[发明专利]双封头超大尺寸超高压气瓶内胆及其制造方法

权利要求书

1.一种双封头超大尺寸超高压气瓶内胆的制造方法，其特征在于，所述双封头超大尺寸超高压气瓶内胆作为缠绕气瓶的内胆用于储存压缩气体，所述双封头超大尺寸超高压气瓶内胆为两端收口成型封头及瓶口的一体式无缝结构的铝合金内胆，包括A瓶口、A封头、直筒段、B封头和B瓶口，所述A封头和B封头分别位于所述直筒段的两端，所述A瓶口和B瓶口分别位于所述A封头和B封头上；所述双封头超大尺寸超高压气瓶内胆的长度为5-13m，所述直筒段的公称外径为Φ450-Φ850mm，所述超高压气瓶的额定压力为35-70Mpa；所述封头的结构类型为椭球型封头、碟型封头或半球型封头，所述A封头的结构类型与所述B封头的结构类型相同，所述封头的厚度由边缘向瓶口部位均匀渐变增厚；所述封头的厚度由边缘的5-8mm向瓶口部位的10-15mm均匀渐变增厚；

所述直筒段的壁厚为3-10mm，所述直筒段的整体直线度不大于0.3mm/m；

所述直筒段的壁厚的公差小于等于±0.1mm；

所述直筒段任意直线段位置局部直线度不大于0.3mm/300mm；

所述直筒段整体直线度不大于2mm/所述直筒段的全长；

所述直筒段任意位置的圆度不大于0.3mm；

所述直筒段的内表面粗糙度小于Ra0.8μm，所述直筒段的外表面粗糙度小于Ra3.2μm；

所述超高压气瓶内胆的制造方法包括如下步骤：

S1，铝合金内胆旋压管制备；

所述步骤S1为：采用超长筒体张力旋压设备对无缝管材的直筒段进行多道次强力外旋压成形处理，得到铝合金内胆旋压管；具体包括如下步骤：

S1a，铝合金内胆旋压管直筒段的旋压成型，采用超长筒体张力旋压设备以张力三旋轮错距正旋旋压方法对无缝管材进行2-4次旋压过程，得到旋压件A；旋压时采用1-2m长的浮动芯模进行旋压辅助加工；

S1b，铝合金内胆旋压管的定长加工，采用锯床对步骤S1a中得到的旋压件A进行定长加工，得到铝合金内胆旋压管；

S1c，铝合金内胆旋压管的清洗，采用清洗机对步骤S1b中得到的铝合金内胆旋压管进行清洗；

S1d，修磨铝合金内胆旋压管，采用超长数控内外圆修磨机对步骤S1c中清洗后的铝合金内胆旋压管进行内外表面划伤、碰伤的修磨；

所述步骤S1a中的张力三旋轮错距正旋旋压方法中的错距量设置为6-12mm；

S2，铝合金内胆旋压管缺陷检查及修磨，对步骤S1中得到的铝合金内胆旋压管的直筒段进行缺陷的视觉自动比对检查，并对检查出的可修复缺陷进行修复；该步骤具体包括如下步骤：

S21，直筒段的缺陷检查，在内圆修磨机构前端安装视觉检查系统，检测步骤S2中得到的铝合金内胆旋压管的直筒段，检查内表面深度大于0.03mm的划伤和磕碰，同时，检查气孔、夹杂、凹陷或微裂纹缺陷；

S22，拆除视觉检测系统，根据检测结果，通过定位坐标换算，采用自动内圆修磨机床对步骤S21中检查出的可修复缺陷进行自动修复；

S3，封头和瓶口的旋压成型；

所述步骤S3为：采用加热收口旋压机对铝合金内胆旋压管两端的开口处分别进行封头和瓶口的旋压成型，得到旋压成型件B；所述旋压成型件B包括直筒段和直筒段两端的A封头和B封头；具体包括如下步骤：

S31，装夹，采用双夹口分瓣式中空工装和主轴后的自动夹紧、对中装置进行铝合金内胆旋压管的装夹；

S32，加热，对铝合金内胆旋压管的待收口旋压处加热至200-380℃；所述步骤S32中的加热采用氧气、丙烷/LNG进行燃烧喷焰加热；

S33，封头及瓶口的成型旋压，采用单侧X直线、Z直线和旋转三向插补式收口旋压机对步骤S32中加热的铝合金内胆旋压管进行12道次收口旋压；在旋压过程中，收口旋压第1-8道次带有反旋，用于瓶口部位的增厚，制得的封头的厚度由边缘的5-8mm向瓶口部位的10-15mm均匀渐变增厚；

S34，对铝合金内胆旋压管的另一端重复步骤S31、S32、S33的操作，得到旋压成型件B；所述旋压成型件B包括直筒段和直筒段两端的A封头和B封头；

S4，瓶口中心孔的加工；对步骤S3中得到的旋压成型件B两端的A封头和B封头分别进行瓶口中心孔的机加工，得到旋压成型件C；

S5，曲面探伤；对步骤S4中得到的旋压成型件C进行收口质量探伤，检验封头位置是否有橘皮、折叠的加工缺陷；

S6，曲面内表面修磨；根据探伤结果，采用封头内表面修磨机床对步骤S5中发现的封头内表面缺陷进行修磨，得到质量合格的旋压成型件C；

S7，热处理；对步骤S6中得到的旋压成型件C进行T6工艺处理，得到双封头超大尺寸超高压气瓶内胆；所述步骤S7包括如下步骤：

S71，装夹，采用多个分瓣式专用热处理工装等距离装夹旋压成型件C；

S72，淬火处理，将步骤S71中装夹的旋压成型件C放入淬火炉进行淬火处理，将旋压成型件C加热至525-531℃，并在525-531℃环境中保温2.2-4小时，接着将旋压成型件C进行淬火；将旋压成型件C进行水雾介质淬火；在淬火时应保证双封头超大尺寸超高压气瓶内胆全部接触水雾时间不得大于5s；

S73，时效处理，将淬火后的旋压成型件C转移至时效炉进行时效处理，最后在185-200℃环境中保温6.3-10小时，制得双封头超大尺寸超高压气瓶内胆；所述淬火和时效采用卧式连续淬火、时效炉进行热处理；

S8，内胆清洗，采用立式气瓶内胆清洗机对双封头超大尺寸超高压气瓶内胆的内腔进行高压水喷淋清洗，去除加工污染物；

S9，成品检验，对步骤S8中获得的双封头超大尺寸超高压气瓶内胆进行检验，得到双封头超大尺寸超高压气瓶内胆的成品；

S10，涂覆，对步骤S9中的到的超高压气瓶用铝合金内胆的外表面涂覆结合剂，得到铝合金内胆涂覆件，以提高铝合金与待缠绕树脂、纤维间的贴合度；

S11，对步骤S10得到的铝合金内胆涂覆件进行碳纤维缠绕，待缠绕完毕后进行A瓶口和B瓶口的内、外径和内、外螺纹的精密加工。