कार्बन फाइबरवाइंडिंग कम्पोजिट प्रेशर वेसल एक पतली दीवार वाला पात्र है जिसमें एक वायुरोधी सीलबंद लाइनर और एक उच्च-शक्ति वाली फाइबर-वाउंड परत होती है, जो मुख्य रूप से फाइबर वाइंडिंग और वीविंग प्रक्रिया द्वारा निर्मित होती है। पारंपरिक धातु प्रेशर वेसल की तुलना में, कम्पोजिट प्रेशर वेसल का लाइनर भंडारण, सीलिंग और रासायनिक संक्षारण से सुरक्षा प्रदान करता है, और कम्पोजिट परत मुख्य रूप से आंतरिक दबाव भार वहन करती है। कम्पोजिट की उच्च विशिष्ट शक्ति और बेहतर डिजाइन क्षमता के कारण, कम्पोजिट प्रेशर वेसल ने न केवल अपनी भार वहन क्षमता में काफी सुधार किया है, बल्कि पारंपरिक धातु प्रेशर वेसल की तुलना में पात्र का द्रव्यमान भी काफी कम कर दिया है।
फाइबर-वाउंड प्रेशर वेसल की भीतरी परत मुख्य रूप से एक लाइनर संरचना होती है, जिसका मुख्य कार्य अंदर संग्रहित उच्च दबाव वाली गैसों या तरल पदार्थों के रिसाव को रोकने के लिए एक सीलिंग अवरोधक के रूप में कार्य करना और साथ ही बाहरी फाइबर-वाउंड परत की रक्षा करना है। यह परत आंतरिक रूप से संग्रहित सामग्री से संक्षारित नहीं होती है और बाहरी परत एक रेज़िन मैट्रिक्स से प्रबलित फाइबर-वाउंड परत होती है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से प्रेशर वेसल में अधिकांश दबाव भार को सहन करने के लिए किया जाता है।
1. फाइबर-लिपटे दबाव वाहिकाओं की संरचना
मिश्रित दाब पात्रों के चार मुख्य संरचनात्मक रूप होते हैं: बेलनाकार, गोलाकार, वलयाकार और आयताकार। एक बेलनाकार पात्र में एक सिलेंडर खंड और दो शीर्ष होते हैं। धातु के दाब पात्रों को सरल आकृतियों में बनाया जाता है, जिनमें अक्षीय दिशा में अतिरिक्त शक्ति भंडार होता है। गोलाकार पात्रों में आंतरिक दाब के तहत ताना और बाना दिशाओं में समान तनाव होता है और बेलनाकार पात्रों के परिधीय तनाव का आधा होता है। धातु सामग्री की शक्ति सभी दिशाओं में समान होती है, इसलिए धातु से बने गोलाकार पात्र को समान शक्ति के लिए डिज़ाइन किया जाता है, और आयतन और दाब निश्चित होने पर इसका द्रव्यमान न्यूनतम होता है। गोलाकार पात्र की बल स्थिति सबसे आदर्श होती है, और पात्र की दीवार को सबसे पतला भी बनाया जा सकता है। हालांकि, गोलाकार पात्रों के निर्माण में अधिक कठिनाई के कारण, इनका उपयोग आमतौर पर अंतरिक्ष यान और अन्य विशेष अवसरों पर ही किया जाता है। औद्योगिक उत्पादन में वलयाकार पात्र बहुत कम पाए जाते हैं, लेकिन कुछ विशिष्ट अवसरों या आवश्यकता होने पर, उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष यानों में सीमित स्थान का पूर्ण उपयोग करने के लिए इस विशेष संरचना का उपयोग किया जाता है। आयताकार कंटेनर मुख्य रूप से सीमित स्थान की स्थिति में, स्थान और संरचनाओं के अधिकतम उपयोग को पूरा करने के लिए बनाए जाते हैं, जैसे कि ऑटोमोबाइल आयताकार टैंकर कार, रेलरोड टैंकर कार आदि। ऐसे कंटेनर आमतौर पर कम दबाव वाले या वायुमंडलीय दबाव वाले कंटेनर होते हैं और गुणवत्ता की आवश्यकता के अनुसार, जितना हल्का हो उतना बेहतर होता है।
संरचना की जटिलताकम्पोजिटप्रेशर वेसल के डिज़ाइन, विश्लेषण, गणना और मोल्डिंग में कई कठिनाइयाँ आती हैं, जैसे कि शीर्ष भाग की मोटाई में अचानक परिवर्तन, शीर्ष भाग की मोटाई और कोण में भिन्नता आदि। कई बार, कंपोजिट प्रेशर वेसल के शीर्ष भाग में अलग-अलग कोणों और गति अनुपात पर वाइंडिंग करने की आवश्यकता तो होती ही है, साथ ही अलग-अलग संरचनाओं के अनुसार अलग-अलग वाइंडिंग विधियों को अपनाना भी आवश्यक हो जाता है। इसके अलावा, घर्षण गुणांक जैसे व्यावहारिक कारकों के प्रभाव को भी ध्यान में रखना आवश्यक है। इसलिए, केवल एक सही और तर्कसंगत संरचनात्मक डिज़ाइन ही कंपोजिट प्रेशर वेसल की वाइंडिंग उत्पादन प्रक्रिया को सही दिशा दे सकता है, जिससे डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा करने वाले हल्के कंपोजिट प्रेशर वेसल उत्पाद तैयार किए जा सकें।
2. फाइबर-वाउंड प्रेशर वेसल की सामग्री
मुख्य भार वहन करने वाले भाग के रूप में, फाइबर वाइंडिंग परत में उच्च शक्ति, उच्च मापांक, कम घनत्व, ऊष्मीय स्थिरता और अच्छी राल गीलापन के साथ-साथ अच्छी वाइंडिंग प्रक्रिया क्षमता और एकसमान फाइबर बंडल जकड़न होनी चाहिए। हल्के कंपोजिट प्रेशर वेसल्स के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सुदृढ़ फाइबर में शामिल हैं:कार्बन फाइबरपीबीओ फाइबरसुगंधित पॉलीएमीन फाइबरऔर यूएचएमडब्लूपीई फाइबर।
पोस्ट करने का समय: 11 फरवरी 2025
