320升氢罐聚酰胺内衬竟是这样“吹”出来

要点导读

内衬是复合材料高压氢容器的核心部件，不仅需要高阻隔特性，还需能承受高机械应力以及适应-60℃至+120°C的工作温度；

新研发出来的聚酰胺材料和特殊挤出技术使得聚酰胺的吹塑加工成为可能。

考特斯机械制造有限公司（Kautex Maschinenbau）的吹塑专家采用挤吹技术，已成功生产出一个可用于氢压力容器的大容量聚酰胺内衬。

在考特斯复合材料中心吹塑成型的聚酰胺内衬。

据了解，该聚酰胺内衬长达2米多，直径约500毫米，容积为320升。这是首次采用吹塑工艺生产这种尺寸的氢压力容器内衬。

克服聚酰胺“难吹塑”之痛

氢是化学元素周期表中最小的分子，几乎可以扩散到每一种塑料材料中。氢压力容器作为储存氢气的系统，对容器内衬材料的渗透性提出严峻的挑战。

可用于氢压力容器的聚酰胺内衬。

特种聚酰胺材料（PAs）具有最好的阻隔性能，然而由于它们的低熔体刚性和复杂性，它们难以通过吹塑工艺进行大尺寸产品的加工。新研发出来的聚酰胺材料和特殊挤出技术使得聚酰胺的吹塑加工成为可能。

“采用聚酰胺生产这种尺寸的衬垫是一项重大挑战。我们所做的工作颇具开创性。”考特斯公司复合材料业务开发负责人Abdellah El Bouchrati说。

容器内衬需适应苛刻工作环境

一段时间以来，考特斯一直致力于开发用于氢气、天然气和液化石油气等多种用途的复合材料压力容器（CPV）。复合材料罐由热塑性内衬、连接阀门的毂部以及增加机械强度的纤维缠绕组成。其中，内衬由一般采用吹塑成型。

考特斯复合材料中心的工作人员在仔细检查聚酰胺内衬。

复合材料高压氢容器通常设计为700巴的工作压力和1750巴的爆破压力。内衬是容器的核心部件。作为容器内衬，它能够吸收气体，包围内容物并将内容物与外部隔离密封。

内衬还需承受高机械应力，能够适应-60°C至+120°C的温度范围。现在，考特斯与一家塑料制造商合作，开发首次使吹塑工艺生产具有工业用途的氢容器内衬解决方案。

“我们目前能够实现生产的内衬尺寸只是一个开始。我们相信，未来我们也能使用这种方法生产大尺寸的氢压力容器内衬。” Abdellah说。

有望让储氢系统经济又环保

考特斯研发出来的这种可生产大容量氢容器内衬的技术意味着，一种成本效益高并能满足运输及基础设施要求的解决方案已近在迟尺。

长期以来，专家们一直认为，仅仅依靠电池技术来解决未来的交通问题，并不能实现交通尽可能做到碳中和的长期目标。

由于生产成本高和缺乏基础设施，燃料电池技术在乘用车领域的应用似乎在经济层面上来说还不可行。

但氢能驱动和生产技术已经在其他领域成功实施。重型货物运输、当地公共交通、造船和飞机工业等行业对氢能驱动技术非常感兴趣。

在这些领域，主要需求是安全、轻便和防漏的油罐系统。复合材料高压氢容器不仅比钢制储罐轻得多，而且完全耐腐蚀。

考特斯KBS241吹塑系统。

考特斯表示，将持续与客户推进复合材料高压容器的技术的发展。

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