RU2765216C1 - Method for manufacturing a sealing liner for a metal composite cylinder and liner for implementing the method - Google Patents
Method for manufacturing a sealing liner for a metal composite cylinder and liner for implementing the method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765216C1 RU2765216C1 RU2020143954A RU2020143954A RU2765216C1 RU 2765216 C1 RU2765216 C1 RU 2765216C1 RU 2020143954 A RU2020143954 A RU 2020143954A RU 2020143954 A RU2020143954 A RU 2020143954A RU 2765216 C1 RU2765216 C1 RU 2765216C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liner
- neck
- sealing
- cylindrical part
- approximately
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способам формования полых тел переменного сечения из трубных заготовок, а именно к производству металлического бесшовного лейнера герметизирующего для металлокомпозитного баллона высокого давления, используемого для дыхательных аппаратов спасателей и пожарных служб МЧС.The invention relates to the field of metal forming, and in particular to methods for molding hollow bodies of variable cross section from pipe blanks, and in particular to the production of a metal seamless liner sealing for a high-pressure metal-composite cylinder used for breathing apparatus of rescuers and fire services of the Ministry of Emergency Situations.
Известен способ изготовления тонкостенного бесшовного лейнера для композитных баков из титановых сплавов характеризующийся тем, что гранулы засыпают в металлическую капсулу для получения тонкостенного бесшовного лейнера в условиях вакуума, затем капсулу проверяют на герметичность, и после окончания процесса горячего изостатического прессования скомпантированную капсулу заготовки лейнера опускают в емкость с раствором кислот для травления, растворяют внешнюю и внутреннюю оболочки лейнера, извлекают из раствора кислот, далее проверяют на соответствие геометрическим параметрам (см. патент RU №2596538, МПК F17C 1/00 (2006.01), МПК B21D 51/24 (2006.01), 27.07.2012 г.).A known method for manufacturing a thin-walled seamless liner for composite tanks made of titanium alloys is characterized in that the granules are poured into a metal capsule to obtain a thin-walled seamless liner under vacuum conditions, then the capsule is checked for leaks, and after the end of the hot isostatic pressing process, the companted capsule of the liner blank is lowered into a container with an acid solution for etching, the outer and inner shells of the liner are dissolved, removed from the acid solution, then checked for compliance with geometric parameters (see patent RU No. 2596538, IPC
Данный способ изготовления тонкостенного бесшовного лейнера не экономичен из-за высокой стоимости титановых сплавов и сложной технологии.This method of manufacturing a thin-walled seamless liner is not economical due to the high cost of titanium alloys and complex technology.
Известен лейнер баллона высокого давления из нержавеющей Ti-содержащей стали для баллона высокого давления, содержит цилиндрическую обечайку и приваренные к ней цельноформованные профильные днища, по крайней мере, в одном из которых выполнено проходное отверстие и в нем размещен полюсный металлический штуцер, приваренный к днищу по периметру отверстия (см. патент RU №2353851, МПК F17C 1/00 (2006.01), 27.04.2009 г.).Known high-pressure cylinder liner made of stainless Ti-containing steel for a high-pressure cylinder, contains a cylindrical shell and integrally molded profile bottoms welded to it, at least one of which has a through hole and contains a pole metal fitting welded to the bottom along hole perimeter (see patent RU No. 2353851, IPC
Данный лейнер баллона высокого давления из-за наличия сварных швов при многократных циклических нагрузках высокого давления не обеспечивает необходимую герметичность.This high-pressure cylinder liner does not provide the necessary tightness due to the presence of welds under repeated high-pressure cyclic loads.
Наиболее близкой к предлагаемой группе изобретений по совокупности существенных признаков является способ изготовления металлопластикового баллона высокого давления и металлопластиковый баллон, в котором раскрыты способ изготовления лейнера высокого давления и лейнер для реализации способа (см. патент RU №2310120, МПК F17C 1/00 (2006.01), МПК F47C 1/02 (2006.01), МПК F47C 1/10 (2006.01), 10.11.2007 г.).The closest to the proposed group of inventions in terms of essential features is a method for manufacturing a high-pressure metal-plastic cylinder and a metal-plastic cylinder, in which a method for manufacturing a high-pressure liner and a liner for implementing the method is disclosed (see patent RU No. 2310120, IPC F17C 1/00 (2006.01) , IPC F47C 1/02 (2006.01), IPC F47C 1/10 (2006.01), 11/10/2007).
Способ изготовления лейнера высокого давления, характеризуется формированием цилиндрической части лейнера методом ротационной вытяжки с обеспечением в зонах перехода к днищам с обеих сторон утолщений, термической обработкой для обеспечения требуемых механических свойств во всех его сечениях.The method of manufacturing a high-pressure liner is characterized by the formation of the cylindrical part of the liner by the rotational drawing method with the provision of thickenings in the transition zones to the bottoms on both sides, heat treatment to ensure the required mechanical properties in all its sections.
Лейнер для реализации способа состоит из верхнего днища с горловиной, нижнего глухого днища, цилиндрической части и выполнен из стали.The liner for implementing the method consists of an upper bottom with a neck, a lower blank bottom, a cylindrical part and is made of steel.
Известные способ и лейнер для реализации способа не обеспечивают необходимую надежность при многократных циклических нагрузках высокого давления, обусловленную неоднородной прокаливаемостью лейнера при закалке.The known method and liner for implementing the method do not provide the necessary reliability under repeated high-pressure cyclic loads, due to the inhomogeneous hardenability of the liner during quenching.
Задачей предлагаемой группы изобретений является создание способа и лейнера для реализации способа, обеспечивающих необходимую надежность при многократных циклических нагрузках высокого давления.The task of the proposed group of inventions is to create a method and a liner for implementing the method, providing the necessary reliability under repeated high-pressure cyclic loads.
Техническим результатом при использовании предлагаемой группы изобретений является увеличение циклической долговечности лейнера герметизирующего для металлокомпозитного баллона.The technical result of using the proposed group of inventions is to increase the cyclic durability of the sealing liner for a metal-composite cylinder.
Указанный технический результат в части способа достигается тем, что в способе изготовления лейнера герметизирующего для металлокомпозитного баллона, характеризующегося формированием цилиндрической части лейнера методом ротационной вытяжки с обеспечением в зонах перехода к днищам с обеих сторон утолщений, термической обработкой для обеспечения требуемых механических свойств во всех его сечениях, формирование днищ лейнера осуществляют методом горячей закатки из трубной заготовки, а перед термической обработкой в горловине лейнера устанавливают пробку с отверстием, которое соединяют с трубкой для выхода паровоздушной смеси из внутренней полости лейнера, причем внутреннюю и наружную поверхности лейнера подвергают дробеструйной обработке.The specified technical result in terms of the method is achieved by the fact that in the method of manufacturing a sealing liner for a metal-composite cylinder, characterized by the formation of a cylindrical part of the liner by the rotational drawing method, providing thickenings in the transition zones to the bottoms on both sides, heat treatment to ensure the required mechanical properties in all its sections , the formation of the bottoms of the liner is carried out by the method of hot seaming from a tubular billet, and before heat treatment, a plug with a hole is installed in the neck of the liner, which is connected to a tube for the exit of the vapor-air mixture from the internal cavity of the liner, and the inner and outer surfaces of the liner are subjected to shot blasting.
Кроме того, предпочтительно, диаметр отверстия пробки составляет примерно 2 мм; нормализацию структуры лейнера осуществляют при температуре примерно 890°С с последующим охлаждением на воздухе.In addition, preferably, the hole diameter of the plug is about 2 mm; normalization of the liner structure is carried out at a temperature of about 890°C, followed by cooling in air.
Указанный технический результат в части устройства достигается тем, что лейнер герметизирующий для металлокомпозитного баллона, состоящий из верхнего днища с горловиной, нижнего глухого днища и цилиндрической части, выполнен бесшовным из среднелегированной стали, причем соотношение наружного диаметра лейнера к его длине составляет примерно от 0,25 до 0,5, а толщина стенки цилиндрической части меньше толщины стенок верхнего днища с горловиной и нижнего глухого днища лейнера.The specified technical result in terms of the device is achieved by the fact that the sealing liner for a metal-composite cylinder, consisting of an upper bottom with a neck, a lower blank bottom and a cylindrical part, is made seamless from medium alloy steel, and the ratio of the outer diameter of the liner to its length is approximately from 0.25 up to 0.5, and the thickness of the wall of the cylindrical part is less than the thickness of the walls of the upper bottom with the neck and the lower blind bottom of the liner.
Кроме того, предпочтительно, среднелигированная сталь содержит не более 0,015% фосфора и не более 0,011% серы; толщина стенки цилиндрической части составляет примерно 2-3 мм; толщина стенки верхнего днища с горловиной имеет разную величину и составляет примерно от 5 мм до 7 мм; толщина стенки нижнего глухого днища имеет максимальную величину в средней части и составляет примерно 8 мм.In addition, preferably, medium alloy steel contains no more than 0.015% phosphorus and no more than 0.011% sulfur; the wall thickness of the cylindrical part is about 2-3 mm; the wall thickness of the upper bottom with the neck has a different value and is approximately from 5 mm to 7 mm; the wall thickness of the lower blank bottom has a maximum value in the middle part and is approximately 8 mm.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображен лейнер герметизирующий для металлокомпозитного баллона, общий вид;In FIG. 1 shows a sealing liner for a metal-composite cylinder, general view;
на фиг. 2 - то же, с пробкой;in fig. 2 - the same, with a cork;
на фиг. 3 изображена пробка с отверстием и трубкой.in fig. 3 shows a plug with a hole and a tube.
Лейнер герметизирующий для металлокомпозитного баллона состоит из верхнего днища 1 с горловиной 2, нижнего глухого днища 3 и цилиндрической части 4. Отличительной особенностью лейнера является его выполнение бесшовным из среднелегированной стали, причем данная среднелигированная сталь содержит не более 0,015% фосфора и не более 0,011% серы.The sealing liner for a metal-composite cylinder consists of an
Для обеспечения циклической долговечности соотношение наружного диаметра D лейнера к его длине L составляет примерно от 0,25 до 0,5, важное значение имеет толщина стенок составных частей лейнера, а именно: толщина h1 стенки цилиндрической части 4 меньше толщины h2 стенки верхнего днища 1 и толщины h3 с горловины 2 и толщины h4 нижнего глухого днища 3 лейнера, при этом - h1 составляет примерно 2-3 мм; h2 и h3 имеют разные величины, которые составляет примерно от 5 мм до 7 мм; h4 составляет примерно 8 мм.To ensure cyclic durability, the ratio of the outer diameter D of the liner to its length L is approximately from 0.25 to 0.5, the wall thickness of the liner components is important, namely: the thickness h1 of the wall of the
Перед термической обработкой лейнера в горловине 2 устанавливают пробку 5 с отверстием 6 для обеспечения однородной полной прокаливаемости лейнера при закалке.Before heat treatment of the liner, a
Диаметр отверстия 6 пробки 5 составляет примерно 2 мм. Отверстие 6 соединено с трубкой 7 для выхода паровоздушной смеси из внутренней полости лейнера.The diameter of the
Способ изготовления лейнера герметизирующего для металлокомпозитного баллона осуществляется следующим образом.The method of manufacturing a sealing liner for a metal-composite cylinder is carried out as follows.
Пример 1Example 1
Лейнер герметизирующий для металлокомпозитного баллона выполняют цельным без применения сварки с формированием цилиндрической части лейнера методом ротационной вытяжки с обеспечением в зонах перехода к днищам с обеих сторон утолщений и с формированием днищ лейнера до заданных размеров методом горячей закатки из трубной заготовки.The sealing liner for a metal-composite cylinder is made in one piece without the use of welding with the formation of the cylindrical part of the liner by the rotational drawing method with the provision of thickenings in the transition zones to the bottoms on both sides and with the formation of the bottoms of the liner to the specified dimensions by hot rolling from a pipe billet.
После этого в горловину 2 лейнера устанавливают пробку 5 с отверстием 6, которое соединяют с трубкой 7 для выхода паровоздушной смеси из внутренней полости лейнера, которая образовалась при попадании воды при погружении лейнера в закалочную ванну.After that, a
Затем проводят термическую обработкуой для обеспечения требуемых механических свойств во всех сечениях лейнера, путем полной прокаливаемости лейнера при закалке.Then heat treatment is carried out to ensure the required mechanical properties in all sections of the liner, by the complete hardenability of the liner during hardening.
При изготовлении лейнеров из стали марки 30ХМА их подвергают следующей термической обработке: закалка с температурой примерно 890°С в холодную воду, отпуск при температуре примерно 400°С в течение 3-х часов.In the manufacture of liners from steel grade 30XMA, they are subjected to the following heat treatment: quenching at a temperature of approximately 890 ° C in cold water, tempering at a temperature of approximately 400 ° C for 3 hours.
Внутреннюю и наружную поверхности лейнера подвергают дробеструйной обработке.The inner and outer surfaces of the liner are subjected to shot blasting.
Применение способа позволяет получить заданные параметры лейнера, а именно минимальные крайние величины:The application of the method allows to obtain the specified parameters of the liner, namely the minimum extreme values:
соотношение наружного диаметра D лейнера к его длине L составляет примерно 0,25, толщина h1 стенки цилиндрической части 4 меньше толщины h2 стенки верхнего днища 1 и толщины h3 с горловины 2 и толщины h4 нижнего глухого днища 3 лейнера, при этом - h1 составляет примерно 2 мм; h2 и h3 имеют разные величины, которые составляет примерно 5 мм; h4 составляет примерно 8 мм.the ratio of the outer diameter D of the liner to its length L is approximately 0.25, the thickness h1 of the wall of the
Механические свойства лейнера герметизирующего для металлокомпозитного баллона, получаемые при реализации способа представлены ниже в таблице.The mechanical properties of the sealing liner for a metal-composite cylinder, obtained by implementing the method, are presented in the table below.
Пример 2Example 2
Лейнер герметизирующий для металлокомпозитного баллона выполняют цельным без применения сварки с формированием цилиндрической части лейнера методом ротационной вытяжки с обеспечением в зонах перехода к днищам с обеих сторон утолщений и с формированием днищ лейнера до заданных размеров методом горячей закатки из трубной заготовки.The sealing liner for a metal-composite cylinder is made in one piece without the use of welding with the formation of the cylindrical part of the liner by the rotational drawing method with the provision of thickenings in the transition zones to the bottoms on both sides and with the formation of the bottoms of the liner to the specified dimensions by hot rolling from a pipe billet.
После этого в горловину 2 лейнера устанавливают пробку 5 с отверстием 6, которое соединяют с трубкой 7 для выхода паровоздушной смеси из внутренней полости лейнера, которая образовалась при попадании воды при погружении лейнера в закалочную ванну.After that, a
Затем проводят термическую обработкуой для обеспечения требуемых механических свойств во всех сечениях лейнера, путем полной прокаливаемости лейнера при закалке.Then heat treatment is carried out to ensure the required mechanical properties in all sections of the liner, by the complete hardenability of the liner during hardening.
При изготовлении лейнеров из стали марки 30ХМА их подвергают следующей термической обработке: закалка с температурой примерно 890°С в холодную воду, отпуск при температуре примерно 400°С в течение 3-х часов.In the manufacture of liners from steel grade 30XMA, they are subjected to the following heat treatment: quenching at a temperature of approximately 890 ° C in cold water, tempering at a temperature of approximately 400 ° C for 3 hours.
Внутреннюю и наружную поверхности лейнера подвергают дробеструйной обработке.The inner and outer surfaces of the liner are subjected to shot blasting.
Применение способа позволяет получить заданные параметры лейнера, а именно максимальные крайние величины:The application of the method allows to obtain the specified parameters of the liner, namely the maximum extreme values:
соотношение наружного диаметра D лейнера к его длине L составляет примерно 0,5, толщина h1 стенки цилиндрической части 4 меньше толщины h2 стенки верхнего днища 1 и толщины h3 с горловины 2 и толщины h4 нижнего глухого днища 3 лейнера, при этом - h1 составляет примерно 3 мм; h2 и h3 имеют разные величины, которые составляет примерно 7 мм; h4 составляет примерно 8 мм.the ratio of the outer diameter D of the liner to its length L is approximately 0.5, the thickness h1 of the wall of the
При изготовлении лейнеров из стали марки 30ХМА их подвергают следующей термической обработке: закалка с температурой примерно 890°С в холодную воду, отпуск при температуре примерно 400°С в течение 3-х часов.In the manufacture of liners from steel grade 30XMA, they are subjected to the following heat treatment: quenching at a temperature of approximately 890 ° C in cold water, tempering at a temperature of approximately 400 ° C for 3 hours.
Внутреннюю и наружную поверхности лейнера подвергают дробеструйной обработке.The inner and outer surfaces of the liner are subjected to shot blasting.
Механические свойства лейнера герметизирующего для металлокомпозитного баллона, получаемые при отработке и реализации способа представлены в таблице:The mechanical properties of the sealing liner for a metal-composite cylinder obtained during the development and implementation of the method are presented in the table:
При использовании заявленной группы изобретений - способа изготовления лейнера герметизирующего для металлокомпозитного баллона и лейнера для реализации способа каждый отличительный существенный признак формул изобретений влияет на достижение технического результата, т.к. выявлена и описана причинно-следственная связь между техническим результатом и совокупностью отличительных существенных признаков формул изобретений.When using the claimed group of inventions - a method for manufacturing a sealing liner for a metal-composite cylinder and a liner for implementing the method, each distinctive essential feature of the claims affects the achievement of the technical result, because a cause-and-effect relationship between the technical result and the set of distinctive essential features of the invention claims has been identified and described.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143954A RU2765216C1 (en) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | Method for manufacturing a sealing liner for a metal composite cylinder and liner for implementing the method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143954A RU2765216C1 (en) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | Method for manufacturing a sealing liner for a metal composite cylinder and liner for implementing the method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2765216C1 true RU2765216C1 (en) | 2022-01-26 |
Family
ID=80445440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020143954A RU2765216C1 (en) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | Method for manufacturing a sealing liner for a metal composite cylinder and liner for implementing the method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2765216C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006300140A (en) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Nissan Motor Co Ltd | Method of manufacturing high-pressure gas storage vessel and high-pressure gas storage vessel |
RU2310120C1 (en) * | 2006-03-27 | 2007-11-10 | Закрытое Акционерное Общество "Техномаш" | Method for manufacturing metal-plastic high pressure tank and a metal-plastic tank |
KR20090105591A (en) * | 2008-04-03 | 2009-10-07 | 김기성 | A Pressure container liner with transformed thickness and the forming method thereof |
RU2562200C1 (en) * | 2014-06-25 | 2015-09-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Method of manufacturing of axisymmetric welded pressure shells |
RU2715072C1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-02-25 | Олег Станиславович Клюнин | Method of producing metal-plastic bottles |
-
2020
- 2020-12-30 RU RU2020143954A patent/RU2765216C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006300140A (en) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Nissan Motor Co Ltd | Method of manufacturing high-pressure gas storage vessel and high-pressure gas storage vessel |
RU2310120C1 (en) * | 2006-03-27 | 2007-11-10 | Закрытое Акционерное Общество "Техномаш" | Method for manufacturing metal-plastic high pressure tank and a metal-plastic tank |
KR20090105591A (en) * | 2008-04-03 | 2009-10-07 | 김기성 | A Pressure container liner with transformed thickness and the forming method thereof |
RU2562200C1 (en) * | 2014-06-25 | 2015-09-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Method of manufacturing of axisymmetric welded pressure shells |
RU2715072C1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-02-25 | Олег Станиславович Клюнин | Method of producing metal-plastic bottles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200156144A1 (en) | Method for the production of hollow chamber valves | |
RU2018130134A (en) | NICKEL-BASED ALLOY PIPES AND METHOD FOR PRODUCING THEM | |
RU2765216C1 (en) | Method for manufacturing a sealing liner for a metal composite cylinder and liner for implementing the method | |
JPS649365B2 (en) | ||
CN113305166B (en) | Diameter-expanding hot extrusion process for bimetal alloy steel composite pipe | |
US4364162A (en) | Process for the after-treatment of powder-metallurgically produced extruded tubes | |
CN108723574A (en) | Seamless composite steel tube and its production technology | |
US4971101A (en) | Lined structure | |
RU2502576C1 (en) | Method of making thin-wall large-sized shells by rotary drawing | |
RU2613256C1 (en) | Manufacturing method for welded titanium tubes | |
US11644151B2 (en) | Vessel made of thermally non-hardenable aluminum alloy and method for the production thereof | |
US20180304330A1 (en) | Method of production of high-pressure seamless cylinder from corrosion-resistant steel | |
RU2699701C1 (en) | High-pressure bottles manufacturing method | |
USRE32389E (en) | Method of producing a lined structure | |
RU2429930C1 (en) | Manufacturing method of gun liner and gun liner made from aluminium alloy | |
SU1431664A3 (en) | Method of manufacturing semifinished items for forming of bimetallic pipes | |
KR100400677B1 (en) | Cylindrical shell for use in gas cylinder fabrication | |
RU2288063C1 (en) | High pressure vessel forming method | |
RU2794403C1 (en) | Method for manufacturing tubular parts with a cross section that varies along the length | |
Yamanaka et al. | Hydroforming SRF cavities from seamless niobium tubes | |
RU2295416C1 (en) | Axially symmetrical vessels producing method | |
JPH0790295B2 (en) | Hollow product manufacturing method | |
RU2018130133A (en) | STAINLESS STEEL PIPES AND METHOD FOR PRODUCING THEM | |
RU2556846C1 (en) | Method of producing thin-wall shells | |
CN112025221B (en) | Process for completely lining valve body with rare metal |