1.1收集信息
首先要统计失效气瓶的基本信息,如气瓶的型号(如35MPa或70MPa的IV型储氢气瓶)、规格(包括尺寸、容积等参数)、生产批次(如果已经量产的话)、生产日期(为了方便追溯工艺)。
收集气瓶的设计图纸和技术文件,包括材料选择、制造工艺、结构设计等内容,以及仿真分析报告作为基础数据。
1.2使用情况
要和试验人员(大部分都是在试验验证中失效)详细询问气瓶做的试验类型,所涉及的实现工况,包括温度变化、压力波动情况。假如爆破试验,确认试验中是否有异常的升压曲线,以及试验前后是否有异常。
调要与试验人员确认是否有过异常的操作,摔落(从高处掉落)、过度倾斜(可能导致阀门等部件损坏)等情况,询问操作人员是否发现过任何异常现象(如异常响声、表面温度变化)。
1.3失效表现
气瓶的失效无非是两种形式、要么,漏了,要不,爆了;仔细观察气瓶是泄漏、破裂还是其他失效形式。如果是泄漏,确定泄漏位置、泄漏程度(轻微泄漏还是大量泄漏)。
对于破裂的气瓶,记录破裂位置(是在气瓶的顶部、底部、中部还是其他位置)、破裂形状(是纵向裂纹、横向裂纹、破碎成几块等)、破裂口的特征(如是否有撕裂痕迹、是否平整等)。同时,观察气瓶内外表面是否有变色、附着物等异常情况。
整体检查
用肉眼和放大镜仔细查看气瓶的外表面,是否存在伤口及破损,相关数据要进行详细记录,塑料内胆也要进行观测。对于裂纹,要精确测量其长度、宽度和深度(如果可能的话),观察裂纹的走向(是直线型还是蜿蜒曲折),判断裂纹是从外表面向内扩展还是从内向外扩展。
接口检查
检查气瓶阀门,检查接口处的连接,查看连接是否牢固,是否有松动迹象。
检查接口处的密封材料是否完好,如密封圈是否有老化、变形、破损等情况。对于密封部位,可以使用检漏液(如肥皂水)涂抹在接口周围,观察是否有气泡产生来判断是否泄漏,也可以用氦气检漏仪进行检查。
化学成分分析
从气瓶的不同部位取样(碳纤维、塑料内胆),将检测结果与气瓶设计要求的材料标准进行对比。
金相分析
对气瓶材料取样,经过镶嵌、研磨、抛光和腐蚀等金相制样步骤后,在金相显微镜下观察材料的金相组织
强度测试
在万能材料试验机上进行拉伸试验,记录屈服强度、抗拉强度、伸长率等力学性能指标。
将测试结果与气瓶设计要求的强度指标进行对比,如果强度指标低于设计要求,分析是材料本身质量问题(如成分不合格)还是制造工艺导致(如热处理不当使材料强度降低)。
韧性测试
对于韧性测试,常用的是冲击试验(如夏比冲击试验)。
分析材料的韧性是否满足使用要求,韧性差的材料在受到冲击或局部应力集中时更容易发生脆性断裂。如果韧性不足,考虑是材料的组织结构问题(如存在粗大晶粒)还是使用环境因素(如低温使材料韧性下降)导致。
汇总所有检测和分析的结果,包括外观检查发现的问题材料分析和力学性能测试的结果。梳理可能导致气瓶失效的原因,如材料缺陷(化学成分不合格、金相组织异常)、制造工艺问题(缠绕或固化)、外部环境因素)等。
通过对比分析,确定最有可能的失效原因。