CN105605415A - 大容积全缠绕高压储氢容器的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大容积全缠绕高压储氢容器的加工工艺，选用无缝钢管经两端旋压缩口而成，包括以下步骤：将无缝钢管坯料的收口段加热到1000~1180℃；旋压封头和聚料头：对所述收口段进行补热，用旋压机主轴卡爪夹紧无缝钢管坯料外壁，并以180~220r/min的转速旋转，同时将旋轮的工作面靠近无缝钢管坯料收口段外壁对其进行7~8道次半球形旋压；聚料头增厚：继续补热使收口段温度保持在950~1180℃，旋轮臂带动旋轮按照圆弧轨迹以0.10~0.14rad/s的速度进行5~6道次旋压，每道次步进量与收口段壁厚的比值为0.74~0.52：1，形成壁厚增加的封头和聚料头；将旋轮臂旋转12~14°，然后模座沿无缝钢管坯料轴线方向的进给、同时旋轮臂带动旋轮摆动旋压，经2~3道次形成椭球形瓶肩圆滑外延一直段瓶颈的结构。

Description

大容积全缠绕高压储氢容器的加工工艺

技术领域

本发明属于大容量高压储气设备的领域，具体涉及一种大容积全缠绕高压储氢容器的加工工艺，容积大于500L，承压高于87.5MPa。

背景技术

随着新能源技术的发展，特别是氢能源技术的突破，用于储运氢气的大容积容器的需求量随之增加。氢气的液化温度较低（-252.8℃），因此实现储存与运输，最简单、实用和经济的方法仍然是采用大容量和提高耐压能力的高压、常温气态运输；由于制造技术上的难度，大容量高压储氢气瓶项目被列入863高科技追踪计划之中。

高压金属材料性能在目前的产品标准中限定为70MPa。为保证安全，容器的直径、管壁厚、容积均设置了严格的标准，是这类容器的特点。任何指标的突破均会引起一系列的重大变化，直径小、管壁厚、容积难以突破，是这类容器的特点。

目前，随着复合材料技术的创新应用，借助复合条件下的强化手段提高产品气瓶的容重比和承压能力有了希望。众多领域内已广泛使用复合强化工艺，完全可以用来强化金属无缝内胆的承压能力和加大容积。按一定实验决定的特别技术手段和规律来复合缠绕高强度纤维与高性能增强树脂形成复合材料层成为业内关注的焦点。

缠绕复合铝合金内胆已经进入应用阶段。但应用实践仅限于小容积，一般在120L以下，承压能力低，一般20~35MPa。这远远不能满足大规模储氢、运输、使用的需求。提高容器的储氢能力，要通过加大储氢容器的容积，又要提高储氢容器的承压能力。而上述两个方面的提高，不是增大容器容积的尺寸后、用增加器壁厚度即可以解决的。因为加大无缝管壁厚首先遭遇的瓶颈技术即是厚壁管的轧制技术中均质的问题。另由于储氢容器的密封性能、自重以及缠绕时的瓶身结构对大容积和高压力形成诸多制约因素。压力越大，对密封性能要求越高，相关的失效点变换与缠绕方式产生相当大的关联性；内胆加厚管壁与旋压过程中瓶肩和瓶身处的工艺处理及材料的力学性能变化、缠绕层的结构和厚度设计、以及缠绕层厚度与瓶身结构等多种因素之间相互制约。例如，对于内胆旋压而言，由于工作压力大，瓶颈内螺纹剪切应力大，螺纹长，所以瓶颈的直边长度一般不小于80mm的特点，且要求壁厚较厚，相比常规高压气瓶产品，对旋压工艺提出了更苛刻的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大容量高压储氢钢内胆的旋压工艺，其通过控制旋压的工艺参数，实现对大容积、厚壁、长端口的钢内胆旋压，借助于在钢内胆的瓶身、瓶肩、瓶口处全方位高强纤维缠绕强化，使储氢容器工作压力可达90MPa，容积达到500L以上。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种大容积全缠绕高压储氢容器的加工工艺，包括内胆旋压、均质处理、缠绕固化复合增强壳层在内的工艺步骤，具体的工艺参数包括：

①选用壁厚为15~25mm、设计水容积不小于550L的优质铬钼钢热轧成型的无缝钢管为基材；

②按照下述工艺参数对合格的基材进行双端缩口加工内胆：

2.1、将基材的收口段加热到1000~1180℃；

2.2、旋压封头和聚料头：对所述收口段进行补热，用旋压机主轴卡爪夹紧无缝钢管坯料外壁，并以180~220r/min的转速旋转，同时将旋轮的工作面靠近无缝钢管坯料收口段外壁、对其进行7~8道次半球形旋压；每道次中，模座沿无缝钢管坯料轴向进给后，旋轮臂带动旋轮按照圆弧轨迹从无缝钢管坯料轴线垂直位置起始、以0.10~0.14rad/s的速度摆动设计角度，再按照相同的轨迹以0.25~0.35rad/s的转速回位；其中，第1~3道次旋轮臂摆动的角度为45~55°，其后各道次中，旋轮臂摆动的角度依次增加4~8°，最后一次摆动的角度为60~82°，形成半球形封头圆滑外延一聚料头的结构；

2.3、聚料头增厚：继续补热使收口段温度保持在950~1180℃，旋轮臂带动旋轮按照圆弧轨迹以0.10~0.14rad/s的速度进行5~6道次旋压，每道次步进量与收口段壁厚的比值为0.74~0.52：1，聚料头的壁厚逐次增加为无缝钢管坯料壁厚的1.3~2.5倍；

2.4、将旋轮臂首先摆动0.1~0.5rad，然后模座沿无缝钢管坯料轴线方向的进给、同时旋轮臂带动旋轮摆动旋压，经2~3道次形成椭球形瓶肩圆滑外延一直段瓶颈的结构；

2.5、将步骤2.4中的瓶颈平头、磨削去除瓶肩内外壁上可能出现的褶皱、抛丸处理；

③内胆热处理：将内胆加热至935~965℃，保温时间60~100min后出炉淬火，完成淬火后立即进行回火处理，回火加热温度为620~690℃，保温时间40~80min，出炉后在空气中自然冷却；

④对瓶颈内、外壁分别加工螺纹，然后进行二次抛丸处理；

⑤在内胆的瓶颈、瓶肩和瓶身缠绕固化纤维增强壳层；

⑥缠绕容器固化后进行自紧、水压试验，外表面进行喷漆处理，进行充氮保护，保压0.1-0.2MPa。

所述大容积厚壁高压储氢钢内胆的容积大于500L、壁厚大于15mm，为了保证较高的充氢效率，瓶颈内径不小于50mm；为了承载较高的压力，要求瓶颈内螺纹剪切应力大，因此需要螺纹长，长度不小于80mm、厚度不小于20mm，但是瓶颈的长度和厚度又受到旋压工艺的限制。上述技术方案中，经过多道次、步进量及进给速度的控制，首先形成了聚料头，然后经过5~6道次的壁厚增加及瓶颈延长的处理，形成了大容积厚壁的高压钢内胆。热处理工艺对钢内胆的均质也具有重要的作用，决定了钢内胆的力学性能，上述技术方案中通过退火和回火的特殊处理，显微组织为回火索式体结构，抗拉强度在750~760MPa、屈服强度620~640MPa，硬度在235HB。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：（1）采用本发明的成功旋压了一种大容积、壁厚的钢内胆，经过检测表明：内、外壁未发现明显脱碳层；储氢容器进行水压试验，在256Mpa发生爆破，爆破发生在容器的中部，内胆断口呈现45°剪切唇形貌，爆口两侧呈对称倒“V”字型，爆破后，容器一端纤维层脱落，但无内胆碎片产生，表明旋压的瓶颈和瓶肩符合技术要求。（2）在缠绕结构的设计与钢质旋压气瓶的壁厚之间相互弥补，使内胆壁厚与缠绕层的结构和厚度设计达到优化。

附图说明

图1是本发明储氢容器的剖视结构示意图；

图2是钢内胆端部剖视结构示意图；

图3是瓶颈端面的结构示意图；

图4是钢内胆端部解剖的图片；

图5是本发明钢内胆水压爆破试验后的图片；

图6是本发明储氢容器水压爆破试验后的图片；

图7是图1中A处的放大结构示意图；

图8是左、右端口强化复合层和左、右瓶肩强化复合层的制作示意图；

图9是瓶肩强化复合层的制作效果图；

图10是瓶身强化复合层的制作示意图；

其中，1、端塞，2-1、瓶身，2-2、瓶肩，2-3、瓶颈，3-1、玻璃纤维隔离层，3-2-1是左端口强力复合层，3-2-2是右端口强力复合层，3-2-3是变向方位槽，3-2-4是左瓶肩强化复合层，3-2-5是右瓶肩强化复合层，3-2-6是瓶身强化复合层，3-3、玻璃纤维保护层。

具体实施方式

参见图1~图3，本发明主要包括两部分：旋压钢内胆和缠绕固化在旋压钢内胆外壁上的强化复合壳层。本实施例中钢内胆材料选用铬钼钢4130X，该种材料具有强度高，韧性好，耐氢脆性能，为国内外充装天然气和氢气的成熟钢材。钢内胆的结构为两端热旋压收口中间筒形的型式；考虑到全缠绕结构，瓶肩2-2为椭球型或碟型，通过热旋压圆滑过渡到瓶颈2-3部分；瓶颈2-3管口加工有内、外螺纹，内螺纹用于与端塞1封堵连接，外螺纹用于固定限位缠绕层。因全缠绕结构缠绕层厚度较大，缠绕用连接工装只能借用瓶颈2-3内螺纹，为保证缠绕过程中有效固定，在瓶颈2-3端部外缘设计成六方结构的限位台2-3-1。

强化复合壳层所述由内至外依次包括2~6mm玻璃纤维隔离层3-1、40~80mm碳纤维强力层3-2和2~6mm玻璃纤维保护层3-3。因内胆为钢内胆，碳纤维强力层3-2为碳纤维/环氧树脂，为避免二者之间产生电化学腐蚀，同时实现外部碳纤维层的保护，在碳纤维结构层的内外两侧增加玻璃纤维隔离层3-1和玻璃纤维保护层3-3；另外，碳纤维材料虽然有较高的强度，但耐冲击性能较弱，在工艺设计时增加玻璃纤维保护层。

本实施例中以直径为559mm、长度为3200mm的无缝钢管为例，详细介绍大容量高压储氢容器的加工工艺。

①选用壁厚为20.7mm、直径559mm、长度3200mm的优质铬钼钢热轧成型的无缝钢管为基材；按照Q/SHJ27.1-2013附录A的要求进行检验和复验。选取合格的几基材备用。

②按照下述工艺参数对合格的基材进行双端缩口加工成内胆：

2.1、将基材的收口段加热到1000~1180℃；收口段的长度约为400~700mm。为了降低金属变形抗力，降低旋压冲击力，有效保护设备，整个旋压过程中需对加热变形区域进行补热，降低旋压变形区域的降温速度，并对终旋温度做出规定，一般不低于900℃。

2.2、旋压封头和聚料头：对所述收口段进行补热，用旋压机主轴卡爪夹紧无缝钢管坯料外壁，并以180~220r/min的转速旋转，同时将旋轮的工作面靠近无缝钢管坯料收口段外壁、对其进行7~8道次半球形旋压；每道次中，模座沿无缝钢管坯料轴向进给后，旋轮臂带动旋轮按照圆弧轨迹从无缝钢管坯料轴线垂直位置起始、以0.10~0.14rad/s的速度摆动设计角度，再按照相同的轨迹以0.25~0.35rad/s的转速回位；其中，第1~3道次旋轮臂摆动的角度为45~55°，其后各道次中，旋轮臂摆动的角度依次增加4~8°，最后一次摆动的角度为60~82°，形成半球形封头圆滑外延一聚料头的结构。

通过7~8道次旋压形成聚料头，聚料头的作用就是在旋压气瓶端部直边部分时，由于聚料头在钢管变形区的最前端，凝固快，降温也较快，变形抗力大增，后续的高温金属在旋轮作用下流动成形时聚料头就像一堵墙，挡住了后续金属向前的流动，使不断流动的金属只能在聚料头和瓶身之间聚集增厚并形成直边段。每道次步进量与收口段壁厚的比值为3.91~0.22：1；每道次步进量呈递减趋势，首次步进量较大，末次步进量较小。模座旋压时的进给速度为200~500mm/min，返回进给速度为1000~3000mm/min。

2.3、聚料头增厚：继续补热使收口段温度保持在950~1180℃，旋轮臂带动旋轮按照圆弧轨迹以0.10~0.14rad/s的速度进行5~6道次旋压，每道次步进量与收口段壁厚的比值为0.74~0.52：1，聚料头的壁厚逐次增加为无缝钢管坯料壁厚的1.3~2.5倍。模座旋压时的进给速度为200~500mm/min，返回进给速度为1000~3000mm/min。

每道次步进量与收口段实际壁厚的比值为0.74~0.52：1。每道次步进量呈递减趋势，首次步进量远小于第一个过程即步骤二的首次步进量。末次步进量与第一个过程的步进量相同。

2.4、将旋轮臂首先摆动0.1~0.5rad，然后模座沿无缝钢管坯料轴线方向的进给、同时旋轮臂带动旋轮摆动旋压，经2~3道次形成椭球形瓶肩2-2圆滑外延一直段瓶颈2-3的结构；本发明的钢内胆外需要缠绕固化纤维复合材料层，因此，采用椭球形瓶肩有利于缠绕层的挂料。

2.5、将步骤四中的瓶颈2-3平头、磨削去除瓶肩2-2内外壁上可能出现的褶皱、抛丸处理；目的消除机加工过程产生的应力集中部位。

在旋压合格的容器端部进行取样，经粗加工后，进行100%磁粉及超声检测、金相检测。检测结果均满足参照标准的质量要求。其中，金相检测结果表明：钢质内胆显微组织为回火索式体，内、外壁未发现明显脱碳层100×，晶粒度400×为8~9级。将钢质内胆端部进行解剖检测(依照的标准GB/T226钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法)，其附图参见图4，从解剖试样可以看出没有内部的成形缺陷，壁厚过渡均匀，旋压后未发现疏松、缩孔、气泡、裂纹、白点和夹杂等缺陷。

瓶颈2-3的厚度与直边长度均于无缝钢管壁厚有关，成型尺寸受工艺限制，二者同时保证存在一定难度。

③内胆热处理：将内胆加热至950℃，保温时间80min后出炉淬火，完成淬火后立即进行回火处理，回火加热温度为620℃，保温时间60min，出炉后在空气中自然冷却。

储氢容器内胆热处理是提高内胆材料性能的重要方法，直接影响内胆各项性能，包括抗氢脆的能力。

所用的淬火液是质量浓度为7~15%的NaOH溶液，经过热处理的钢内胆为索式体状态。本实施例采用型号为4130X的优质铬钼钢，按照上述方法进行热处理，取试样进行拉伸试验，试验条件：原始标距50mm，宽度38mm，厚度25mm；试验结果：拉伸强度750~760MPa，屈服强度625MPa，断后伸长率42~45%，硬度为234~239HB。

对热处理后的内胆分别按照进行以下测试：

拉伸试验按GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第一部分室温试验方法》测得Rm：829-897MPa；Rp0.2/Rm≤88%；延伸率A≥19.5~21.5％。

按GB/T13298-1991《金属显微组织检验方法》检测金相显微组织，结果：显微组织(500X)为回火索氏体，晶粒度(500X)8.6~10.1，内脱碳层均小于0.15mm，未发现外脱碳层。

按GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》进行冲击试验，满足相关标准的要求。

④对瓶颈2-3内、外壁分别加工螺纹，然后进行二次抛丸处理；并在瓶颈2-3端部外缘切削成六方结构的限位台2-3-1。

钢内胆整体进行壁厚检测、磁粉检测、超声探伤、表观质量检测等检测项目。均符合相关标准的规定，瓶颈壁厚为36.6mm，符合设计要求。将本实施例制备的钢内胆进行水压爆破试验，爆破后的照片参见图5，结果表明：破口长度925mm、宽度535mm，破口位置：纵向，钢内胆的筒体部位破裂，破口特征为剪切口，实际爆破压力为75.22MPa，屈服压力为69.34MPa，容积变形率12.1%，总升压时间3987s。以上结果表明：旋压成型的瓶肩和瓶颈未出现缺陷，强度符合要求。

⑤在内胆的瓶颈2-3、瓶肩2-2和瓶身2-1缠绕固化纤维增强壳层。

此工序为缠绕储氢容器研制的关键工序。考虑缠绕容器的固定夹持比较特殊，既不能影响纱带的铺放，又需要在缠绕过程中对内胆可靠固定。为解决这一难题，除了利用瓶颈2-3内螺纹与缠绕工装连接外，还在储氢容器两端部切削出六方结构的限位台2-3-1，同时在缠绕工装的端部还设置了与所述限位台对应的限位套。

所述缠绕固化包括对于瓶颈2-3、瓶肩2-2、瓶身2-1三部位分别借助热固性树脂实现高强纤维的包络、固化的形成复合结构的工艺，工艺步骤包括：

5.1、钢内胆外表面处理：包括除油、净化、防腐处理；

5.2、在钢内胆外表面上制作隔离内层：

经树脂浸渍、并经压轧处理的玻璃纤维束，从瓶左端口处沿轴向螺旋往复式环绕在瓶左端口、瓶左肩、瓶身部、瓶右肩、瓶右端口之间，形成厚度为2~6mm玻璃纤维隔离层3-1。

5.3、在隔离内层上分段处理制作碳纤维强力复合层

5.3.1左、右端口强化复合层制作：经浸渍树脂、和压轧成片状的碳纤维束，在瓶左端口设计好的区域往复式螺旋缠绕、形成厚度为5~20mm厚度的左端口强力复合层3-2-1，左端口强力复合层3-2-1端面距离瓶左肩5-15mm形成变向方位槽3-2-3；借助变向方位槽3-2-3将碳纤维束导引至瓶右端口；用同样的步骤对称绕制对称位置上的右端口强力复合层3-2-2；

5.3.2左、右瓶肩强化复合层预制作：借助变向方位槽3-2-3的转向设定碳纤维束的缠绕螺旋角变化增量实现左、右端口之间的往复式缠绕，达到对左、右瓶肩的全覆盖、并使所形成的左、右瓶肩强化复合层3-2-4、3-2-5的厚度达到设计厚度的70%-85%；

5.3.3瓶身强化复合层的制作：借助于变向方位槽3-2-3实现瓶身端头处反绕螺旋角的设定，在整个瓶身范围实现螺旋角为48-65°的往复式缠绕，在形成瓶身强化复合层3-2-6设计厚度的同时实现对左、右瓶肩强化复合层3-2-4、3-2-5的加厚；该步骤中，在钢内胆瓶肩和瓶身交接部位铺放由单向纤维布浸渍纤维胶液预制而成的纤维补强层。

碳纤维强力复合层的缠绕厚度为30~80mm，并在碳纤维强力复合层缠绕过程中厚度过半时，将钢内胆置入固化炉内，采用80~100°的炉温进行预固化处理，以胶液出现凝胶状态为止。

5.3.4在强力碳纤维复合层外表面上制作保护层：经树脂浸渍、并经压轧处理的玻璃纤维束，从瓶左端口处沿轴向螺旋往复式环绕在瓶左端口、瓶左肩、瓶身部、瓶右肩、瓶右端口之间，形成厚度为4~10mm玻璃纤维保护层3-3。

5.3.5将缠绕好复合层的钢内胆置入固化炉中烘干、固化，整形处理。

⑥缠绕容器固化后进行自紧、水压试验，外表面进行喷漆处理，进行充氮保护，保压0.1-0.2MPa。

自紧工序为缠绕气瓶的另一关键工序，自紧压力通过对缠绕容器进行有限元分析方法进行确定，按设计技术计算结果，该类缠绕容器的自紧压力在147MPa左右，约为设计压力的1.6倍。自紧完成，缠绕容器表面除沿环向的裂纹外，未存在其他异常现象，说明产品自紧情况良好。

将上述实施例制备的储氢容器按照ST1315-2013附页《钢内胆全缠绕储氢容器水压试验爆破试验规程》进行水压爆破试验。试验介质：水；介质温度：5℃；环境温度：9℃。试验结果：爆破压力256MPa，容积变形率4%；起爆位置在瓶身部位，内胆断口呈45°剪切唇的形貌，爆口两侧呈对称倒“V”字型，爆破中无碎片产生；爆破口边缘距气瓶钢印端瓶口端面700mm，爆破口长度1000mm，宽度600mm；爆破口厚度最小19.4mm，最大20.7mm，具体形貌参见附图6。

以上结果表明：本实施例的爆破压力为设计工作压力92MPa的2.8倍，爆破中未出现屈服点。表明本发明的端头和强化复合壳层满足设计需求，为大容积高压储氢开辟了一条新道路。

Claims (10)

1.一种大容积全缠绕高压储氢容器的加工工艺，包括内胆旋压、均质处理、缠绕固化复合增强壳层在内的工艺步骤，其特征在于具体的工艺参数包括：

①选用壁厚为15~25mm、设计水容积不小于550L的优质铬钼钢热轧成型的无缝钢管为基材；

②按照下述工艺参数对合格的基材进行双端缩口加工内胆：

2.1、将基材的收口段加热到1000~1180℃；

2.2、旋压封头和聚料头：对所述收口段进行补热，用旋压机主轴卡爪夹紧无缝钢管坯料外壁，并以180~220r/min的转速旋转，同时将旋轮的工作面靠近无缝钢管坯料收口段外壁、对其进行7~8道次半球形旋压；每道次中，模座沿无缝钢管坯料轴向进给后，旋轮臂带动旋轮按照圆弧轨迹从无缝钢管坯料轴线垂直位置起始、以0.10~0.14rad/s的速度摆动设计角度，再按照相同的轨迹以0.25~0.35rad/s的转速回位；其中，第1~3道次旋轮臂摆动的角度为45~55°，其后各道次中，旋轮臂摆动的角度依次增加4~8°，最后一次摆动的角度为60~82°，形成半球形封头圆滑外延一聚料头的结构；

2.3、聚料头增厚：继续补热使收口段温度保持在950~1180℃，旋轮臂带动旋轮按照圆弧轨迹以0.10~0.14rad/s的速度进行5~6道次旋压，每道次步进量与收口段壁厚的比值为0.74~0.52：1，聚料头的壁厚逐次增加为无缝钢管坯料壁厚的1.3~2.5倍；

2.4、将旋轮臂首先摆动0.1~0.5rad，然后模座沿无缝钢管坯料轴线方向的进给、同时旋轮臂带动旋轮摆动旋压，经2~3道次形成椭球形瓶肩（2-2）圆滑外延一直段瓶颈（2-3）的结构；

2.5、将步骤2.4中的瓶颈（2-3）平头、磨削去除瓶肩（2-2）内外壁上可能出现的褶皱、抛丸处理；

③内胆热处理：将内胆加热至935~965℃，保温时间60~100min后出炉淬火，完成淬火后立即进行回火处理，回火加热温度为620~690℃，保温时间40~80min，出炉后在空气中自然冷却；

④对瓶颈（2-3）内、外壁分别加工螺纹，然后进行二次抛丸处理；

⑤在内胆的瓶颈（2-3）、瓶肩（2-2）和瓶身（2-1）缠绕固化纤维增强壳层；

⑥缠绕容器固化后进行自紧、水压试验，外表面进行喷漆处理，进行充氮保护，保压0.1-0.2MPa。

2.根据权利要求1所述的大容积全缠绕高压储氢容器的加工工艺，其特征在于所述缠绕固化包括对于瓶颈（2-3）、瓶肩（2-2）、瓶身（2-1）三部位分别借助热固性树脂实现高强纤维的包络、固化的形成复合结构的工艺，工艺步骤包括：

5.1、钢内胆外表面处理：包括除油、净化、防腐处理；

5.2、在钢内胆外表面上制作隔离内层：

经树脂浸渍、并经压轧处理的玻璃纤维束，从瓶左端口处沿轴向螺旋往复式环绕在瓶左端口、瓶左肩、瓶身部、瓶右肩、瓶右端口之间，形成厚度为2~6mm玻璃纤维隔离层（3-1）；

5.3、在玻璃纤维隔离层（3-1）上分段处理制作碳纤维强力复合层：

5.3.1左、右端口强化复合层制作：经浸渍树脂、和压轧成片状的碳纤维束，在瓶左端口设计好的区域往复式螺旋缠绕、形成厚度为5~20mm厚度的左端口强力复合层（3-2-1），左端口强力复合层（3-2-1）端面距离瓶左肩5-15mm形成变向方位槽（3-2-3）；借助变向方位槽（3-2-3）将碳纤维束导引至瓶右端口；用同样的步骤对称绕制对称位置上的右端口强力复合层（3-2-2）；

5.3.2左、右瓶肩强化复合层预制作：借助变向方位槽（3-2-3）的转向设定碳纤维束的缠绕螺旋角变化增量实现左、右端口之间的往复式缠绕，达到对左、右瓶肩的全覆盖、并使所形成的左、右瓶肩强化复合层（3-2-4、3-2-5）的厚度达到设计厚度的70%-85%；

5.3.3瓶身强化复合层的制作：借助于变向方位槽（3-2-3）实现瓶身端头处反绕螺旋角的设定，在整个瓶身范围实现螺旋角为48-65°的往复式缠绕，在形成瓶身强化复合层（3-2-6）设计厚度的同时实现对左、右瓶肩强化复合层（3-2-4、3-2-5）的加厚；

5.3.4在强力碳纤维复合层外表面上制作保护层：经树脂浸渍、并经压轧处理的玻璃纤维束，从瓶左端口处沿轴向螺旋往复式环绕在瓶左端口、瓶左肩、瓶身部、瓶右肩、瓶右端口之间，形成厚度为4~10mm玻璃纤维保护层（3-3）；

5.3.5将缠绕好复合层的钢内胆置入固化炉中烘干、固化，整形处理。

3.根据权利要求1所述的大容积厚壁高压储氢钢内胆的加工工艺，其特征在于步骤2.2中每道次步进量与收口段壁厚的比值为3.91~0.22:1。

4.根据权利要求1所述的大容积厚壁高压储氢钢内胆的加工工艺，其特征在于步骤2.2和步骤2.3，旋压过程中模座的正向进给速度为200~500mm/min，返回速度为1000~3000mm/min。

5.根据权利要求1所述的大容积厚壁高压储氢钢内胆的加工工艺，其特征在于收口段的长度为400~700mm，终旋温度不低于900℃。

6.根据权利要求1所述的大容积厚壁高压储氢钢内胆的加工工艺，其特征在于步骤2.4中，旋轮臂的摆动速度为0.10~0.14rad/s、模座的进给速度为200~500mm/min。

7.根据权利要求6所述的大容积厚壁高压储氢钢内胆的加工工艺，其特征在于瓶颈内径不小于50mm、长度不小于80mm、壁厚是旋压气瓶的瓶身（2-1）壁厚的1.5~2.5倍。

8.根据权利要求7所述的大容积厚壁高压储氢钢内胆的加工工艺，其特征在于瓶身（2-1）与瓶肩（2-2）之间圆弧过渡，过渡圆弧α的弧度为0.1~0.5。

9.根据权利要求2所述的大容积厚壁高压储氢钢内胆的加工工艺，其特征在于在步骤5.3.3中，在钢内胆瓶肩和瓶身交接部位铺放由单向纤维布浸渍纤维胶液预制而成的纤维补强层。

10.根据权利要求2所述的大容积厚壁高压储氢钢内胆的加工工艺，其特征在于在步骤5.3.3中，碳纤维强力复合层的缠绕厚度为30~80mm，并在碳纤维强力复合层缠绕过程中厚度过半时，将钢内胆置入固化炉内，采用80~100°的炉温进行预固化处理，以胶液出现凝胶状态为止。