安全轻量化是车载储氢瓶设计制造中的两个重要指标，复合材料在气瓶设计制造中的应用是轻量化气瓶发展的重要方向。 与传统的金属气缸相比，轻质复合气缸通常具有更高的抗压强度和更好的耐用性。 在复合气瓶上市之前，如何使用测试数据来验证其整个生命周期的强度和耐久性？
室温下液压循环试验
液压循环试验是储氢瓶进入氢气相关试验阶段前不可缺少的组成部分，也是储氢瓶进行高压氢气循环试验的安全保障。
常温水力循环试验是一种快速估算气瓶充装寿命的试验方法，比氢气循环试验效率更高，时间更短，氢气循环试验是由液体的不可压缩性决定的，常温液压循环试验通常在产品开发初期和氢气循环试验之前进行。
测试方法
常温液压循环试验所用的循环介质应为无腐蚀性液体，循环压力下限为2MPa，上限为15p。压力循环的最大频率不超过每分钟6次。 气缸在循环寿命内不得泄漏或破裂，然后循环至第2次或直至发生泄漏，气瓶不得破裂。 （P为气缸的公称工作压力，Nd为气缸的设计循环次数） 测试曲线如图1所示。
图1 测试曲线。
测试结果的比较
常温压力循环试验是验证车辆储氢气瓶“爆炸前泄漏”的设计模式，即不允许直接破裂或爆破，如图2所示，瓶体泄漏为安全失效模式（合格），瓶肩爆炸为非安全失效模式（不合格）如图3所示。 无论储氢瓶的失效模式如何，“爆炸前泄漏”的失效模式要求在车辆使用寿命期间为储氢瓶提供了足够的安全保护。
图2 瓶子泄漏。
图3 瓶肩破裂。
故障原因分析
储氢气瓶的结构主要由复合材料层和塑料衬里组成，其疲劳断裂失效可能有以下原因：
1）复合层过早失效。承受气缸主应力的结构层被纤维断裂、分层或与内罐结合不紧密，造成局部承载力不足。 结果，内胆的局部应力较大，高于设计应力，并发生故障。
2）塑料衬里成型工艺等不良因素导致衬垫材料的力学性能不能达到标准要求。
3）塑料衬里存在原始缺陷，导致该场所受到内部压力时应力集中失效。
综上所述，Tehi具备了常温、高低温液压循环、氢循环等储氢气瓶的测试能力，可以充分保证气瓶的耐久性验证需求。 这些测试能力不仅为客户产品研发提供了有力保障，也为推动氢能技术的广泛应用和商业化做出了积极贡献。
研讨会注册
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