氣瓶檢驗員培訓講稿鋁合金無縫氣瓶制造部分課件

1鋁合金無縫氣瓶簡介

1DBPVI1鋁合金無縫氣瓶簡介

1DBPVI1

一、20世紀30年代，瑞典、法國開始制造鋁合金無縫氣瓶，但由于當時生產(chǎn)成本偏高，制約了鋁合金無縫氣瓶的發(fā)展。

二、20世紀50年代，英國勒克斯菲爾公司，首先采用冷擠壓工藝制造鋁合金無縫氣瓶，大大降低了成本，產(chǎn)量也很快得到了提高。

三、20世紀90年代，我國開始制造鋁合金無縫氣瓶，生產(chǎn)時間雖然不長，但發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在已有許多氣瓶制造廠生產(chǎn)鋁合金無縫氣瓶。

2DBPVI一、20世紀30年代，瑞典、法國開始制造鋁合金無2四、鋁合金無縫氣瓶的特點：具有優(yōu)良的低溫沖擊性能，重量較輕，耐腐蝕性好等特點，主要用來充裝標準氣體、標準混合氣體、特種混合氣體、超純氣體、氧氣以及二氧化碳等氣體，并且可用于煤氣、一氧化碳氣體的充裝。鋁合金無縫氣瓶已經(jīng)廣泛應用于電子、醫(yī)療、潛水、化工、冶金、礦山等領域。3DBPVI四、鋁合金無縫氣瓶的特點：具有優(yōu)良的低溫沖擊性能，重量較輕，34DBPVI4DBPVI42鋁合金無縫氣瓶結構特征

5DBPVI2鋁合金無縫氣瓶結構特征5DBPVI5鋁合金無縫氣瓶結構鋁合金無縫氣瓶從形狀上可分為三類：凸形底鋁合金無縫氣瓶（T型）、H形底鋁合金無縫氣瓶（H型）和雙口形鋁合金無縫氣瓶（S型）。見下圖鋁合金無縫氣瓶典型結構型式。6DBPVI鋁合金無縫氣瓶結構鋁合金無縫氣瓶從形狀上可分為三類：凸形底鋁6鋁合金無縫氣瓶的規(guī)格參數(shù)GB11640-2011《鋁合金無縫氣瓶》的規(guī)定：適用于設計、制造公稱工作壓力不大于30MPa，公稱容積不大于50L，使用溫度-40℃～60℃，可重復充裝永久氣體或液化氣體的鋁合金無縫氣瓶。7DBPVI鋁合金無縫氣瓶的規(guī)格參數(shù)GB11640-2011《鋁合金無縫7鋁合金無縫氣瓶型號的表示方法8DBPVI示例：筒體公稱外徑140mm、公稱容積8L、公稱工作壓力15MPa、H形底，其型號標記為：LW-140-8-15-H。鋁合金無縫氣瓶型號的表示方法8DBPVI示例：筒體公稱外徑183鋁合金無縫氣瓶設計

9DBPVI3鋁合金無縫氣瓶設計

9DBPVI9《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對瓶體材料的規(guī)定

1、材料性能要求：鋁合金氣瓶瓶體及纖維纏繞氣瓶鋁合金內膽用材，應當具有良好的抗晶間腐蝕性能，并符合相應標準的規(guī)定。

2、材料相容性要求：盛裝氯、溴化氫、碳酰二氯、氟化氫、氯甲烷、溴甲烷氣體不得采用鋁合金氣瓶；盛裝一氧化碳的氣瓶一般應當采用鋁合金氣瓶或不銹鋼氣瓶；盛裝醫(yī)用氧氣的氣瓶應當優(yōu)先采用鋁合金氣瓶或不銹鋼氣瓶。10DBPVI《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對瓶體材料的規(guī)定1、10合理的選用材料是保證鋁合金無縫氣瓶安全性能的先決條件。（一）鋁及鋁合金的性能特點

1、輕質：鋁的突出優(yōu)點是它的密度?。?.7g/cm3），大約是鋼的1/3。

2、耐蝕性：鋁及鋁合金表面，易生成一層致密、牢固的氧化鋁保護膜，防止其繼續(xù)氧化。

3、力學性能：工業(yè)純鋁的強度很低，塑性很高，但是可通過合金化方法使其強度提高到預定目標的水平。

4、加工性能：由于鋁本身具有軟的面心立方晶體結構，所以和鋁合金本質上易加工且可用通用變形技術加工。鋁和鋁合金也具有快速而又經(jīng)濟的機械加工性能。

鋁合金無縫氣瓶的材料選擇

合理的選用材料是保證鋁合金無縫氣瓶安全性能的先決條件11（二）鋁合金的強化方式

鋁合金的強化是以鋁與其他金屬元素形成金屬間化合物在固溶體中的固溶度變化為基礎的。具有高的固溶度和能起顯著強化作用的元素只有Cu、Zn、Mg、Si，在鋁中的固溶度能隨溫度的降低而強烈地減少，故可通過熱處理的辦法來提高強度，可稱之為熱處理強化型鋁合金。

Al-Mg-Si系合金是在熱處理強化型鋁合金中唯一沒有發(fā)現(xiàn)應力腐蝕斷裂（SCC）現(xiàn)象的合金，有中等強度和優(yōu)良的耐蝕性能，有明顯的時效強化效應。（二）鋁合金的強化方式12（三）各種化學元素對鋁合金無縫氣瓶力學性能的作用和影響硅、鎂、銅、錳、鉻、鈦、鐵、鉛、鉍、鋅（四）鋁合金無縫氣瓶瓶體材料的選擇鋁合金無縫氣瓶瓶體材料的選擇，首先考慮的是它的安全性，為防止失效破壞造成的事故，瓶體材料必須具有足夠的強度，有一定的塑性、韌性，有較好的耐腐蝕能力以及較好的低溫性能；由于鋁合金的疲勞強度較低，因此，一定要選擇抗疲勞性能較好的材料。其次要考慮它的加工性能、供貨及價格情況。（三）各種化學元素對鋁合金無縫氣瓶力學性能的作用和影響13（二）GB11640-2011《鋁合金無縫氣瓶》對瓶體材料的一般規(guī)定：

1、采用6061鋁合金材料，如采用其他材料時的要求。

2、材料滿足相容性要求。

3、制造氣瓶的材料，必須符合其相應國家標準或行業(yè)標準的規(guī)定，并有質量合格證明書。氣瓶制造廠應按爐罐號進行各項驗證分析。14DBPVI（二）GB11640-2011《鋁合金無縫氣瓶》對瓶體材料的14鋁合金無縫氣瓶設計的一般規(guī)定(一)《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對氣瓶設計的規(guī)定：

1、設計文件鑒定與型式試驗。

2、瓶體厚度的確定原則。

3、氣瓶的水壓試驗壓力和氣壓試驗壓力的確定原則。

4、氣瓶的氣密性試驗壓力。

5、氣瓶的實際爆破安全系數(shù)的要求。

6、瓶體金屬材料的屈服強度和抗拉強度的規(guī)定。

7、氣瓶公稱工作壓力的選取。

8、氣瓶的設計使用年限

9、瓶體結構15DBPVI鋁合金無縫氣瓶設計的一般規(guī)定(一)《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對15（二）GB11640-2011《鋁合金無縫氣瓶》對設計的規(guī)定：鋁合金無縫氣瓶的壁厚設計

1、鋁合金無縫氣瓶筒體壁厚設計符合以下規(guī)定：

(1)筒體設計壁厚計算時，應采用材料熱處理后規(guī)定非比例延伸強度的保證值，其值不應超過抗拉強度保證值的85%。

(2)瓶體設計壁厚的計算以水壓試驗壓力為準，水壓試驗壓力為公稱工作壓力的1.5倍。

(3)筒體的設計壁厚應不小于GB11640—2011標準中公式的要求，且不小于1.5mm。16DBPVI（二）GB11640-2011《鋁合金無縫氣瓶》對設計的規(guī)定162、鋁合金無縫氣瓶的端部設計（1）底部和肩部的厚度和形狀應滿足水壓爆破試驗和疲勞試驗的要求。（2）為使應力分布均勻，筒體到肩部和筒體到底部的壁厚應逐漸增加。（3）底部任何部位的厚度不應小于筒體的設計壁厚。（4）內底形半徑應不大于1.2倍筒體內徑，內底形轉角半徑不應小于瓶體內徑的10%。

(5)底部接地點到內壁的厚度不應小于2倍的筒體設計壁厚。2、鋁合金無縫氣瓶的端部設計173、瓶口螺紋設計螺紋應滿足相關標準的規(guī)定。直螺紋應貫穿口部，長度不少于6個螺距，且在水壓試驗壓力下的剪切應力安全系數(shù)至少為10。瓶頸厚度應保證在承受裝閥和鉚合頸圈的附加外力時不產(chǎn)生變形。其裝閥扭矩應滿足標準的規(guī)定。3、瓶口螺紋設計18

4、底座設計如安裝底座，應用適當?shù)姆椒▽⒌鬃潭ㄔ阡X合金無縫氣瓶上，底座應有足夠的強度和穩(wěn)定性，不應使用焊接的方法。

5、頸圈設計如安裝頸圈，應將其牢固地固定在瓶頸上，保證頸圈能承受大于10倍瓶重的軸向載荷，最低不小于1000N，且能承受不小于100N·m的旋轉扭矩。安裝頸圈不應使用焊接的方法。

4、底座設計194鋁合金無縫氣瓶制造及制造過程中常見缺陷

20DBPVI4鋁合金無縫氣瓶制造及制造過程中常見缺陷

20DBPVI20《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對氣瓶制造的規(guī)定

1、制造許可：氣瓶制造單位應當取得特種設備制造許可證，按照核準的項目制造氣瓶。

2、氣瓶的分批與批量。

3、管制瓶收底與收口。

4、氣瓶熱處理。

5、氣瓶標志。

6、氣瓶外表面的顏色、字樣和色環(huán)。

7、制造質量的檢驗檢測。

8、出廠資料。

9、產(chǎn)品制造監(jiān)督檢驗。21DBPVI《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對氣瓶制造的規(guī)定1、制造許可21鋁合金無縫氣瓶的制造方法22DBPVI1、沖拔拉伸法：是指將鋁合金坯料加熱沖孔后的短粗杯形件，再經(jīng)拔伸收口而成的鋁合金無縫氣瓶，是我國鋁合金無縫氣瓶制造的主要形式。

2、冷擠壓：是指將鋁合金坯料冷擠壓成形，再經(jīng)收口而成的鋁合金無縫氣瓶。

3、沖壓拉伸法：是指將鋁合金板深沖成長杯形件，然后將開口端進行封閉的工藝方法。

4、旋壓成形法：是指將鋁合金板旋壓成形制造的氣瓶。

5、管子收口法：是指將鋁合金擠壓管或冷拉管兩端收口而成的鋁合金無縫氣瓶，也可以進行旋壓成形。在實際制造過程中，由于用戶對氣瓶質量的要求不同、或是企業(yè)采用的制造工藝不同、或是企業(yè)制造設備的限制，同一種鋁合金無縫氣瓶經(jīng)常幾種制造方法混合使用，因此，上述幾種制造方法只是做個大致分類。鋁合金無縫氣瓶的制造方法22DBPVI1、沖拔拉伸法：是指將22金屬擠壓、沖壓、旋壓和變薄拉伸的概念1、擠壓的基本概念:擠壓是采用擠壓桿（或凸模）將放在擠壓筒（或凹模）內的坯料壓出模孔或流入特定的孔隙而成型的塑性加工方法。

(1)反向擠壓。

(2)熱擠壓。

(3)冷擠壓。

2、沖壓的基本概念:沖壓是利用沖壓設備和沖模使板料或坯料產(chǎn)生分離或變形的加工方法。金屬擠壓、沖壓、旋壓和變薄拉伸的概念1、擠壓的基本概念:擠壓233、拉伸：對金屬坯料施以拉力，使之通過模孔以獲得與?？捉孛娉叽?、形狀相同的制品的塑性加工方法稱之為拉伸。變薄拉伸：是指坯料在拉伸前后只是在厚度方向上發(fā)生有較大的變化，而在直徑方向止則變化較小的一種冷沖壓方法。

4、旋壓成形的概念：旋壓工具（旋輪或其他異形件）與芯模相對連續(xù)地進給，依次對工件的極小部分施加變形壓力，使毛坯受壓并產(chǎn)生連續(xù)逐點變形而逐漸成形工件的一種先進塑性加工方法。3、拉伸：對金屬坯料施以拉力，使之通過模孔以獲得與?？捉孛娉?4鋁合金無縫氣瓶制造的典型工藝

1、下料。

2、熱反擠。

3、退火、清洗。

4、變薄拉伸。

5、旋收口。

6、熱處理。

7、酸洗、氧化處理

8、瓶口加工。鋁合金無縫氣瓶制造的典型工藝1、下料。2526DBPVI制造過程中常見缺陷

1、鼓包

2、凹陷

3、劃傷、磕傷、壓痕

4、帶有劃傷或磕傷的凹陷

5、凸棱

6、凹槽

7、夾層

26DBPVI制造過程中常見缺陷1、鼓包26

8、浮泡

9、裂紋

10、瓶口裂紋

11、肩部皺折或肩部裂紋

12、內部螺紋損壞或超出公差范圍

13、凹坑

14、與設計圖紙不一致

15、頸圈不牢靠

16、弧或噴槍燃燒8、浮泡274鋁合金無縫氣瓶檢驗28DBPVI4鋁合金無縫氣瓶檢驗28DBPVI28氣瓶制造質量的檢驗和檢測項目與要求，應當符合相應的國家標準或者經(jīng)技術評審的企業(yè)標準的規(guī)定。一、壁厚測量：是主要的質量檢驗項目，應采用超聲波測厚儀或專用測量工具進行檢測。二、內外表面檢查：目測檢查，內表面可采用內窺鏡或內窺燈進行檢查。三、制造公差檢查：應采用標準或專用量具進行檢測。四、瓶口螺紋檢查：瓶口螺紋是保證瓶口密封和與瓶閥互換的關鍵部位，應采用符合GB/T8336《氣瓶專用螺紋量規(guī)》規(guī)定的螺紋量規(guī)進行檢測。直螺紋應采用符合GB/T3934《普通螺紋量規(guī)技術條件》規(guī)定的螺紋量規(guī)進行檢測。29DBPVI氣瓶制造質量的檢驗和檢測項目與要求，應當符合相應的國家標準或29五、硬度試驗：硬度是材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓入或刻劃的能力。它是衡量材料軟硬程度的力學性能指標。金屬的硬度與強度等力學性能指標之間雖無嚴格的對應關系，但可根據(jù)大量試驗數(shù)據(jù)找出粗略的換算關系，從而可按硬度試驗結果大體上估計金屬靜強度及其它性能的數(shù)值。六、拉伸試驗：是材料力學性能測試中最常見的試驗方法，是在一定的溫度和靜載下將試樣沿軸向拉伸，以了解材料在彈性變形和塑性變形時的應力、應變情況，以及材料在最大應力下的斷裂強度。特別對于塑性材料，拉伸試驗最能清楚、直觀地反映出材料的性能特點。30DBPVI五、硬度試驗：硬度是材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓入或30七、金相檢驗：金相顯微組織檢驗主要是鑒別冶金質量和熱加工、熱處理工藝是否符合產(chǎn)品質量的要求。對檢驗中發(fā)現(xiàn)的金相組織缺陷加以鑒定和分析后，可對材料的冶煉、熱加工和熱處理工藝提出改進措施。八、彎曲試驗：金屬彎曲試驗是一種工藝性能試驗方法。彎曲試驗就是按規(guī)定尺寸彎心，將試樣彎曲至規(guī)定程度，以此檢驗金屬承受塑性變形的能力。彎曲試驗時，試樣斷面上的應力分布是不均勻的，受拉側表面拉應力最大。因此彎曲試驗可以較靈敏地反映材料的表面工藝質量和缺陷情況。31DBPVI七、金相檢驗：金相顯微組織檢驗主要是鑒別冶金質量和熱加工、熱31九、壓扁試驗：壓扁試驗是一個工藝性能試驗，它既不測定金屬試樣在壓扁試驗時應力和應變的關系，也不測定應力和應變值，而是在給定試驗條件下檢驗金屬試樣的極限塑性變形能力以及是否存在影響塑性的缺陷。十、水壓試驗：主要目的是考驗氣瓶的強度，所以，也稱作耐壓試驗。與此同時，也可檢查氣瓶因內部缺陷而引起的泄漏等。水壓試驗作為氣瓶性能檢查的一種手段，雖然它也有一定的局限性，但對氣瓶是否滿足常規(guī)設計的強度要求，并在一定程度上預防低應力破壞，它還是一種切實可行的非破壞試驗。十一、氣瓶氣密性試驗：主要目的是檢查強度合格氣瓶的制造質量和裝配質量。九、壓扁試驗：壓扁試驗是一個工藝性能試驗，它既不測定金屬試32十二、氣瓶水壓爆破試驗：目的是對氣瓶的設計與制造質量，氣瓶的安全性能與經(jīng)濟性進行綜合考核的一項試驗。從這項試驗中估計和對比某些其他性能，包括：屈服點、延展性、斷裂韌性、應力集中點、屈爆比與屈強比的對應關系等。十三、疲勞試驗：疲勞斷裂是指機件在變動載荷的作用下經(jīng)過較長時間工作發(fā)生的斷裂現(xiàn)象。疲勞斷裂是在較低應力下產(chǎn)生的，斷裂是突然的，沒有預先征兆，看不到宏觀塑性變形。因此，疲勞斷裂是低應力脆性斷裂。十二、氣瓶水壓爆破試驗：目的是對氣瓶的設計與制造質量33

氣瓶是受變應力的壓力容器，在變應力下，雖然最大應力低于屈服極限，長期限重復之后，也會突然斷裂，這種破壞形式除與變應力大小有關外，還與外型形狀、尺寸、表面質量等有關。十四、復驗：如果試驗結果不合格，按GB11640—2011《鋁合金無縫氣瓶》的規(guī)定進行處理。十五、型式試驗：新設計的氣瓶應根據(jù)GB11640—2011《鋁合金無縫氣瓶》規(guī)定的項目進行型式試驗。若型式試驗不合格，則不應投入批量生產(chǎn)，不應投入使用。氣瓶是受變應力的壓力容器，在變應力下，雖然最大應力346鋁合金無縫氣瓶出廠文件和制造原始標志

35DBPVI6鋁合金無縫氣瓶出廠文件和制造原始標志

35DBPVI35鋁合金無縫氣瓶的制造標志鋼印標志：每個氣瓶一般應在瓶肩按下圖所示項目、位置打鋼印標記。36DBPVI鋁合金無縫氣瓶的制造標志鋼印標志：每個氣瓶一般應在瓶肩按下圖36鋁合金無縫氣瓶的出廠文件根據(jù)《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》和GB11640—2011《鋁合金無縫氣瓶》的規(guī)定：氣瓶出廠時，制造單位應逐只出具產(chǎn)品合格證，按批出具批量檢驗質量證明書。

1、產(chǎn)品合格證。

2、批量檢驗質量證明書。37DBPVI鋁合金無縫氣瓶的出廠文件根據(jù)《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》和GB1163738DBPVI謝謝各位！38DBPVI謝謝各位！38鋁合金無縫氣瓶結構鋁合金無縫氣瓶從形狀上可分為三類：凸形底鋁合金無縫氣瓶（T型）、H形底鋁合金無縫氣瓶（H型）和雙口形鋁合金無縫氣瓶（S型）。見下圖鋁合金無縫氣瓶典型結構型式。39DBPVI鋁合金無縫氣瓶結構鋁合金無縫氣瓶從形狀上可分為三類：凸形底鋁3鋁合金無縫氣瓶設計

40DBPVI3鋁合金無縫氣瓶設計

40DBPVI《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對氣瓶制造的規(guī)定

1、制造許可：氣瓶制造單位應當取得特種設備制造許可證，按照核準的項目制造氣瓶。

2、氣瓶的分批與批量。

3、管制瓶收底與收口。

4、氣瓶熱處理。

5、氣瓶標志。

6、氣瓶外表面的顏色、字樣和色環(huán)。

7、制造質量的檢驗檢測。

8、出廠資料。

9、產(chǎn)品制造監(jiān)督檢驗。41DBPVI《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對氣瓶制造的規(guī)定1、制造許可鋁合金無縫氣瓶的制造方法42DBPVI1、沖拔拉伸法：是指將鋁合金坯料加熱沖孔后的短粗杯形件，再經(jīng)拔伸收口而成的鋁合金無縫氣瓶，是我國鋁合金無縫氣瓶制造的主要形式。

2、冷擠壓：是指將鋁合金坯料冷擠壓成形，再經(jīng)收口而成的鋁合金無縫氣瓶。

3、沖壓拉伸法：是指將鋁合金板深沖成長杯形件，然后將開口端進行封閉的工藝方法。

4、旋壓成形法：是指將鋁合金板旋壓成形制造的氣瓶。

5、管子收口法：是指將鋁合金擠壓管或冷拉管兩端收口而成的鋁合金無縫氣瓶，也可以進行旋壓成形。在實際制造過程中，由于用戶對氣瓶質量的要求不同、或是企業(yè)采用的制造工藝不同、或是企業(yè)制造設備的限制，同一種鋁合金無縫氣瓶經(jīng)常幾種制造方法混合使用，因此，上述幾種制造方法只是做個大致分類。鋁合金無縫氣瓶的制造方法42DBPVI1、沖拔拉伸法：是指將七、金相檢驗：金相顯微組織檢驗主要是鑒別冶金質量和熱加工、熱處理工藝是否符合產(chǎn)品質量的要求。對檢驗中發(fā)現(xiàn)的金相組織缺陷加以鑒定和分析后，可對材料的冶煉、熱加工和熱處理工藝提出改進措施。八、彎曲試驗：金屬彎曲試驗是一種工藝性能試驗方法。彎曲試驗就是按規(guī)定尺寸彎心，將試樣彎曲至規(guī)定程度，以此檢驗金屬承受塑性變形的能力。彎曲試驗時，試樣斷面上的應力分布是不均勻的，受拉側表面拉應力最大。因此彎曲試驗可以較靈敏地反映材料的表面工藝質量和缺陷情況。43DBPVI七、金相檢驗：金相顯微組織檢驗主要是鑒別冶金質量和熱加工、熱44DBPVI謝謝各位！44DBPVI謝謝各位！1鋁合金無縫氣瓶簡介

45DBPVI1鋁合金無縫氣瓶簡介

1DBPVI45

一、20世紀30年代，瑞典、法國開始制造鋁合金無縫氣瓶，但由于當時生產(chǎn)成本偏高，制約了鋁合金無縫氣瓶的發(fā)展。

二、20世紀50年代，英國勒克斯菲爾公司，首先采用冷擠壓工藝制造鋁合金無縫氣瓶，大大降低了成本，產(chǎn)量也很快得到了提高。

三、20世紀90年代，我國開始制造鋁合金無縫氣瓶，生產(chǎn)時間雖然不長，但發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在已有許多氣瓶制造廠生產(chǎn)鋁合金無縫氣瓶。

46DBPVI一、20世紀30年代，瑞典、法國開始制造鋁合金無46四、鋁合金無縫氣瓶的特點：具有優(yōu)良的低溫沖擊性能，重量較輕，耐腐蝕性好等特點，主要用來充裝標準氣體、標準混合氣體、特種混合氣體、超純氣體、氧氣以及二氧化碳等氣體，并且可用于煤氣、一氧化碳氣體的充裝。鋁合金無縫氣瓶已經(jīng)廣泛應用于電子、醫(yī)療、潛水、化工、冶金、礦山等領域。47DBPVI四、鋁合金無縫氣瓶的特點：具有優(yōu)良的低溫沖擊性能，重量較輕，4748DBPVI4DBPVI482鋁合金無縫氣瓶結構特征

49DBPVI2鋁合金無縫氣瓶結構特征5DBPVI49鋁合金無縫氣瓶結構鋁合金無縫氣瓶從形狀上可分為三類：凸形底鋁合金無縫氣瓶（T型）、H形底鋁合金無縫氣瓶（H型）和雙口形鋁合金無縫氣瓶（S型）。見下圖鋁合金無縫氣瓶典型結構型式。50DBPVI鋁合金無縫氣瓶結構鋁合金無縫氣瓶從形狀上可分為三類：凸形底鋁50鋁合金無縫氣瓶的規(guī)格參數(shù)GB11640-2011《鋁合金無縫氣瓶》的規(guī)定：適用于設計、制造公稱工作壓力不大于30MPa，公稱容積不大于50L，使用溫度-40℃～60℃，可重復充裝永久氣體或液化氣體的鋁合金無縫氣瓶。51DBPVI鋁合金無縫氣瓶的規(guī)格參數(shù)GB11640-2011《鋁合金無縫51鋁合金無縫氣瓶型號的表示方法52DBPVI示例：筒體公稱外徑140mm、公稱容積8L、公稱工作壓力15MPa、H形底，其型號標記為：LW-140-8-15-H。鋁合金無縫氣瓶型號的表示方法8DBPVI示例：筒體公稱外徑1523鋁合金無縫氣瓶設計

53DBPVI3鋁合金無縫氣瓶設計

9DBPVI53《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對瓶體材料的規(guī)定

1、材料性能要求：鋁合金氣瓶瓶體及纖維纏繞氣瓶鋁合金內膽用材，應當具有良好的抗晶間腐蝕性能，并符合相應標準的規(guī)定。

2、材料相容性要求：盛裝氯、溴化氫、碳酰二氯、氟化氫、氯甲烷、溴甲烷氣體不得采用鋁合金氣瓶；盛裝一氧化碳的氣瓶一般應當采用鋁合金氣瓶或不銹鋼氣瓶；盛裝醫(yī)用氧氣的氣瓶應當優(yōu)先采用鋁合金氣瓶或不銹鋼氣瓶。54DBPVI《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對瓶體材料的規(guī)定1、54合理的選用材料是保證鋁合金無縫氣瓶安全性能的先決條件。（一）鋁及鋁合金的性能特點

1、輕質：鋁的突出優(yōu)點是它的密度?。?.7g/cm3），大約是鋼的1/3。

2、耐蝕性：鋁及鋁合金表面，易生成一層致密、牢固的氧化鋁保護膜，防止其繼續(xù)氧化。

3、力學性能：工業(yè)純鋁的強度很低，塑性很高，但是可通過合金化方法使其強度提高到預定目標的水平。

4、加工性能：由于鋁本身具有軟的面心立方晶體結構，所以和鋁合金本質上易加工且可用通用變形技術加工。鋁和鋁合金也具有快速而又經(jīng)濟的機械加工性能。

鋁合金無縫氣瓶的材料選擇

合理的選用材料是保證鋁合金無縫氣瓶安全性能的先決條件55（二）鋁合金的強化方式

鋁合金的強化是以鋁與其他金屬元素形成金屬間化合物在固溶體中的固溶度變化為基礎的。具有高的固溶度和能起顯著強化作用的元素只有Cu、Zn、Mg、Si，在鋁中的固溶度能隨溫度的降低而強烈地減少，故可通過熱處理的辦法來提高強度，可稱之為熱處理強化型鋁合金。

Al-Mg-Si系合金是在熱處理強化型鋁合金中唯一沒有發(fā)現(xiàn)應力腐蝕斷裂（SCC）現(xiàn)象的合金，有中等強度和優(yōu)良的耐蝕性能，有明顯的時效強化效應。（二）鋁合金的強化方式56（三）各種化學元素對鋁合金無縫氣瓶力學性能的作用和影響硅、鎂、銅、錳、鉻、鈦、鐵、鉛、鉍、鋅（四）鋁合金無縫氣瓶瓶體材料的選擇鋁合金無縫氣瓶瓶體材料的選擇，首先考慮的是它的安全性，為防止失效破壞造成的事故，瓶體材料必須具有足夠的強度，有一定的塑性、韌性，有較好的耐腐蝕能力以及較好的低溫性能；由于鋁合金的疲勞強度較低，因此，一定要選擇抗疲勞性能較好的材料。其次要考慮它的加工性能、供貨及價格情況。（三）各種化學元素對鋁合金無縫氣瓶力學性能的作用和影響57（二）GB11640-2011《鋁合金無縫氣瓶》對瓶體材料的一般規(guī)定：

1、采用6061鋁合金材料，如采用其他材料時的要求。

2、材料滿足相容性要求。

3、制造氣瓶的材料，必須符合其相應國家標準或行業(yè)標準的規(guī)定，并有質量合格證明書。氣瓶制造廠應按爐罐號進行各項驗證分析。58DBPVI（二）GB11640-2011《鋁合金無縫氣瓶》對瓶體材料的58鋁合金無縫氣瓶設計的一般規(guī)定(一)《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對氣瓶設計的規(guī)定：

1、設計文件鑒定與型式試驗。

2、瓶體厚度的確定原則。

3、氣瓶的水壓試驗壓力和氣壓試驗壓力的確定原則。

4、氣瓶的氣密性試驗壓力。

5、氣瓶的實際爆破安全系數(shù)的要求。

6、瓶體金屬材料的屈服強度和抗拉強度的規(guī)定。

7、氣瓶公稱工作壓力的選取。

8、氣瓶的設計使用年限

9、瓶體結構59DBPVI鋁合金無縫氣瓶設計的一般規(guī)定(一)《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對59（二）GB11640-2011《鋁合金無縫氣瓶》對設計的規(guī)定：鋁合金無縫氣瓶的壁厚設計

1、鋁合金無縫氣瓶筒體壁厚設計符合以下規(guī)定：

(1)筒體設計壁厚計算時，應采用材料熱處理后規(guī)定非比例延伸強度的保證值，其值不應超過抗拉強度保證值的85%。

(2)瓶體設計壁厚的計算以水壓試驗壓力為準，水壓試驗壓力為公稱工作壓力的1.5倍。

(3)筒體的設計壁厚應不小于GB11640—2011標準中公式的要求，且不小于1.5mm。60DBPVI（二）GB11640-2011《鋁合金無縫氣瓶》對設計的規(guī)定602、鋁合金無縫氣瓶的端部設計（1）底部和肩部的厚度和形狀應滿足水壓爆破試驗和疲勞試驗的要求。（2）為使應力分布均勻，筒體到肩部和筒體到底部的壁厚應逐漸增加。（3）底部任何部位的厚度不應小于筒體的設計壁厚。（4）內底形半徑應不大于1.2倍筒體內徑，內底形轉角半徑不應小于瓶體內徑的10%。

(5)底部接地點到內壁的厚度不應小于2倍的筒體設計壁厚。2、鋁合金無縫氣瓶的端部設計613、瓶口螺紋設計螺紋應滿足相關標準的規(guī)定。直螺紋應貫穿口部，長度不少于6個螺距，且在水壓試驗壓力下的剪切應力安全系數(shù)至少為10。瓶頸厚度應保證在承受裝閥和鉚合頸圈的附加外力時不產(chǎn)生變形。其裝閥扭矩應滿足標準的規(guī)定。3、瓶口螺紋設計62

4、底座設計如安裝底座，應用適當?shù)姆椒▽⒌鬃潭ㄔ阡X合金無縫氣瓶上，底座應有足夠的強度和穩(wěn)定性，不應使用焊接的方法。

5、頸圈設計如安裝頸圈，應將其牢固地固定在瓶頸上，保證頸圈能承受大于10倍瓶重的軸向載荷，最低不小于1000N，且能承受不小于100N·m的旋轉扭矩。安裝頸圈不應使用焊接的方法。

4、底座設計634鋁合金無縫氣瓶制造及制造過程中常見缺陷

64DBPVI4鋁合金無縫氣瓶制造及制造過程中常見缺陷

20DBPVI64《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對氣瓶制造的規(guī)定

1、制造許可：氣瓶制造單位應當取得特種設備制造許可證，按照核準的項目制造氣瓶。

2、氣瓶的分批與批量。

3、管制瓶收底與收口。

4、氣瓶熱處理。

5、氣瓶標志。

6、氣瓶外表面的顏色、字樣和色環(huán)。

7、制造質量的檢驗檢測。

8、出廠資料。

9、產(chǎn)品制造監(jiān)督檢驗。65DBPVI《氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程》對氣瓶制造的規(guī)定1、制造許可65鋁合金無縫氣瓶的制造方法66DBPVI1、沖拔拉伸法：是指將鋁合金坯料加熱沖孔后的短粗杯形件，再經(jīng)拔伸收口而成的鋁合金無縫氣瓶，是我國鋁合金無縫氣瓶制造的主要形式。

2、冷擠壓：是指將鋁合金坯料冷擠壓成形，再經(jīng)收口而成的鋁合金無縫氣瓶。

3、沖壓拉伸法：是指將鋁合金板深沖成長杯形件，然后將開口端進行封閉的工藝方法。

4、旋壓成形法：是指將鋁合金板旋壓成形制造的氣瓶。

5、管子收口法：是指將鋁合金擠壓管或冷拉管兩端收口而成的鋁合金無縫氣瓶，也可以進行旋壓成形。在實際制造過程中，由于用戶對氣瓶質量的要求不同、或是企業(yè)采用的制造工藝不同、或是企業(yè)制造設備的限制，同一種鋁合金無縫氣瓶經(jīng)常幾種制造方法混合使用，因此，上述幾種制造方法只是做個大致分類。鋁合金無縫氣瓶的制造方法22DBPVI1、沖拔拉伸法：是指將66金屬擠壓、沖壓、旋壓和變薄拉伸的概念1、擠壓的基本概念:擠壓是采用擠壓桿（或凸模）將放在擠壓筒（或凹模）內的坯料壓出模孔或流入特定的孔隙而成型的塑性加工方法。

(1)反向擠壓。

(2)熱擠壓。

(3)冷擠壓。

2、沖壓的基本概念:沖壓是利用沖壓設備和沖模使板料或坯料產(chǎn)生分離或變形的加工方法。金屬擠壓、沖壓、旋壓和變薄拉伸的概念1、擠壓的基本概念:擠壓673、拉伸：對金屬坯料施以拉力，使之通過?？滓垣@得與?？捉孛娉叽?、形狀相同的制品的塑性加工方法稱之為拉伸。變薄拉伸：是指坯料在拉伸前后只是在厚度方向上發(fā)生有較大的變化，而在直徑方向止則變化較小的一種冷沖壓方法。

4、旋壓成形的概念：旋壓工具（旋輪或其他異形件）與芯模相對連續(xù)地進給，依次對工件的極小部分施加變形壓力，使毛坯受壓并產(chǎn)生連續(xù)逐點變形而逐漸成形工件的一種先進塑性加工方法。3、拉伸：對金屬坯料施以拉力，使之通過?？滓垣@得與?？捉孛娉?8鋁合金無縫氣瓶制造的典型工藝

1、下料。

2、熱反擠。

3、退火、清洗。

4、變薄拉伸。

5、旋收口。

6、熱處理。

7、酸洗、氧化處理

8、瓶口加工。鋁合金無縫氣瓶制造的典型工藝1、下料。6970DBPVI制造過程中常見缺陷

1、鼓包

2、凹陷

3、劃傷、磕傷、壓痕

4、帶有劃傷或磕傷的凹陷

5、凸棱

6、凹槽

7、夾層

26DBPVI制造過程中常見缺陷1、鼓包70

8、浮泡

9、裂紋

10、瓶口裂紋

11、肩部皺折或肩部裂紋

12、內部螺紋損壞或超出公差范圍

13、凹坑

14、與設計圖紙不一致

15、頸圈不牢靠

16、弧或噴槍燃燒8、浮泡714鋁合金無縫氣瓶檢驗72DBPVI4鋁合金無縫氣瓶檢驗28DBPVI72氣瓶制造質量的檢驗和檢測項目與要求，應當符合相應的國家標準或者經(jīng)技術評審的企業(yè)標準的規(guī)定。一、壁厚測量：是主要的質量檢驗項目，應采用超聲波測厚儀或專用測量工具進行檢測。二、內外表面檢查：目測檢查，內表面可采用內窺鏡或內窺燈進行檢查。三、制造公差檢查：應采用標準或專用量具進行檢測。四、瓶口螺紋檢查：瓶口螺紋是保證瓶口密封和與瓶閥互換的關鍵部位，應采用符合GB/T8336《氣瓶專用螺紋量規(guī)》規(guī)定的螺紋量規(guī)進行檢測。直螺紋應采用符合GB/T3934《普通螺紋量規(guī)技術條件》規(guī)定的螺紋量規(guī)進行檢測。73DBPVI氣瓶制造質量的檢驗和檢測項目與要求，應當符合相應的國家標準或73五、硬度試驗：硬度是材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓入或刻劃的能力。它是衡量材料軟硬程度的力學性能指標。金屬的硬度與強度等力學性能指標之間雖無嚴格的對應關系，但可根據(jù)大量試驗數(shù)據(jù)找出粗略的換算關系，從而可按硬度試驗結果大體上估計金屬靜強度及其它性能的數(shù)值。六、拉伸試驗：是材料力學性能測試中最常見的試驗方法，是在一定的溫度和靜載下將試樣沿軸向拉伸，以了解材料在彈性變形和塑性變形時的應力、應變情況，以及材料在最大應力下的斷裂強度。特別對于塑性材料，拉伸試驗最能清楚、直觀地反映出材料的性能特點。74DBPVI五、硬度試驗：硬度是材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓入或74七、金相檢驗：金相顯微組織檢驗主要是鑒別冶金質量和熱加工、熱處理工藝是否符合產(chǎn)品質量的要求。對檢驗中發(fā)現(xiàn)的金相組織缺陷加以鑒定和分析后，可對材料的冶煉、熱加工和熱處理工藝提出改進措施。八、彎曲試驗：金屬彎曲試驗是一種工藝性能試驗方法。彎曲試驗就是按規(guī)定尺寸彎心，將試樣彎曲至規(guī)定程度，以此檢驗金屬承受塑性變形的能力。彎曲試驗時，試樣斷面上的應力分布是不均勻的，受拉側表面拉應力最大。因此彎曲試驗可以較靈敏地反映材料的表面工藝質量和缺陷情況。75DBPVI七、金相檢驗：金相顯微組織檢驗主要是鑒別冶金質量和熱加工、熱75九、壓扁試驗：壓扁試驗是一個工藝性能試驗，它既不測定金屬試樣在壓扁試驗時應力和應變的關系，也不測定應力和應變值，而是在給定試驗條件下檢驗金屬試樣的極限塑性變形能力以及是否存在影響塑性的缺陷。十、水壓試驗：主要目的是考驗氣瓶的強度，所以，也稱作耐壓試驗。與此同時，也可檢查氣瓶因內部缺陷而引起的泄漏等。水壓試驗作為氣瓶性能檢查的一種手段，雖然它也有一定的局限性，但對氣瓶是否滿足常規(guī)設計的強度要求，并在一定程度上預防低應力破壞，它還是一種切實可行的非破壞試驗。十一、氣瓶氣密性試驗：主要目的是檢查強度合格氣瓶的制造質量和裝配質量。九、壓扁試驗：壓扁試驗是一個工藝性能試驗，它既不測定金屬試76十二、氣瓶水壓爆破試驗：目的是對氣瓶的設計與制造質量，氣瓶的安全性能與經(jīng)濟性進行綜合考核的一項試驗。從這項試驗中估計和對比某些其他性能，包括：屈服點、延展性、斷裂韌性、應力集中點、屈爆比與屈強比的對應關系等。十三、疲勞試驗：疲勞斷裂是指機件在變動載荷的作用下經(jīng)過較長時間工作發(fā)生的斷裂現(xiàn)象。疲勞斷裂是在較低應力下產(chǎn)生的，斷裂是突然的，沒有預先征兆，看不到宏觀塑性變形。因此，疲勞斷裂是低應力脆性斷裂。十二、氣瓶水壓爆破試驗：目的是對氣瓶的設計與制造質量77

氣瓶是受變應力的壓力容器，在變應力下，雖然最大應力低于屈服極限，長期限重復之后，也會突然斷裂，這種破壞形式除與變應力大小有關外，還與外型形狀、尺寸、表面質量等有關。