结合IV储氢气瓶内胆——聊一下ASME VⅢ 防止压力容器低温作用下脆性断裂的措施
目前，IV 储氢气瓶的使用工况处于 -40℃ 至 85℃ 这一区间。在此温度范围内，如何确保塑料内胆材料不出现低温脆断现象呢？想必多数依据塑料厂家提供的材料性质来制定相关规定，很大程度上也仅仅依赖于材料自身的性能。但实际上，对于如何确切定义材料的韧性，大家的认知并不十分清晰。 提及 ASME VⅢ，相信业内人士都有所了解。它是由美国机械工程师学会编制的锅炉与压力容器规范，其内容丰富详尽，与欧盟的 EN 13445 共同构成了全球两大压力容器规范体系，在压力容器领域具有举足轻重的地位和广泛的影响力，为相关行业的设计、制造、检验等环节提供了关键的标准和指导。 （经验值为基础） ASME VⅢ历史上最先是以V型夏比冲击功（CVN）要求保持在20J以上，但后来发现，它并不适用。由于强度高，塑性差和强度低，塑性好的冲击功可能结果不相上下，但防止脆断的能力可能相差很大。 （断裂力学为基础） ASME VⅢ经过不断发展有一个比冲击试验更加合理和科学的方发； 根据断裂力学原理，对与具有尺寸a的穿透性裂纹材料，在和裂纹长度方向相垂直的拉伸应力σ作用下，当裂纹尖端应力场强度因子K1达到材料在相应温度时的临界应力场强度因子KIC时，该裂纹开裂并失稳扩展，材料发生脆性断裂。应力场强度k1σ——材料所受的拉伸应力；a——在材料上和拉伸应力垂直方向上的裂纹尺寸。 材料的临界应力场强度因子KIC是材料的固有力学属性，和温度相关，可由专门的试验测试，对K1和KIc进行比较，如果材料的裂纹尖端处的应力场强度因子K1小于其相应温度时临界场强度因子Kic，裂纹不会开裂。但是需要注意的是其针对金属容器，但是我认为依据相似性原理，可以进行等价分析，在低温下塑料的韧性很差，可以将其类比为塑性较好的金属。（参考： ASME VⅢ压力容器规范分析） 另外，在气瓶设计的过程中，对内胆的受力分析我认为要比纤维铺层重要，而我们在设计过程中可能忽略了对内胆的受力分析，从而导致对内胆该补强的位置没有补强，该做过渡处理的没有进行处理，从而导致气瓶在疲劳试验中发现泄露。来源：气瓶设计的小工程师
