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征服Ⅳ号—Reisen计划 储罐制造

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#楼主# 2016-5-7

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关于液氧的储罐,之前在猎鹰前辈和吴晓飞前辈有较为多的制作经验。总的来说,液氧储槽制作说难也难,说简单也简单。
其中,液氧储槽不同于其他常温储槽,如硝酸槽。在-183℃的情况下,大部分密封件会因为温度过低而失去弹性,从而使密封性能下降。在硝酸储罐制造过程中,仅仅需要注意氧化剂泄露和管路腐蚀问题即可,所以可大量使用聚四氟乙烯橡胶密封件来起到较为良好的密封作用。阀门来说,使用不锈钢阀芯的电磁阀即可。
当然首先铃仙镇楼!!

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莫斯科的 发表于 2016-5-7 17:25:54
虽然这次计划中是使用的液氧储罐。既然前文提到了常温型推进剂储罐,所以我简单说说常温型储罐的制作。常温型储罐分为推进剂储罐和氧化剂储罐,材料由6061铝合金制成。铝合金由于氧化后会产生致密的氧化膜,使其隔绝氧气和强腐蚀性氧化剂(特指发烟硝酸、四氧化二氮,当然钻牛角尖氟这种变态氧化剂压根跟爱好者没关系~)虽然不锈钢也可以做到这种效果,但是相对于铝合金来说密度比它低一半强度也差不多。加工极其方便,钻孔作业厚度不大手枪钻都可以打眼。
  但是铝合金有个缺点就是,焊接后强度会大打折扣,据文献报告会降到未焊接强度前的40%或者更多。但是在做热处理后强度会逐步上升,所以焊接处理的铝合金储罐,贴别是落压式储罐(也就是提前充入加压气体)必须交给专业生产铝合金压力容器的生产单位去做,虽然贵了点但是如果不想被氧化剂(常温氧化剂主要是高浓度过氧化氢或者是发烟硝酸)射一身最好还是要舍得花钱的地方还是要花~外加气源挤压储罐也建议做,保证安全。
  我之前的储罐是外加气源挤压式储罐,密封使用的是O型环和螺纹,左边的氧化剂储罐,右边的是燃料储罐。使用O型环和螺纹是十分经济有用的方法,螺纹和O型环在高压的挤压下会越贴越紧,所以密封也越好。而且价格不贵,一只50mm直径3mm的聚四氟乙烯O型环也只有0.8元。即使在红色发烟硝酸中浸泡30min也可以保持良好的弹性~

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所谓的火箭民工

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莫斯科的 发表于 2016-5-7 19:11:34
说完了上面的常温储罐的制作,现在来说说低温氧化剂储罐制作。首先,我先说说液氧,液氧在常压情况下为淡蓝的液体,温度极低,与易燃液体混合后量少易燃液体会冻结,量多(或者是泄露了被有机物浸泡)遇见火星就炸,所以说液氧槽在制作时要考虑保温材料的阻燃性。其中加工时禁止接触油脂,防止灌注液氧后发生意外(当然这是重中之重,没出事不代表你下次一定不会出问题,小心使得万年船!)关于我的储罐加工,我当然也强调了加工师傅严禁使用煤油作为冷却液的行为,所以加工前务必(特指手工车床)提醒加工人员储罐内部和削切作业时严禁油类冷却液和削切液!如果沾上了油脂请务必仔细清理且使用不燃的有机溶剂清洗或热碱液清洗!(同样,单组元过氧化氢常温储罐也要求如此!)
   在相关文献中记载,铝合金在低温时强度会大增,所以,铝合金是很适合制作低温储罐的材料。但是受低温限制,之前也提到过,大部分密封件都会在这种苛刻环境下失去密封作用。部分地区又没有铝合金压力容器的制作厂家所以很多人选择了不锈钢压力容器。不锈钢焊接后的强度大大比铝合金的高,而且安全系数也比铝合金高,但是由于密度太大并不适合作为箭上使用储罐。而铝合金恰恰可以作为地面测试和箭上两用储罐~
   关于价格方面,以淘宝上的来说,目前直径70mm*100mm的6061铝合金棒料价格在35元左右,而直径70mm,壁厚5mm的6061铝合金无缝管的价格在110-130元左右。加工费用(车床)也就100元左右,是十分便宜的。在这里也许有人会问道:你还没说厂家呢!当然厂家制作焊接时价格高也是理所应当的,整个储罐加工和材料费下来也就1000元左右。虽然价格偏高但是考虑到很实用还是可以接受的(关于厂家加工可见图片,另外厂家考虑到是学生资磁学生科技爱好也顺便做了阳极氧化处理)。当然也有人会说用7075铝合金,当然7075更好,但是既然6061可以使用,也就没必要用7075了

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莫斯科的 发表于 2016-5-7 19:22:49
在这次计划中,我的储罐设计图如下:为两个6061铝合金堵头和一根6061铝合金无缝管制成,管子和堵头先用螺纹固定,以提高安全系数,毕竟铝合金焊接后强度下降虽然根据厂家说能恢复部分强度但是为了保险起见,后来我改为两边都是螺纹固定。最后考虑密封就全部上焊接了。可以看到我上端堵头有两个孔,其中的泄气堵头会被装上一只气压表用来注视储槽内气压,单向阀孔是用来加入加压气体用的。
    隔热材料为阻燃隔热棉,由于目前还未焊接所以现在不忙说制作。

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莫斯科的 发表于 2016-5-7 19:27:37
这就是加工过程,制作堵头和车储槽内螺纹,以及制作完毕后我用我自行车艰难的将储罐拖了回来

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莫斯科的 发表于 2016-5-7 19:37:40
初步完成的储罐,质量为3.7kg,装满液氧后为8.7kg左右,接下来等待它的就是焊接处理和隔热层处理,我们后期再见!

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红盟大使 发表于 2016-5-11 20:15:33
表示强烈支持!版主相当给力啊!
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微法酱 发表于 2016-5-26 16:37:02
液体燃料火箭?
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微法酱 发表于 2016-5-26 16:38:18
引擎在哪?
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莫斯科的 发表于 2016-5-26 17:11:08
[quote=微法酱,833]液体燃料火箭?[/quote] 对
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