-Zylinder bestehen aus Edelstahl mit hoher Dichte. Aufgrund von Materialbeschränkungen ist das Eigengewicht des Zylinders schwer. Die spezifische Festigkeit der Aluminiumlegierung ist hoch. Der on-board LNG-Zylinder ist ein mobiler Druckbehälter. Die höhere spezifische Festigkeit bringt ein geringeres Eigengewicht mit sich, so dass der on-board LNG-Zylinder den Energieverbrauch und die Kosten im Nutzungsprozess senken kann.
• (3) Gute Korrosionsbeständigkeit. Die Betriebsumgebung von ON-Board-LNG-Flaschen ist meist open-air-Umgebung, die eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber der atmosphärischen Umgebung haben muss. Während der Verwendung von Aluminiumlegierung bildet sich aufgrund der Oxidationsreaktion zwischen Aluminiumlegierung und Sauerstoff in der Luft ein dichter Oxidfilm auf seiner äußeren Oberfläche, und seine Adsorptionskapazität ist stark genug, um Aluminiumlegierungen zu einer starken atmosphärischen Korrosionsbeständigkeit zu machen.

Als Kernausrüstung des LNG-Fahrzeugkraftstoffsystems ist der am Fahrzeug montierte LNG-Zylinder zu seiner Hauptentwicklungsrichtung unter dem Umfeld der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung geworden. Obwohl es viele Probleme bei der Anwendung von Aluminiumlegierungen in im Fahrzeug montierten LNG-Zylindern gibt, hat sie in einigen Aspekten, insbesondere in Richtung Leichtbau, einzigartige Vorteile und hat ein großes Potenzial. Die Stärkung der Entwicklung und Anwendung von Aluminiumlegierungen für ON-Board-LNG-Zylinder ist für den Leichtbau von LNG-Flaschen und -Fahrzeugen von großer Bedeutung.