存储或者分配压缩气体的组件的制造方法和存储或者分配压缩气体的组件与流程

气体或液体的贮存或分配装置的制造及其应用技术1.本发明涉及一种用于存储或者分配压缩气体的组件的制造方法和用于存储或者分配压缩气体的组件。背景技术：2.由de 10 2010 000 966 a1已知一种具有容器体的压力存储器，特别是氢气压力存储器。所述容器体被罩体包围，其中，在所述容器体和所述罩体之间形成了中间空间。所述容器体由塑料衬垫或者铝衬垫构成。技术实现要素：3.本发明的优点根据本发明的具有独立权利要求的特征的用于存储或者分配压缩空气的组件的制造方法具有下述优点：铝的（尤其与移动的压缩气体应用有关的）轻量化潜力能够被完全地充分发掘，尽管铝或多种铝合金易受应力裂纹侵蚀。通过用有延展性的并且同时耐腐蚀的铝合金（如特别是铝合金en aw-1050a）和/或纯铝对任意的铝合金进行电镀（cladden）和/或包覆（plattieren）和/或涂层，来克服铝或铝合金的这种应用局限性。在此，尤其有利的是，能够为所述芯材选择一种高强度并且能够承受高机械负载的铝合金，其中，易受应力裂纹侵蚀不重要；而能够为所述涂层选择一种不同于所述芯材的有高延展性的铝合金，所述铝合金不易受、优选地不受应力裂纹侵蚀。因此，特别有利的尤其是，有延展性的铝合金比所述芯材具有更高的延展性。此外，有延展性的铝合金由于高延展性具有下述优点：所述铝合金即使在所述芯材的形变很大的情况下，也具有针对裂纹形成的较大抵抗，从而在用于存储或者分配压缩气体的组件的整个使用期间，抑制了湿气侵入到其下方的芯材。这个优点通过一种方法来实现，在该方法中，对具有铝或铝合金的芯材在压缩空气侧用有延展性的铝合金进行涂层。所述芯材优选地由铝或铝合金组成。在一种变体中，所述芯材是一种具有铝或铝合金和另一种材料（例如玻璃纤维）的复合材料。4.一种方法是有利的，在该方法中，所述涂层（特别是有延展性的铝合金）借助包覆施加到所述芯材上。包覆是一种金属加工的方法，在该方法中，将一个或多个金属涂层（在这里是有延展性的铝合金）施加到基体金属（在这里是芯材）上以建立不可分离的连接。这能够例如通过有延展性的铝合金的辊压和/或电镀（即通过有延展性的铝合金的机电式的沉积）来实现。5.一种方法是尤其有利的，在该方法中，所述涂层（特别是有延展性的铝合金）借助堆焊施加到所述芯材上。在堆焊中，有延展性的铝合金以焊接添加料的形式通过焊接过程涂覆到所述芯材上。6.此外，一种方法是有利的，在该方法中，所述涂层（特别是有延展性的铝合金）辊压和/或钎焊到所述芯材上。在辊压中，有延展性的铝合金的薄膜被放置到所述芯材上，并且通过压力和/或提升温度在组件之间通过轧辊建立连接。在钎焊中，有延展性的铝合金的薄膜被放置到所述芯材上，并且借助焊料与所述芯材连接。7.一种方法是尤其有利的，在该方法中，所述涂层（特别是有延展性的铝合金）通过内高压成型施加到所述芯材上。在此，有延展性的铝合金被置入由所述芯材制造的、用于存储或者分配压缩气体的组件的空腔中，并且通过施加内压来压紧到所述芯材的内壁处。8.此外，一种方法是有利的，在该方法中，所述涂层（特别是有延展性的铝合金）通过共挤施加到所述芯材上。在共挤中，所述芯材和有延展性的铝合金通过同一挤压工具挤压，以便制造由芯材和有延展性的铝合金组成的半成品。在接下来的第二方法步骤中，由制造的半成品例如通过成型过程来制造出用于存储或者分配压缩气体的组件。9.一种方法是尤其有利的，在该方法中，有延展性的铝合金是一种锻造铝合金，尤其是铝合金en aw-1050a。锻造铝合金是具有用于提高延展性的镁和/或硅和/或铜和/或锌和/或镍和/或锰的添加物的铝合金。铝合金en aw-1050a优选地具有以下成分：-硅0.25%-铁0.4%-铜0.05%-锰0.05%-镁0.05%-锌0.07%-钛0.05%-其余：铝。10.此外，本发明涉及一种用于存储或者分配压缩气体的组件，该组件包括具有铝或铝合金的芯材，其中，所述芯材在压缩气体侧用有延展性的铝合金和/或纯铝进行涂层，其中，所述组件优选地通过前面说明的方法来制造。所述组件尤其是压缩气体罐（尤其是氢气压缩气体罐）和/或阀（尤其是温度阀和/或过压阀和/或截止阀和/或止回阀和/或计量阀）和/或管道（尤其是氢气管道）。氢气压缩气体罐用于存储作为压缩气体的氢气，其中，氢气压缩气体罐分为ⅰ型、ⅱ型、ⅲ型、ⅳ型和ⅴ型，其中，不同类型主要通过壁部材料和/或抗压强度来区分。说明的方法适用于制造在所述芯材中具有铝或铝合金的氢气压缩气体罐的全部类型。氢气管道用于输送并因此分配作为压缩气体的氢气。在一种变体中，所述组件是插入构件，其中，所述插入构件由在压缩气体侧具有涂层（尤其具有有延展性的铝合金）的芯材组成。插入构件具有下述优点：通过插入能够快速并且容易地赋予工件所需的材料特性（尤其是赋予较低的易受应力裂纹侵蚀性）。此外，用于存储和分配压缩气体的组件具有与前面说明的方法相应的优点。11.其他的优点由下面的参照附图的实施例的说明和从属权利要求得出。附图说明12.本发明的实施例在附图中根据多个图示出并且在下面的说明中详细阐述。13.其中：图1示出用于存储或者分配压缩气体的组件的制造方法，图2示出压缩气体罐，以及图3示出阀。具体实施方式14.下面对用于存储或者分配压缩气体的组件的制造方法进行说明，该组件包括具有铝或铝合金的芯材，其中，所述芯材在压缩气体侧用有延展性的铝合金和/或纯铝进行涂层。此外，对用于存储或者分配压缩气体的包括具有铝或铝合金的芯材的组件，特别是压缩气体罐或者阀，进行说明，其中，所述芯材在压缩气体侧用有延展性的铝合金和/或纯铝进行涂层。15.本发明以下述认知为基础，即在使用中暴露在压缩气体环境下的由铝合金制造的固定的和移动的气体存储罐、罐体内衬和罐体附件中，即使在遵守了压缩气体（例如氢气）的相应的纯度规定的情况下，也能够在填充所述气体存储罐时带入充分的湿气量，所述湿气量在运行中出现的低温下通过降至低于露点（taupunkt）而冷凝，并且与内压引起的拉应力相结合能够诱发应力裂纹侵蚀并且导致组件的损坏。16.通过下面说明的具有有延展性的、耐腐蚀的涂层材料和因此存在的屏障的高强度的芯材的涂层，抑制了潜在的易受应力裂纹侵蚀的芯材与湿的压缩空气/冷凝物的直接接触。借此，导致应力裂纹侵蚀的三个必要元素（材料、介质、拉应力）中的两个（材料、介质）被排除。为此，为了抑制湿气/冷凝物和易受应力裂纹侵蚀的芯材之间的接触，所述芯材用有延展性的铝合金进行电镀（gecladdet）和/或包覆（plattiert）和/或涂层（beschichtet）。对于由带材构成的构件，将涂层材料或者包覆材料共挤和/或辊压和/或熔焊和/或钎焊和/或轧制（gewalzt）到所述芯材上。对于箱衬或者气体瓶，将所述涂层通过芯材和涂层材料的共挤或者通过内高压成型来施加。阀的暴露于压缩空气的内部被涂层，或者所述阀配备有插入构件。在用于存储或者分配压缩气体的组件方面，本发明的实施能够通过金相研磨（metallographischen schliff）或者通过芯材和包覆的化学分析破坏性地进行证明或者在提供可接近性时也能够非破坏性地进行证明。通过下面说明的方法能够制造尤其ⅲ型的压缩气体罐的铝衬和/或例如用于潜水员的压缩气体瓶和/或暴露于压缩气体的铝组件，例如温度阀和/或过压阀（热量压力释放装置/tprd）和/或截止阀（shut-off valves）和/或止回阀（check valves）和/或计量阀。17.图1示出用于存储或者分配压缩气体的组件的制造方法。在第一方法步骤10中，用于存储或者分配压缩气体的组件由具有铝或铝合金的芯材制造。所述组件尤其是压缩气体罐，尤其是氢气压缩气体罐，和/或阀，尤其是温度阀和/或过压阀和/或截止阀和/或止回阀和/或计量阀，和/或管道，特别是氢气管道。在第二方法步骤中，所述芯材在压缩气体侧用有延展性的铝合金涂层。在第一变体中，有延展性的铝合金借助包覆施加到所述芯材上。在另一变体中，有延展性的铝合金替代地或者附加地借助堆焊施加和/或辊压到所述芯材上。在另一变体中，有延展性的铝合金替代地或者附加地通过内高压成型施加到所述芯材上。在一种变体中，所述组件具有插入构件，其中，所述插入构件由芯材制造。所述插入构件被构造以便装入到另一用于存储或者分配压缩气体的组件（尤其是阀）中。在这种变体中，所述插入构件在另一方法步骤中装入到用于存储或者分配压缩气体的组件（尤其是阀）中。在另一变体中，不同于第一方法步骤10和第二方法步骤12，首先将有延展性的铝合金例如通过共挤施加到所述芯材上，然后在另一方法步骤中，由如此制造的半成品来制造用于存储和分配压缩气体的组件。优选地在全部的变体中设置，有延展性的铝合金和/或纯铝比所述芯材具有更高的延展性，并且/或者有延展性的铝合金是锻造铝合金，尤其是铝合金en aw-1050a。18.图2示出压缩气体罐20（例如氢气压缩气体罐）作为用于存储压缩气体34的组件。所述压缩气体罐20包括了具有铝或铝合金的芯材22和具有有延展性的铝合金24的在压缩气体侧28的涂层。在所述压缩气体罐20中存储的压缩气体（例如氢气）产生了对所述压缩气体罐20的壁部的内压32。由于在技术上不能够完全避免的杂质，所述压缩气体34具有湿气30。此外，所述压缩气体罐20包括了用压缩气体34来填充压缩气体罐20的注入管26。所述压缩气体罐20通过参考图1阐述的、用于存储或者分配压缩气体34的组件的制造方法来制造。19.图3示出阀40作为用于分配压缩气体34的组件。所述阀40构造成截止阀。所述阀40包括了具有铝或铝合金的芯材22和在压缩气体侧28的具有有延展性的铝合金24的涂层。此外，所述阀40包括高压侧42和低压侧44，其中，所述高压侧42通过位于阀座52中的阀盘50相对于所述低压侧44进行密封。处在所述阀40的高压侧42上的压缩气体34（例如氢气）产生了对所述阀40的壁部的内压32。由于在技术上不能够完全避免的杂质，所述压缩气体34具有湿气30。在优选的实施例中，对所述芯材22既在所述高压侧42上也在所述低压侧44上用有延展性的铝合金24（并且因此在压缩气体侧28上）进行涂层。此外，在优选的实施例中，附加地或者替代地用有延展性的铝合金24将所述阀座52和/或所述阀盘50进行涂层。此外，所述阀40具有套筒54、轴48（所述轴被支承在所述套筒54中）和操纵盘46。所述阀40被构造，用于通过操纵所述操纵盘46借助所述轴48使所述阀盘50脱离所述阀座52，来连接所述高压侧42与所述低压侧44。









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