カーボンファイバーシリンダーの作動圧力、試験圧力、破裂圧力を理解する

炭素繊維複合シリンダーは、消防、スキューバダイビング、​​航空宇宙、産業用ガス貯蔵などの業界で広く使用されています。従来の金属製シリンダーに比べて軽量で強度が高いため、高く評価されています。安全かつ効果的な使用のためには、主要な圧力定格（作動圧力、試験圧力、破裂圧力）を理解することが不可欠です。この記事では、これらの圧力の概念と、製造および試験に関わるプロセスについて説明します。カーボンファイバーシリンダーs.

1. 作動圧力：動作限界

作動圧力とは、カーボンファイバーシリンダー通常使用において安全に扱えるように設計されています。これは、シリンダーが充填され、構造的な破損のリスクなしに使用できる圧力です。

ほとんどカーボンファイバーシリンダーの作動圧力範囲は3000 psi（207 bar）および4500 psi（310 bar）ただし、一部の特殊なシリンダーでは、さらに高い定格のものもあります。

シリンダーの作動圧力は、材料の強度、複合層の厚さ、用途などの要因によって決まります。例えば、SCBAで使用されるシリンダー消防士用の自給式呼吸器（自給式呼吸装置）は、作動圧力が4500 psi（310バール）緊急時に空気供給を延長するため。

安全を確保するため、充填時および使用時には定格作動圧力を超えないようにしてください。過剰な圧力はシリンダーの寿命を縮めたり、重大な故障につながる可能性があります。

2. 試験圧力：構造の健全性の検証

試験圧力とは、シリンダーの製造時または定期検査時に、その構造的完全性を検証するためにシリンダーを試験する圧力です。これは通常、作動圧力の1.5～1.67倍.

例えば：

• シリンダーには4500 psi（310 bar）の動作圧力多くの場合、6750 psi (465 バール) ～ 7500 psi (517 バール).
• シリンダーには3000 psi（207 bar）の動作圧力テストされるかもしれない4500 psi (310 バール) ～ 5000 psi (345 バール).

水圧試験は、シリンダーの試験方法として最も一般的です。この試験では、シリンダーに水を満たし、試験圧力まで加圧します。シリンダーの膨張を測定し、許容範囲内に収まっていることを確認します。シリンダーが仕様を超えて膨張した場合、安全ではないと判断され、使用を中止する必要があります。

業界規格では定期的な試験が義務付けられています。ほとんどの場合、カーボンファイバーシリンダーは定期的に水圧試験を受ける必要があります。3～5年特定の地域の規制要件に応じて異なります。

3. 破裂圧力：安全マージン

破裂圧力とは、シリンダーが破損して破裂する圧力です。この圧力は通常作動圧力の2.5～3倍大きな安全マージンを提供します。

例えば：

• A 4500 psi（310 bar）シリンダー破裂圧力は通常11,000 psi (758 bar) ～ 13,500 psi (930 bar).
• A 3000 psi（207 bar）シリンダー破裂圧力は7500 psi (517 bar) ～ 9000 psi (620 bar).

メーカーは、シリンダーが突然の過圧や極端な状況に耐え、すぐに故障しないように、この高い破裂圧力でシリンダーを設計します。

4. 製造工程カーボンファイバーシリンダーs

の生産カーボンファイバーシリンダー高い強度と耐久性を確保するために、複数のステップを踏む必要があります。

1. ライナー形成– 通常はアルミニウムまたはプラスチックで作られた内側のライナーが、基本構造として成形され準備されます。
2. カーボンファイバーラッピング– 高強度炭素繊維ストランドに樹脂を含浸させ、ライナーの周りに複数層にしっかりと巻き付けて補強します。
3. 硬化プロセス– 包まれたシリンダーはオーブンで硬化され、樹脂が固まり、繊維が結合されて強度が最大限に高まります。
4. 機械加工と仕上げ– シリンダーには、バルブのネジ山を追加するための精密機械加工や、表面コーティングなどの仕上げ加工が施されます。
5. 水圧試験– 各シリンダーには水が充填され、圧力がかけられて圧力テストが行​​われ、構造の完全性が確保されます。
6. リーク検査と超音波検査– 品質管理のために、超音波スキャンやガス漏れ検出などの追加テストが実行されます。
7. 認証と刻印– シリンダーがすべてのテストに合格すると、動作圧力、テスト圧力、製造日を示す認証マークが付けられます。

5. 試験と安全基準

カーボンファイバーシリンダー次のような業界の安全基準に準拠する必要があります。

• DOT（米国運輸省）
• TC（カナダ運輸省）
• EN（欧州規格）
• ISO（国際標準化機構）
• GB（中国国家規格）

各規制機関には、継続的な安全性を確保するためのテストおよび再テストの間隔に関する特定の要件があります。

結論

使用圧力、試験圧力、破裂圧力を理解することは、カーボンファイバーシリンダーこれらの圧力定格は、様々な用途におけるシリンダーの安全な動作を保証します。適切な製造および試験プロセスにより、これらのシリンダーは高圧条件下でも信頼性を維持します。

ユーザーは、常にメーカーのガイドラインに従い、再検査スケジュールを遵守し、シリンダーを丁寧に取り扱うことで、シリンダーの寿命を最大限に延ばし、日常業務における安全を確保する必要があります。これらのベストプラクティスを維持することで、カーボンファイバーシリンダー当社は、圧縮ガス貯蔵に依存する産業向けに軽量かつ高強度のソリューションを提供し続けます。