Створення литих бар’єрних оболонок для біметалевих і комбінованих балонів зберігання водню.

1. Номер державної реєстрації теми – 0110U001217.
2. Науковий керівник – чл.-кор. НАН України, д.т.н., проф. Чернега Д.Ф
3. Суть розробки, основні результати.

Аналіз сучасних конструкцій балонів виготовлених з аустенітних сталей вказує на те, що вони характеризуються недостатньою корозійною стійкістю в водневому середовищі, що призводить до виникнення «водневої деградації» стінок ємностей і значних втрат водню в навколишнє середовище. Існуючі технології виготовлення захисних бар’єрних оболонок, шляхом нанесення срібних, золотих і мідних покриттів на внутрішню стінку із нержавіючої сталі, дозволяють запобігти проникненню водню через стінки балонів і забезпечити надійність в процесі їх експлуатації. Однак, такі ємності характеризуються високою трудомісткістю і собівартістю, складністю їх виготовлення.

З метою усунення «водневої деградації» аустенітної сталі розроблено спосіб нанесення захисної бар’єрної оболонки на внутрішню стінку ємності зберігання водню, що базується на двох послідовних технологічних операціях: перша – створення суцільного дифузійного шару товщиною 600-700 мкм шляхом алітування стальної поверхні; друга – нанесення на дифузійний шар бар’єрної оболонки із сплаву типу АК9 товщиною 2-3 мм.

Створення литих бар’єрних оболонок для комбінованих балонів, з внутрішньою захисною бар’єрною стінкою з корозійностійкого алюмінієвого сплаву, а зовнішньою силовою – з високоміцного алюмінієвого сплаву або полімерного матеріалу, досягається за рахунок отримання їх в кокілі з послідовно направленою кристалізацією рідкого металу і з використанням методу зворотного видавлювання деталей типу «стакан» із литих заготовок. В кокілі з направленою кристалізацією рідкого металу отримуються пошарові двохфункціональні стінки алюмінієвого балону зберігання водню, де внутрішня стінка виконана з корозійностійкого сплаву типу АК9, а зовнішня силова – з високоміцного сплаву типу АК8М3. Виготовлення бар’єрних оболонок, з використанням методу зворотного видавлювання деталей типу «стакан» із литих заготовок, ведеться в два етапи: на першому – отримується порожнина деталі глибиною 0,75-0,8 від максимально заданої, а на другому – формується дно і отримується задана глибина деталі типу «стакан». Отримані захисні бар’єрні оболонки (деталі типу «стакан»), що являють собою дві половини ємностей зберігання водню, надійно з’єднуються між собою аргонно-дуговим зварюванням.

Впровадження комплексної технології створення литих бар’єрних оболонок в виробництво дозволить з успіхом використати сплави типу АК9 і АК8М3 в якості конструкційних матеріалів при виготовленні ємностей зберігання водню принципово нової конструкції, знизити металоємність, повністю виключити проникнення водню через стінки балонів, підвищити термін експлуатації в 1,5 – 2,0 рази і рекомендувати їх для безпечного зберігання водню при тиску в межах 2-10 МПа

ДолученняРозмір
PDF icon 2340-p.pdf425.13 КБ