Створення литих бар’єрних оболонок для біметалевих і комбінованих балонів зберігання водню

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЧернега, Д. Ф.uk
dc.contributor.advisorChernega, Dmitriy F.en
dc.contributor.advisorЧернега, Д. Ф.ru
dc.contributor.departmentКафедра фізико-хімічних основ технології металівuk
dc.contributor.facultyІнженерно-фізичний факультетuk
dc.contributor.researchgrantorНаціональний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»uk
dc.date.accessioned2017-11-15T10:13:30Z
dc.date.available2017-11-15T10:13:30Z
dc.date.issued2011
dc.description.abstractenAnalysis shows modern design balloons from austenitic steels, which they characterizes lack resistance to corrosion in a hydrogen environment. This leads to a «hydrogen degradation» of the vessel wall and loss of hydrogen in environment deference. There exists an technology of manufacturing the protective barrier membranes by coating the inner wall of the silver gold and copper, stainless steel, can prevent the penetration of hydrogen through the walls of the cylinders and to ensure reliability during their operation. However, these containers are characterized by high complexity and the cost and complexity of their manufacture. The way to eliminate the «hydrogen degradation» of austenitic steel designed for applying protective barrier coating on the inner wall of the storage capacity of hydrogen. It consists of two successive technological operations. The first -the creation of a continuous diffusion layer thickness of 600-700 microns using aluminizing surface of steel. The second – the application layer on the diffusion barrier of shell-type alloy AK9 2-3 mm thick. Create barrier membranes cast for cylinders combined with internal protective barrier wall made of corrosion-resistant aluminum alloy and the cxternal pover-from high-strength aluminum alloy, or polymeric material is achieved by getting them into the molds with consistent directional solidification of the molten metal and using the back extrusion-type parts «glass» of the castings. The walls of the aluminum cylinder are obtained by cross-sectional bifunctional in molds with directional solidification of the molten metal storage of hydrogen. Wall interior is made of corrosion-resistant alloy type AK9. External power – from high-strength alloy type AK8M3. Manufacturing is carried out in two stages of barrier membranes, using the back extrusion parts such as «glass» of the castings. Shell protective barrier (the details of the «glass») is the two halves of the storage tanks of hydrogen are joined firmly together argon-welding. Implementation will allow the creation of barrier membranes cast in the production of complex technologies are successfully used alloys of AK9 and AK8M3 as a structural materials in the manufacture of storage tanks of hydrogen fundamentally new design, to reduce metal consumption, eliminate completely the penetration of hydrogen through the wall of the cylinder, increasing the life of 1,5-2,0 times and recommend them for safe storage of hydrogen at a pressure of 2-10 MPa range.uk
dc.description.abstractruАнализ современных конструкций баллонов изготовленных из аустенитных сталей указывает на то, что они характеризуются недостаточной коррозионной стойкостью в водородной среде, что приводит к возникновению «водородной деградации» стенок емкостей и существенным потерям водорода в окружающую среду. Существующие технологии изготовления защитных барьерных оболочек, путем нанесения серебренных, золотых и медных покрытий на внутреннюю стенку из нержавеющей стали, позволят предотвратить проникновение водорода через стенки баллонов и обеспечить надежность в процессе их эксплуатации. Однако, такие емкости характеризуются высокой трудоемкостью и себестоимостью, сложностью их изготовления. С целью устранения «водородной деградации» аустенитной стали разработан способ нанесения защитной барьерной оболочки на внутреннюю стенку емкости хранения водорода, который базируется на двух последовательных технологических операциях: первая – создание сплошного диффузионного слоя толщиной 600-700 мкм путем алитирования стальной поверхности; вторая – нанесение на диффузионный слой барьерной оболочки из сплава типа АК9 толщиной 2-3 мм. Создание литых барьерных оболочек для комбинированных баллонов, которые состоят с внутренней защитной барьерной стенки с коррозионностойкого алюминиевого сплава и внешней силовой – с высокопрочного алюминиевого сплава или полимерного материала, достигается за счет получения их в кокиле с последовательно направленной кристаллизацией жидкого металла и с использованием метода обратного выдавливания деталей типа «стакан» из литых заготовок. В кокиле с направленной кристаллизацией жидкого металла изготавливаются послойные двухфункциональные стенки алюминиевого баллона для хранения водорода, где внутренняя стенка выполнена с коррозионностойкого сплава типа АК9, а внешняя силовая – с высокопрочного сплава типа АК8М3. Изготовление барьерных оболочек с использованием метода обратного выдавливания деталей типа «стакан» из литых заготовок ведется в два этапа: на первом – получается полость детали глубиной 0,75-0,8 от максимально заданной, а на втором – формируется дно и получается заданная глубина детали типа «стакан». Полученные защитные барьерные оболочки (детали типа «стакан»), которые представляют собой две половины емкостей хранения водорода, надежно соединяются между собой аргонно-дуговой сваркой. Внедрение комплексной технологии создания литых барьерных оболочек в производство позволит успешно использовать сплавы типа АК9 и АК8М3 в качестве конструкционных материалов при изготовлении емкостей хранения водорода принципиально новой конструкции, понизить металлоемкость, полностью устранить проникновение водорода через стенки баллонов, повысить срок эксплуатации в 1,5-2,0 раза и рекомендовать их для безопасного хранения водорода под давлением в пределах 2-10 МПа.uk
dc.description.abstractukАналіз сучасних конструкцій балонів виготовлених з аустенітних сталей вказує на те, що вони характеризуються недостатньою корозійною стійкістю в водневому середовищі, що призводить до виникнення «водневої деградації» стінок ємностей і значних втрат водню в навколишнє середовище. Існуючі технології виготовлення захисних бар’єрних оболонок, шляхом нанесення срібних, золотих і мідних покриттів на внутрішню стінку із нержавіючої сталі, дозволяють запобігти проникненню водню через стінки балонів і забезпечити надійність в процесі їх експлуатації. Однак, такі ємності характеризуються високою трудомісткістю і собівартістю, складністю їх виготовлення. З метою усунення «водневої деградації» аустенітної сталі розроблено спосіб нанесення захисної бар’єрної оболонки на внутрішню стінку ємності зберігання водню, що базується на двох послідовних технологічних операціях: перша – створення суцільного дифузійного шару товщиною 600-700 мкм шляхом алітування стальної поверхні; друга – нанесення на дифузійний шар бар’єрної оболонки із сплаву типу АК9 товщиною 2-3 мм. Створення литих бар’єрних оболонок для комбінованих балонів, з внутрішньою захисною бар’єрною стінкою з корозійностійкого алюмінієвого сплаву, а зовнішньою силовою – з високоміцного алюмінієвого сплаву або полімерного матеріалу, досягається за рахунок отримання їх в кокілі з послідовно направленою кристалізацією рідкого металу і з використанням методу зворотного видавлювання деталей типу «стакан» із литих заготовок. В кокілі з направленою кристалізацією рідкого металу отримуються пошарові двохфункціональні стінки алюмінієвого балону зберігання водню, де внутрішня стінка виконана з корозійностійкого сплаву типу АК9, а зовнішня силова – з високоміцного сплаву типу АК8М3. Виготовлення бар’єрних оболонок, з використанням методу зворотного видавлювання деталей типу «стакан» із литих заготовок, ведеться в два етапи: на першому – отримується порожнина деталі глибиною 0,75-0,8 від максимально заданої, а на другому – формується дно і отримується задана глибина деталі типу «стакан». Отримані захисні бар’єрні оболонки (деталі типу «стакан»), що являють собою дві половини ємностей зберігання водню, надійно з’єднуються між собою аргонно-дуговим зварюванням. Впровадження комплексної технології створення литих бар’єрних оболонок в виробництво дозволить з успіхом використати сплави типу АК9 і АК8М3 в якості конструкційних матеріалів при виготовленні ємностей зберігання водню принципово нової конструкції, знизити металоємність, повністю виключити проникнення водню через стінки балонів, підвищити термін експлуатації в 1,5 – 2,0 рази і рекомендувати їх для безпечного зберігання водню при тиску в межах 2-10 МПа.uk
dc.format.page5 с.uk
dc.identifier2340-п
dc.identifier.govdoc0110U001217
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/21135
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ «КПІ»uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.titleСтворення литих бар’єрних оболонок для біметалевих і комбінованих балонів зберігання воднюuk
dc.title.alternativeThe creation of cast barriered shell for bimetalle and combined hydrogen-storage balloonsuk
dc.title.alternativeСоздание литых барьерных оболочек для биметаллических и комбинированных баллонов хранения водородаuk
dc.typeTechnical Reportuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
2340-p.pdf
Розмір:
425.13 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Анотовані описи звітів про НДР (ФХОТМ ІФФ)
Анотовані описи завершених науково-дослідних робіт КПІ ім. Ігоря Сікорського