albisteak

Presio-ontzi baten barneko geruza batez ere estaldura-egitura bat da, eta bere funtzio nagusia barruan gordetako presio handiko gasa edo likidoa isurtzea saihesteko zigilatze-hesi gisa jardutea da, eta, aldi berean, kanpoko zuntz-geruza babesten du. Geruza hau ez du barnean gordetako materialak korroditzen, eta kanpoko geruza erretxinaz indartutako zuntz-geruza bat da, batez ere presio-ontziaren barruko presio-karga gehiena jasateko erabiltzen dena.

Presio-ontzi zuntz-bildu baten egitura: Material konposatuzko presio-ontziak lau egitura-forma nagusitan daude: zilindrikoak, esferikoak, eraztun-formakoak eta angeluzuzenak. Ontzi zirkular batek sekzio zilindriko bat eta bi buru ditu. Metalezko presio-ontziak forma sinpleetan fabrikatzen dira, ardatz-norabidean gehiegizko erresistentzia-erreserbak dituztela. Barne-presiopean, ontzi esferiko baten luzetarako eta latitude-tentsioak berdinak dira, eta ontzi zilindriko baten zirkunferentzia-tentsioaren erdia da. Metalezko materialek erresistentzia bera dute norabide guztietan; beraz, metalezko ontzi esferikoak erresistentzia berdinerako diseinatuta daude eta bolumen eta presio jakin baterako gutxieneko masa dute. Ontzi esferiko baten tentsio-egoera aproposa da, eta ontziaren horma meheena egin daiteke. Hala ere, ontzi esferikoak fabrikatzeko zailtasun handiagoa dela eta, normalean aplikazio berezietan bakarrik erabiltzen dira, hala nola espazio-ontzietan. Eraztun-formako ontziak arraroak dira industria-ekoizpenean, baina haien egitura beharrezkoa da oraindik egoera zehatz batzuetan. Adibidez, espazio-ontziek egitura berezi hau erabiltzen dute espazio mugatua guztiz aprobetxatzeko. Edukiontzi angeluzuzenak batez ere espazioaren erabilera maximizatzeko erabiltzen dira espazioa mugatua denean, hala nola automobilentzako zisterna-bagoi angeluzuzenak eta trenbideentzako zisterna-bagoiak. Edukiontzi hauek, oro har, presio baxuko edo presio atmosferikoko ontziak dira, eta pisu arinagoa nahiago da.

Presio-ontzien egituraren konplexutasunak, muturreko tapoien eta haien lodieren bat-bateko aldaketek eta muturreko tapoien lodiera eta angelu aldakorrek zailtasun ugari dakartzate diseinuan, analisian, kalkuluan eta moldekatzean. Batzuetan, presio-ontzi konposatuek ez dute soilik muturreko tapoietan angelu eta abiadura-erlazio desberdinetan haritzea behar, baizik eta egituraren arabera haritze-metodo desberdinak ere behar dituzte. Aldi berean, marruskadura-koefizientea bezalako faktore praktikoen eragina kontuan hartu behar da. Beraz, egitura-diseinu zuzen eta arrazoizko batek bakarrik gidatu dezake behar bezala haritze-ekoizpen prozesua.material konposatuapresio-ontziak, eta horrela, diseinu-eskakizunak betetzen dituzten material konposatu arinak ekoizten dituzte.

Zuntz-hariaz egindako presio-ontzietarako materialak

Zuntz bildutako geruzak, karga-osagai nagusi gisa, erresistentzia handia, modulu handia, dentsitate baxua, egonkortasun termikoa, erretxina bustitzeko gaitasun ona, bihurritzeko prozesagarritasun ona eta zuntz-sortaren estutasun uniformea ​​izan behar ditu. Presio-ontzi konposatu arinetarako erabili ohi diren indartze-zuntz materialak hauek dira: karbono-zuntza, PBO zuntza, aramida-zuntza eta pisu molekular ultra-altuko polietileno-zuntza.

Karbono-zuntzaKarbonozko zuntz-material zuntztsua da, eta bere osagai nagusia karbonoa da. Zuntz organikoen aurrekariak tenperatura altuetan karbonizatuz sortzen da, eta % 95etik gorako karbono-edukiarekin errendimendu handiko zuntz-materiala da. Karbono-zuntzak propietate bikainak ditu, eta duela 100 urte baino gehiago hasi zen horri buruzko ikerketa. Erresistentzia handiko, modulu handiko eta dentsitate baxuko zuntz kiribildu handiko materiala da, batez ere honako ezaugarri hauek dituena:

1. Dentsitate txikia eta pisu arina. Karbono-zuntzaren dentsitatea 1,7~2 g/cm³ da, altzairuaren dentsitatearen 1/4 eta aluminiozko aleazioaren dentsitatearen 1/2 baliokidea.

2. Erresistentzia handia eta modulu handia: Bere erresistentzia altzairuarena baino 4-5 aldiz handiagoa da, eta bere elastikotasun modulua aluminiozko aleazioena baino 5-6 aldiz handiagoa, elastikotasun berreskurapen absolutua erakutsiz (Zhang Eryong eta Sun Yan, 2020). Karbono zuntzaren trakzio-erresistentzia eta elastikotasun modulua 3500-6300 MPa eta 230-700 GPa-ra irits daitezke, hurrenez hurren.

3. Hedapen termikoaren koefiziente baxua: Karbono-zuntzaren eroankortasun termikoa gutxitzen da tenperatura handitzen den heinean, eta horrek erresistente bihurtzen du hozte eta berotze azkarrak jasateko. Ez da pitzatuko milaka gradu Celsius-etik giro-tenperaturara hoztu ondoren ere, eta ez da urtuko edo bigunduko atmosfera ez-oxidatzaile batean 3000 ℃-tan; ez da hauskor bihurtuko likido-tenperaturetan.

4. Korrosioarekiko erresistentzia ona: Karbono-zuntza azidoekiko geldoa da eta azido sendoak jasan ditzake, hala nola azido klorhidriko kontzentratua eta azido sulfurikoa. Gainera, karbono-zuntz konpositeek erradiazioarekiko erresistentzia, egonkortasun kimiko ona, gas toxikoak xurgatzeko gaitasuna eta neutroien moderazioa bezalako ezaugarriak ere badituzte, eta horrek asko aplikatzen ditu aeroespazialean, militarrean eta beste hainbat arlotan.

Aramida, poliftalamida aromatikoetatik sintetizatutako zuntz organikoa, 1960ko hamarkadaren amaieran agertu zen. Bere dentsitatea karbono-zuntzarena baino txikiagoa da. Erresistentzia handia, etekin handia, inpaktuarekiko erresistentzia ona, egonkortasun kimiko ona eta beroarekiko erresistentzia ditu, eta bere prezioa karbono-zuntzaren erdia baino ez da.Aramida zuntzakbatez ere ezaugarri hauek dituzte:

1. Ezaugarri mekaniko onak. Aramida zuntza poliester arruntek, kotoiak eta nylonek baino erresistentzia handiagoa duen polimero malgua da. Luzapen handiagoa, ukitu leuna eta birakari ona ditu, eta horrek fintasun eta luzera desberdineko zuntzak egiteko aukera ematen du.

2. Suaren aurkako eta beroarekiko erresistentzia bikaina. Aramidak 28 baino handiagoa den oxigeno-indize mugatzailea du, beraz, ez da erretzen jarraitzen sugarretik kendu ondoren. Egonkortasun termiko ona du, 205 ℃-tan etengabe erabil daiteke eta erresistentzia handia mantentzen du 205 ℃-tik gorako tenperaturetan ere. Aldi berean, aramida zuntzek deskonposizio-tenperatura altua dute, erresistentzia handia mantentzen dute tenperatura altuetan ere, eta 370 ℃-tik gorako tenperaturetan bakarrik hasten dira karbonizatzen.

3. Ezaugarri kimiko egonkorrak. Aramida zuntzek erresistentzia bikaina erakusten dute produktu kimiko gehienekiko, azido inorganikoen kontzentrazio altuenak jasan ditzakete eta alkaliarekiko erresistentzia ona dute giro-tenperaturan.

4. Ezaugarri mekaniko bikainak. Ezaugarri mekaniko bikainak ditu, hala nola erresistentzia ultra-handia, modulu altua eta pisu arina. Bere erresistentzia altzairuzko alanbrearena baino 5-6 aldiz handiagoa da, bere elastikotasun-modulua altzairuzko alanbrearena edo beira-zuntzarena baino 2-3 aldiz handiagoa da, bere gogortasuna altzairuzko alanbrearena baino bikoitza da, eta bere pisua altzairuzko alanbrearena baino 1/5 baino ez da. Poliamida zuntz aromatikoak aspalditik erabili izan dira errendimendu handiko zuntz material gisa, batez ere kalitate eta forma eskakizun zorrotzak dituzten aeroespazial eta hegazkingintzako presio-ontzietarako egokiak.

PBO zuntza Estatu Batuetan garatu zen 1980ko hamarkadan, industria aeroespazialerako garatutako material konposatuetarako indargarri material gisa. Konposatu aromatiko heteroziklikoak dituen poliamida familiako kide itxaropentsuenetako bat da, eta XXI. mendeko superzuntz gisa ezagutzen da. PBO zuntzak propietate fisiko eta kimiko bikainak ditu; bere indarra, elastikotasun modulua eta beroarekiko erresistentzia zuntz guztien artean onenen artean daude. Gainera, PBO zuntzak inpaktuarekiko erresistentzia, urradurarekiko erresistentzia eta dimentsio-egonkortasun bikainak ditu, eta arina eta malgua da, ehungintzako material aproposa bihurtuz. PBO zuntzak ezaugarri nagusi hauek ditu:

1. Ezaugarri mekaniko bikainak. Goi-mailako PBO zuntz produktuek 5,8 GPa-ko erresistentzia eta 180 GPa-ko elastikotasun modulua dute, dauden zuntz kimikoen artean altuena.

2. Egonkortasun termiko bikaina. 600 ℃-ko tenperaturak jasan ditzake, 68ko muga-indizearekin. Ez da erretzen edo uzkurtzen sugarretan, eta beroarekiko erresistentzia eta suaren aurkako erresistentzia beste edozein zuntz organiko baino handiagoak dira.

XXI. mendeko ultra-errendimendu handiko zuntz gisa, PBO zuntzak propietate fisiko, mekaniko eta kimiko bikainak ditu. Bere indarra eta elastikotasun modulua aramida zuntzaren bikoitza da, eta meta-aramida poliamidaren beroarekiko erresistentzia eta suaren aurkako erresistentzia ditu. Bere propietate fisiko eta kimikoek aramida zuntzarenak guztiz gainditzen dituzte. 1 mm-ko diametroko PBO zuntz batek 450 kg-ko pisua duen objektu bat altxa dezake, eta bere indarra altzairu zuntzarena baino 10 aldiz handiagoa da.

Pisu molekular ultra-handiko polietilenozko zuntza, erresistentzia handiko eta modulu handiko polietilenozko zuntza bezala ere ezaguna, munduko erresistentzia espezifiko eta modulu espezifiko handiena duen zuntza da. Milioi 1 eta 5 milioi arteko pisu molekularra duen polietilenotik haragiztatutako zuntza da. Pisu molekular ultra-altuko polietilenozko zuntzak batez ere ezaugarri hauek ditu:

1. Erresistentzia espezifiko handia eta modulu espezifiko handia. Bere erresistentzia espezifikoa sekzio bereko altzairuzko alanbrearen hamar aldiz handiagoa da, eta bere modulu espezifikoa karbono-zuntz berezien atzetik bigarrena da. Normalean, bere pisu molekularra 10 baino handiagoa da, 3,5 GPa-ko trakzio-erresistentzia, 116 GPa-ko elastikotasun-modulua eta % 3,4ko luzapena ditu.

2. Dentsitate txikia. Bere dentsitatea, oro har, 0,97~0,98 g/cm³-koa da, eta horrek uretan flotatzen uzten dio.

3. Luzapen txikia hausturan. Energia xurgatzeko gaitasun handia du, inpaktu eta ebakiarekiko erresistentzia bikaina, eguraldiarekiko erresistentzia bikaina eta izpi ultramoreen, neutroien eta gamma izpien aurrean erresistentea da. Energia xurgapen espezifiko handia, konstante dielektriko baxua, uhin elektromagnetikoen transmitantzia handia eta korrosio kimikoarekiko erresistentzia ere baditu, baita higaduraren aurkako erresistentzia ona eta flexio-bizitza luzea ere.

Polietilenozko zuntzak propietate bikain asko ditu, abantaila nabarmena erakutsizerrendimendu handiko zuntzmerkatua. Itsasertzeko petrolio-eremuetako ainguratze-lerroetatik hasi eta errendimendu handiko material konposatu arinetaraino, abantaila izugarriak erakusten ditu gerra modernoan, baita hegazkingintzan, aeroespazialean eta itsas sektoreetan ere, funtsezko zeregina betetzen baitu defentsa-ekipoetan eta beste arlo batzuetan.