塑料：輕型車輛燃料油箱的競爭

已有人閱讀此文 - 2017-08-19 17:34 -

隨著重量和成本的降低，汽車材料的性能標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化，原始設(shè)備制造商，正在更加重視用于氣罐的歷史涂層鋼。本文根據(jù)性能屬性和競爭分析比較了氣罐用途的鋼和塑料。

介紹

歷史上，泰恩涂層鋼(8%錫鉛涂層)一直是汽車油箱的主力軍; 然而，幾個問題正在改變必須滿足的性能標(biāo)準(zhǔn)，從而威脅到鋼鐵產(chǎn)品的應(yīng)用。材料變更的驅(qū)動因素是法規(guī)，要求零件壽命提高到十年/ 241,350公里，滲透率，重量，包裝，安全和成本。在本文中，塑料和鋼鐵替代品的性能屬性從原始設(shè)備制造商的角度在可制造性，成本，設(shè)計，重量，安全性，腐蝕和可回收性的關(guān)鍵領(lǐng)域進行了審查。

各種塑料和鋼鐵替代品的比較分析表明，鋼材仍然是符合所有要求性能標(biāo)準(zhǔn)的具有成本效益的材料。仍然需要對新的塑料罐(即，多層或屏障涂層)與新的鋼罐進行更具體的成本比較。許多司機，如減少鉛，清潔燃料，滲透性和重量是“ 問題”側(cè)欄中描述的立法和監(jiān)管壓力的直接結(jié)果。

塑料燃油箱

自20世紀(jì)80年代中期以來，汽車制造商已經(jīng)用塑料替代涂層鋼罐。在1993年的模特年份，在北美建造的大約270萬輛汽車和卡車使用了非金屬坦克。這相當(dāng)于1990年的16%。相比之下，歐洲市場使用70-90%的塑料儲罐，而日本市場則使用5%塑料儲罐。

雖然塑料罐應(yīng)用由于更嚴格的滲透標(biāo)準(zhǔn)而經(jīng)歷了一些逆轉(zhuǎn)，但一些專家認為，隨著新型塑料技術(shù)轉(zhuǎn)化為商業(yè)上可行的運作，他們的使用將在十年后獲得勢頭。密西根大學(xué)的德爾福七世報告顯示，專家預(yù)測，到1996年底，塑料罐將占據(jù)北美市場的28%，到2000年將達到高達50%的市場份額。5然而，這一預(yù)測需要得到緩解要滿足更嚴格的滲透標(biāo)準(zhǔn)，多層塑料罐的制造成本和可回收利用問題更高。

塑料科技

高密度聚乙烯(HDPE)已成為塑料儲罐的首選樹脂，生產(chǎn)能力不斷增加。加拿大考特克斯在印第安納州的阿維拉(Avilla)建造了一座新工廠，以滿足預(yù)期的對塑料汽車燃料箱需求的增長。1994年計劃生產(chǎn)40萬輛坦克，最終每年將增加到60萬至70萬輛。7這些塑料罐目前正在克萊斯勒的吉普切諾基和T300卡車上使用。

這些車輛都配備了比鋼水罐更多的容量的HDPE坦克。單層HDPE罐提供長期的結(jié)構(gòu)完整性，但不能滿足未來的滲透要求。克萊斯勒于1995年開始轉(zhuǎn)向多層HDPE，以滿足更嚴格的SHED測試。

新技術(shù)的出現(xiàn)使得塑料儲氣罐的增加。這些新技術(shù)可以分為多層或障礙類型。

多層技術(shù)

述資源管理器和新的F-150卡車(PN96)煤氣瓶已經(jīng)從塑料切換回鋅-鎳鍍層鋼板。8

Kautex 通過這種六層技術(shù).這些油箱的設(shè)計是為了滿足加州的更嚴格的蒸發(fā)燃料標(biāo)準(zhǔn)，由內(nèi)層HDPE組成，該內(nèi)層由粘合劑層和聚酰胺或乙烯 - 乙烯醇共聚物的阻隔層連接。另外的粘合劑層通過“再研磨”層和HDPE的外層連接。

儲罐使用夾在兩層HDPE之間的阻擋層乙烯 - 乙烯醇(EVOH)。9屏障技術(shù).塑料罐上完成的SHED測試表明，碳氫化合物滲透率低至0.1 g / 24 h，HDPE罐的排放也可以達到0.2 g / 24 h以下。11使用稱為Solvay優(yōu)化氟化的技術(shù)，Solvay等于或超過與EVOH阻隔樹脂共擠出的滲透性能。

氣罐競爭性材料分析

性能屬性

　　甲醇燃料中的可回收性，安全性，耐腐蝕性和重量

　　制造問題

　　成本，成形性/形狀靈活性，可焊性

　　鋼

泰恩涂層鋼

　　優(yōu)點：成本低，可回收利用，材料成本低，滲透性好

　　缺點：形狀靈活，無甲醇燃料，含鉛涂層無效的防腐蝕

　　電鍍Zn-Ni和Galvanneal

　　優(yōu)點：成本低，可回收利用，有效的內(nèi)外防腐保護，材料成本和滲透性

　　缺點：焊接性和形狀靈活性