[发明专利]增强构件和制品,诸如包含所述构件的压力容器

说明书

本发明涉及一种诸如压力容器的制品的增强构件，该构件包含第一类型承重纱线。本发明还涉及包含所述构件的压力容器，优选在衬里中。

用包含承重纱线(下文简称为纱线)的衬里增强的压力容器通常用于处理流体或气体的容纳或输送应用中。已知的安全压力容器，例如美国专利No.7,086,553中所公开的，通常含有一个密闭室来容纳压缩的气体或流体，用增强纱线缠紧该室。有些输送压力容器是已知的，例如从美国专利No.6,889,716中可知的管道，该专利公开了一种用聚乙烯或尼龙的增强纱线层包裹的管道。

业已发现：当压力容器长期在工作压力下受压时，已知压力容器的增强衬里的缺点开始变得明显。工作压力在容器的增强壁上施加了负载，所述负载传递到其增强衬里所包含的纱线上。经常发生的是除了作用于容器增强壁的负载外，在容器的使用期内可能出现所述负载的突然增大(即负载峰)。这样的负载峰可能由至少是临时作用于容器的不同外力引起的。例如，在地震期间作用在位于地上或地下的压力管的增强壁上的负载可能突然增大。增加到由工作压力所施加的负载上的额外负载源于地面的剧烈位移所导致的管道弯曲。这样的负载峰通常会损坏增强衬里的纱线并可能最终导致管道的破裂。

当安全压力容器(例如流体容器或气体容器)在维护差的路上运输或甚至意外受冲击的时候会发生相似的情况。作用于容器增强壁的负载突然增大可能会引起增强衬里中纱线的断裂和容器的爆裂。

还要注意的是已知的压力容器具有降低的效率，而且它们的效率随时间降低。负载峰的重复出现导致增强衬里的纱线的破坏，降低其增强的效率。此外，难以预测压力容器可能破裂或爆裂的时间，因而增加了安全方面的危险，特别是所述容器长时间经受的工作压力接近最大许可压力时。

本发明的一个目的是提供一种增强构件和包含该构件的压力容器，但与已知的构件、衬里或压力容器相比它们，没有上述缺点或与缺点较少。

本发明的目的通过含有第一类型承重纱线的增强构件实现了，特征在于该构件还包含第二类型承重纱线，其蠕变速率至少是第一类型纱线的蠕变速率的10倍，即

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其中蠕变速率在温度为20℃、施加600MPa负载的纱线上测定。

令人惊讶的发现是用本发明的构件增强的压力容器具有改善的耐久性并显示出延长的使用寿命。特别是，当容器用于工作压力经常发生增大的应用中时，增强的压力容器表现出对积累损伤的抵抗能力增大。因此，用本发明的构件增强的压力容器的破裂或爆裂的时间被大大推迟了。

还令人惊讶是观察到用本发明的构件增强的压力容器的安全系数提高了。还有更令人惊讶的是安全系数随时间增大。发明人发现负载峰出现的次数越多，压力容器对其的反应越好。不想被任何解释所束缚，发明人将此效应归结为本发明构件所包含的纱线的增强性能的最优化。

本发明还涉及包含本发明构件的压力容器。优选地，本发明的压力容器是容纳或输送的压力容器，更优选该构件是容器的衬里，该衬里优选用于包覆压力容器的内表面或外表面的至少一部分。

业已观察到本发明的压力容器在使用寿命期间显示增大的效率而且需要更少的维护。因此维修或定期检查所需的总的维护费用降低了。

优选地，第二类型承重纱线的蠕变速率至少是第一类型纱线的蠕变速率的30倍，更优选至少100倍，最优选至少300倍。业已观察到蠕变速率的差别越大，本发明的容器显示出的对积累损伤的抵抗能力越增大。具体地，蠕变速率的差别越大，本发明的构件和包含该构件的压力容器对负载峰的反应越好。