氣體被比作現代工業的血液,在機械、石油、化工、消防、醫療、能源、城建、食品、冶金、電子、汽車、居民生活等國民經濟的各個領域,均得到廣泛應用。可以說,有工業的地方就離不開氣體。而要把氣體輸送到不同的使用地點,最常用的方法是采用氣瓶進行運輸和儲存,即使在世界上最發達的歐美國家,也是同樣采用瓶裝氣體的方式進行儲運。由于瓶裝氣體具有高壓、有毒、易燃、易爆、氧化、腐蝕等特性,在氣瓶充裝、儲存、運輸和使用過程中存在著諸多潛在的安全隱患。同時,由于氣瓶在用數量大、流動性強、運輸和裝卸磕碰、使用場合多變,更增加了在使用過程中的危險性。由氣瓶引起的事故時有發生,嚴重威脅人民生命財產安全。
自上世紀改革開放以來,我國工業進入快速發展期,對氣瓶的性能、材料和壓力參數的要求越來越高,使得氣瓶的種類、設計和制造水平迅猛提高。在80年代以前,我國只有鋼質無縫氣瓶和鋼質焊接氣瓶兩類產品,80年代初期,內裝硅酸鈣多孔填料的溶解乙炔氣瓶開始推廣應用,取代了爆炸事故頻發、污染嚴重、能源浪費的移動式乙炔發生器;80年代中期,輕質高效的鋁合金無縫氣瓶得到了應用;進入90年代末,為適應CNG清潔能源汽車、便攜式呼吸器救生裝置的需要,我國開發了以纖維增強的復合材料纏繞氣瓶,使得氣瓶的重/容比由1.4kg/L左右降低到0.7~0.5kg/L,大幅減輕了氣瓶重量;本世紀初,高真空低溫絕熱技術在氣瓶上得到了應用,使得氧、氮、氬、LNG等傳統上的永久氣體,以液態形式進行儲存和運輸,極大提高了氣體運輸效率。我國氣瓶行業的發展緊跟工業和科技發展的需要,及時開發適應市場需求的氣瓶新品種、高參數等特殊需要的產品,為我國各行業的科技發展提供了有力支持,促進了國民經濟的發展。
隨著氣瓶種類的不斷增多,我國于1983年成立了全國氣瓶標準化技術委員會,委員會編號為SAC/TC 31。經過近30年的氣瓶標準化體系建設,我國已形成了包含基礎標準、產品標準、氣瓶附件標準、充裝標準、檢驗標準、試驗方法標準、使用標準和信息化標準等比較完善的氣瓶標準化體系。目前,已發布氣瓶標準70項,在研標準6項,共計76項。我國氣瓶標準化體系框架見圖1。
近30年來,氣瓶標準化引領我國氣瓶行業從弱小走向強大,使我國從上世紀70年代僅有鋼質無縫氣瓶和鋼質焊接氣瓶生產的國家,迅速發展為具有鋁合金無縫氣瓶、不銹鋼氣瓶、纖維纏繞氣瓶、高真空低溫絕熱氣瓶以及內裝填料的溶解(吸附)氣瓶等氣瓶生產能力的大國。可以說,我國現有的氣瓶結構及應用范圍,已涵蓋了當今世界所有的氣瓶種類,與世界保持同步發展。目前,我國每年的氣瓶生產總量和在用氣瓶的社會保有量,均居世界前列,成為名副其實的氣瓶制造和使用大國,同時也是出口大國。
國民經濟的發展,需要各行業的協同努力,互相支持、互相依賴。以當今世界引領能源發展潮流的氫能和燃料電池汽車發展為例,就需要輕質、高壓的氣瓶作為氫燃料的儲存容器。基于汽車的續駛里程需要,氣瓶的工作壓力高達70MPa,而儲氫密度需達5%以上。為適應我國氫燃料電池汽車的發展,我國適時制定了GB/T 35544-2017《車用壓縮氫氣鋁合金內膽碳纖維全纏繞氣瓶》,比ISO 19881-2018《氣態氫——陸地車用燃料氣瓶》提前一年發布。在國家標準委的大力支持下,于2021年完成了《車用壓縮氫氣塑料內膽內膽碳纖維全纏繞氣瓶》(計劃號20210875-T-469)立項工作,標志著我國在高壓儲氫氣瓶制造技術上的有一次飛躍。