塑料内胆全缠绕气瓶的安全使用与建议

目前，在氢燃料电池汽车上，主要有2种储氢方案：高压气态储氢和液态储氢。其中，气态储氢技术最为成熟，以高压氢气瓶为产品代表，是目前成本最低、应用最广泛的解决方案。

近年来，随着以氢能源为代表的新能源汽车的发展，国外70MPa复合材料氢气瓶已经进入示范使用阶段。目前，丰田、福特已率先将IV型氢气瓶应用到中小型运输车或卡车上。

但同时，氢气作为一种易燃气体，在贮存和使用中，氢气瓶存在着如泄露和渗透、燃烧、压力和温度相关的危险因素，同时氢气对器壁的腐蚀也是设计者需要考虑的。对于IV型瓶来说，虽然内胆材料一般采用热塑性塑料，同样需要应对以下问题：

氢气泄漏后将迅速扩散，导致可燃、可爆区域不断阔大，且扩散过程肉眼不可见。

液氢系统发生泄露后，将迅速蒸发扩散，形成可见的可爆物团，并可能导致系统形成负压，并使周围空气进入系统。进入系统的空气凝结成固体颗粒，可能堵塞系统的管道、阀门等部件。

氢气易渗透某些非金属材料内，带来车辆运行风险。氢气可以溶解在塑料中，强度降低，韧性增加。

氢气燃烧可能造成氢系统材料性能劣化，并可能导致氢系统因内部温度和压力急剧升高而超压失效。

氢气燃烧可能导致燃烧区域的迅速扩大和密闭空间压力的迅速升高。氢气爆轰产生的高速爆轰波可能对燃烧区域外的环境产生巨大冲击，并伴随高温气体的迅速传播。

液氢系统漏热将引起热分层和氢蒸发，导致系统内氢气体积急剧增大，若泄压装置动作不及时，可能导致系统超压失效。

氢液化过程温度急剧下降，可能导致材料收缩。材料收缩程度不同，又可能导致结构变形不协调，从而造成结构中应力增大和泄露。

液氢系统的低温环境可能导致材料韧性下降，增加材料的裂纹敏感性。当低于材料的韧脆转变温度时，材料将由韧性状态转变为脆性状态。

同样，当液氢系统温度低于混入空气的凝固点温度时，会形成固体颗粒，阻塞系统的管路阀门等部件。

当温度接近临界温度时，液氢有可能突然沸腾导致储存容器内压力迅速升高。

金属吸收内部氢或外部氢后，局部氢浓度达到饱和时，将引起苏醒下降，诱发裂纹或延迟断裂。

为保障氢气的安全贮存和使用，除了选用合适的塑料内胆材料外，还需要定期对容器进行定期检验和评估。这就需要形成有关的标准与规范。目前，已有针对金属内胆缠绕及全缠绕气瓶的相关标准，塑料内胆缠绕气瓶的检修标准还有待规范。欢迎各位7月26日来江苏·连云港寻找答案！