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12日下午，北京科泰克科技有限責(zé)任公司副總經(jīng)理、總工程師張國(guó)對(duì)“車載儲(chǔ)氫瓶安全應(yīng)用”課題進(jìn)行了講解。
北京科泰克科技有限責(zé)任公司副總經(jīng)理、總工程師張國(guó)
氫氣作為一種常用工業(yè)氣體，其儲(chǔ)存一直是一個(gè)難題，也是被廣為研究的領(lǐng)域。
目前，氫氣常規(guī)儲(chǔ)存方式有四種：金屬儲(chǔ)氫、吸附儲(chǔ)氫、液化儲(chǔ)氫和壓縮儲(chǔ)氫。
近幾年，也在開(kāi)展新的儲(chǔ)氫方式研究，包括復(fù)合儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫、微管儲(chǔ)氫等，但應(yīng)用最廣泛、最便捷的是壓縮儲(chǔ)氫。
張國(guó)介紹，儲(chǔ)氫瓶共分為五種類型：Ⅰ型氣瓶是金屬氣瓶，Ⅱ型氣瓶是金屬內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶，Ⅲ型氣瓶是金屬內(nèi)膽全纏繞氣瓶，Ⅳ型氣瓶是非金屬內(nèi)丹全纏繞氣瓶，V型氣瓶是無(wú)內(nèi)膽全纏繞氣瓶。
從Ⅳ型氣瓶發(fā)展來(lái)看。1947年美國(guó)Kellog公司研制成功世界上第一臺(tái)纏繞機(jī)。20世紀(jì)50年代Brunswick公司(Lincoln前身)開(kāi)始研究橡膠內(nèi)膽纖維纏繞容器，1959年為Polaris火箭研制了復(fù)合材料儲(chǔ)箱。1963年交付塑料內(nèi)膽復(fù)合氣瓶。1959年法國(guó)AeroSpatiale空間研究中心(AS)開(kāi)始復(fù)合材料容器的研究，產(chǎn)品多用于空間飛行器。
20世紀(jì)70年代隨著新型纖維不斷問(wèn)世，纏繞氣瓶技術(shù)飛速發(fā)展，民用復(fù)合氣瓶研發(fā)開(kāi)始增多。DOT批準(zhǔn)Ⅲ型瓶進(jìn)入市場(chǎng)。歐美航空航天領(lǐng)域轉(zhuǎn)向Ⅲ型瓶。
1993-1997年Ⅳ氣瓶技術(shù)發(fā)展速度加快，產(chǎn)品擴(kuò)展到CNG、LPG、SCBA、污水處理等方面。
1997年加拿大EDO的Ⅳ氣瓶在北美（CNG）使用中內(nèi)膽出現(xiàn)裂紋和鼓包，2005年左右歐洲（SCBA）出現(xiàn)使用問(wèn)題。ANSI S-081《空間系統(tǒng)用復(fù)合材料壓力容器》只對(duì)金屬內(nèi)膽選材進(jìn)行了指導(dǎo)。這些影響了此類氣瓶在高壓領(lǐng)域的應(yīng)用，歐美航空航天領(lǐng)域確定以Ⅲ型瓶為主。
2013年現(xiàn)代銷售“ix35FCEV”，2015年豐田銷售“Mirai”，均使用70MPa的Ⅳ型瓶充裝氫氣。2015年?yáng)|南亞、美國(guó)、歐洲開(kāi)始規(guī)模應(yīng)用Ⅳ型CNG氣瓶。
Ⅳ型瓶具有更多的優(yōu)勢(shì)，與Ⅲ型瓶在結(jié)構(gòu)上存在顯著區(qū)別，Ⅳ型瓶突破了高壓氣瓶不允許焊接（連接）的約束，拓寬了技術(shù)創(chuàng)新范圍，帶來(lái)更多不確定性。
相比較而言，Ⅰ型瓶和Ⅱ型氣瓶笨重，存在氫脆隱患，車載儲(chǔ)氫無(wú)法采用。Ⅲ型瓶通常為鋁膽碳纖維全纏繞復(fù)合氣瓶，無(wú)滲漏、可快充。我國(guó)車用氫氣瓶均為該類型。Ⅳ型瓶是當(dāng)前70MPa氣瓶主要結(jié)構(gòu)形式，對(duì)溫度較為敏感，存在滲漏隱患。已經(jīng)逐漸開(kāi)始應(yīng)用。V型瓶仍處于研發(fā)階段。
目前，我國(guó)涉及氣瓶法律1部，《中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法》、法規(guī)18份，現(xiàn)行有效國(guó)標(biāo)70份（涵蓋了氣瓶設(shè)計(jì)、標(biāo)識(shí)、工藝、檢測(cè)、測(cè)試、附件、充裝、使用、定期檢驗(yàn)等過(guò)程）以及相關(guān)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，如車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶定期檢驗(yàn)與評(píng)定與車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶等。
一般情況，車載氣瓶在使用時(shí)出現(xiàn)故障的情況，多發(fā)生在車輛碰撞；氣瓶定檢時(shí)，暴力拆卸；氣瓶?jī)?nèi)壁異物腐蝕。車輛發(fā)生碰撞事故后，應(yīng)首先疏散人員，避免在周邊環(huán)境較為復(fù)雜的情況檢修氫系統(tǒng)！
張國(guó)介紹，車載氣瓶發(fā)生安全事故時(shí)，正確的處理方式為：詢問(wèn)司機(jī)，有無(wú)明顯的漏氣聲音；檢查加氫口附近壓力表，是否有壓力；檢查有無(wú)異物插入氣瓶；檢查氣瓶附件及連接附件的零部件有無(wú)撞擊痕跡；檢查氫管路有無(wú)損毀；打開(kāi)氫系統(tǒng)排空閥，判斷是否有氣體排出。
