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कार्बन फाइबरवाइंडिंग कम्पोजिट प्रेशर वेसल एक पतली दीवार वाला वेसल होता है जिसमें एक वायुरोधी रूप से सीलबंद लाइनर और एक उच्च-शक्ति फाइबर-वाउंड परत होती है, जो मुख्य रूप से फाइबर वाइंडिंग और बुनाई प्रक्रिया द्वारा निर्मित होती है। पारंपरिक धातु प्रेशर वेसल की तुलना में, कम्पोजिट प्रेशर वेसल का लाइनर भंडारण, सीलिंग और रासायनिक संक्षारण सुरक्षा के रूप में कार्य करता है, और कम्पोजिट परत का उपयोग मुख्य रूप से आंतरिक दबाव भार वहन करने के लिए किया जाता है। कम्पोजिट की उच्च विशिष्ट शक्ति और अच्छी डिज़ाइन क्षमता के कारण, कम्पोजिट प्रेशर वेसल ने न केवल अपनी भार वहन क्षमता में उल्लेखनीय सुधार किया है, बल्कि पारंपरिक धातु प्रेशर वेसल की तुलना में वेसल के द्रव्यमान को भी काफी कम किया है।
फाइबर-वाउंड प्रेशर वेसल की आंतरिक परत मुख्य रूप से एक लाइनर संरचना होती है, जिसका मुख्य कार्य अंदर संग्रहीत उच्च-दाब गैसों या तरल पदार्थों के रिसाव को रोकने के लिए एक सीलिंग बैरियर के रूप में कार्य करना और साथ ही बाहरी फाइबर-वाउंड परत की सुरक्षा करना है। यह परत आंतरिक रूप से संग्रहीत सामग्री से संक्षारित नहीं होगी 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 झेलने के लिए किया जाता है।
1. फाइबर-घाव दबाव वाहिकाओं की संरचना
मिश्रित दाब पात्रों के चार मुख्य संरचनात्मक रूप हैं: बेलनाकार, गोलाकार, वलयाकार और आयताकार। एक बेलनाकार पात्र में एक बेलनाकार भाग और दो शीर्ष होते हैं। धातु के दाब पात्र सरल आकृतियों में बनाए जाते हैं जिनमें अक्षीय दिशा में अतिरिक्त शक्ति भंडार होता है। गोलाकार पात्रों में आंतरिक दाब के तहत ताने और बाने की दिशाओं में समान प्रतिबल होता है और बेलनाकार पात्रों के परिधीय प्रतिबल का आधा होता है। धातु पदार्थ की शक्ति सभी दिशाओं में समान होती है, इसलिए धातु से बने गोलाकार पात्र समान शक्ति के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं, और आयतन और दाब निश्चित होने पर इनका द्रव्यमान न्यूनतम होता है। गोलाकार पात्र का बल सबसे आदर्श होता है, और पात्र की दीवार को सबसे पतला भी बनाया जा सकता है। हालाँकि, गोलाकार पात्रों के निर्माण में अधिक कठिनाई के कारण, इनका उपयोग आमतौर पर केवल अंतरिक्ष यान और अन्य विशेष अवसरों पर ही किया जाता है। औद्योगिक उत्पादन में वलय पात्र बहुत दुर्लभ हैं, लेकिन कुछ विशिष्ट अवसरों या आवश्यकता पड़ने पर, जैसे कि अंतरिक्ष यान, सीमित स्थान का पूरा उपयोग करने के लिए, इस विशेष संरचना का उपयोग करेंगे। आयताकार कंटेनर मुख्य रूप से सीमित स्थान की आवश्यकता को पूरा करने, स्थान के उपयोग को अधिकतम करने और संरचनाओं के उपयोग को बढ़ाने के लिए होते हैं, जैसे कि ऑटोमोटिव आयताकार टैंक कार, रेलरोड टैंक कार, आदि, ऐसे कंटेनर आम तौर पर कम दबाव वाले कंटेनर या वायुमंडलीय दबाव कंटेनर होते हैं और गुणवत्ता की आवश्यकताएं जितनी हल्की होती हैं, उतना ही बेहतर होता है।
संरचना की जटिलताकम्पोजिटदबाव पोत में ही, सिर और सिर की मोटाई में अचानक परिवर्तन, सिर की परिवर्तनशील मोटाई और कोण आदि, डिज़ाइन, विश्लेषण, गणना और ढलाई में कई कठिनाइयाँ लाते हैं। कभी-कभी, मिश्रित दबाव वाहिकाओं को न केवल सिर वाले भाग में विभिन्न कोणों और परिवर्तनशील गति अनुपातों पर लपेटने की आवश्यकता होती है, बल्कि विभिन्न संरचनाओं के अनुसार अलग-अलग वाइंडिंग विधियों को अपनाने की भी आवश्यकता होती है। साथ ही, घर्षण गुणांक जैसे व्यावहारिक कारकों के प्रभाव पर भी विचार किया जाना चाहिए। इसलिए, केवल एक सही और उचित संरचनात्मक डिज़ाइन ही मिश्रित दबाव वाहिकाओं की वाइंडिंग उत्पादन प्रक्रिया को सही ढंग से निर्देशित कर सकता है, ताकि डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा करने वाले हल्के मिश्रित दबाव पोत उत्पादों का उत्पादन किया जा सके।
2. फाइबर-घाव दबाव पोत की सामग्री
मुख्य भार वहन करने वाले भाग के रूप में, फाइबर वाइंडिंग परत में उच्च शक्ति, उच्च मापांक, कम घनत्व, तापीय स्थिरता और अच्छी रेजिन वेटेबिलिटी के साथ-साथ अच्छी वाइंडिंग प्रक्रियाशीलता और एकसमान फाइबर बंडल कसाव होना आवश्यक है। हल्के मिश्रित दाब वाहिकाओं के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले प्रबलिंग फाइबर में शामिल हैंकार्बन फाइबर, पीबीओ फाइबर,सुगंधित पॉलीएमाइन फाइबर, और UHMWPE फाइबर।