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回首页 ISO11439 中文版全文上海天海德坤复合气瓶有限公司 转载请保留!ISO/TC 58/SC 日期：1999年3月8日ISO/FDIS 11439：ccyy(E)ISO/TC 58/SC 3/WG天然气汽车车载高压气瓶文件类型：国际标准副标题：无语言：英语上海天海德坤复合气瓶有限公司 转载请保留!-2-目 录1 范围 72 参考 73 定义 104 工作条件 135 批准和认证 176 CNG-1 金属气瓶要求 227 CNG-2 环向缠绕气瓶要求 358 CNG-3 全缠绕气瓶要求 539 CNG-4 全复合材料气瓶要求 7010 标记 8311 准备 86附件 A 测试方法与标准 87附件 B 超声波探测 102附件 C 批准和认证程序 111附件 D 有缺陷气瓶进行循环，通过无损检测确定缺陷尺寸 115附件 E 报告表 116附件 F 环境测试 123-3-附件 G 使用应力表确定应力比 131附件 H 制造商对气瓶检查、使用、放置的建议 133-4-5-简介车载天然气气瓶要求重量轻，同时要具有比其他压力容器更高的安全水平。可通过下列方法达到上述要求：a) 精确而全面地指定工作条件，以此作为气瓶设计和使用的坚实基础。b) 使用恰当方法估算循环压力疲劳寿命，来确定所允许的金属气瓶或内胆上缺陷尺寸。c) 要求设计质量测试。d) 进行无损检测，检查所有生产的气瓶。e) 从每批成品气瓶中抽取气瓶和气瓶原材料进行破坏性测试。f) 要求制造商保留全面的质量体系文件，并认真执行。g) 定期检查，如有必要可根据制商的要求进行再次检测。h) 要求制造商在他们的设计中气瓶的安全使用年限。设计须符合下列标准：a) 超过指定工作寿命的疲劳寿命。b) 当进行压力循环至气瓶失效时，气瓶应泄露而不是破裂。-6-c) 进行水压爆破测试时，“爆破压力应力”的系数大于“工作压力应力”系数，超过此种气瓶设计和所用材料的数值。遵守该标准的制造商和用户应主意，气瓶是在特定条件下规定时间内能安全使用。每支气瓶上都标记了失效期，制 造商和用户有责任确保气瓶在规定条件下使用，按制造商要求检测。-7-1 范围本标准包含了天然气汽车车载高压可充装气瓶的最低要求，不包括因撞车而产生的外来冲击等工作条件。本标准中包括钢、铝或非金属材料制成按特定工作条件下的气瓶，1-1 性能 所有环节中都包含性能要求，无一例外。 NGV 2-1 金属 NGV 2-2 金属内衬外面环向缠绕纤维 NGV 2-3 金属内衬外面全缠绕纤维 NGV 2-4 非金属内衬外面全缠绕纤维ISO 7866 1999 气瓶-可充装无缝铝合金气瓶设计、制造、测试-14-4.2 最大工作压力该标准是建立在15 200 BAR，最大充装压力260BAR 的条件下。其他工作压力可按适当比例调节。如250 BAR 工作压力要求压力乘1.25。-15-除了工作压力以这种方式进行调节，气瓶应设计适合在下列压力范围内使用：a) 压力为温度15 200 BARb) 不管充装条件或温度变化，最大充装压力不超过260 BAR。4.3 设计充装次数 使用期内每年在15 200 BAR条件下，按设定的气体温度充装1000次。4.4 温度范围4.4.1 气体温度a) 气瓶内的气体温度介于 40和65间b) 充气和卸气的气体温度可能超过这一范围。4.4.2 气瓶温度a) 气瓶材料温度可介于42和82间b) 超过65的地区仅是少数，或持续时间短，气瓶内气体温度不得超过65，除了4.4.1 b 规定的内容外。-16-4.5 气体成份 气瓶充装的天然气应符合下列干性或湿性气体。甲醇或乙二醇不得添加到天然气中。a) 干性气体 水蒸气应少于32mg/m3（比如200 BAR 压力下露点为9） 成份 硫化氢和其他可溶性硫化物 23mg/m3 最多 氧 1% 最多 氢（当气瓶由钢制成，拉伸强度超过950MPa） 2% 最多b) 湿性气体 含水份多于干性气体。 硫化氢和其他可溶性硫化物 23mg/m3 最多 氧 1% 最多 二氧化碳 4% 最多 氢 0.1% 最多-17-4.6 外表面 气瓶外表面应能抵卸下列条件的冲击：a) 水b) 盐，如汽车在沿海地区使用。c) 阳光中的紫外线d) 砾石的冲击e) 溶剂、酸、碱、肥料f) 汽车内液体、包括汽油、水溶液、电池酸液、乙二醇和油等。g) 废气5 批准和认证应由认可的机构进行检测，检查员应具备专门资格。-19-5.2.2 设计通过 气瓶的设计须由检查员通过。制造商应提供下列信息：a) 使用条件说明，见5.2.3b) 设计数据，见5.2.4c) 制造数据，见5.2.5d) 质量体系，见5.2.6e) 断裂性能，NDE 缺陷大小，见5.2.7f) 规格表，见5.2.8g) 附加数据，见5.2.95.2.3使用条件说明a) 声明气瓶设计符合第四条中规定的使用条件。b) 使用寿命声明c) 气瓶使用中最低程度测试/或检测的说明d) 卸压装置和绝缘的说明e) 支持方法，保护层和其他要求但未提供的部件。f) 气瓶设计的描述-20-g) 其他保证气瓶安全使用和检测的信息5.2.4 设计数据5.2.4.1 图纸图纸应标出下列内容a) 名称、参考号码、日期、修改号码及日期b) 参考的标准及气瓶类型c) 所有尺寸及公差，包括收口形状、最小壁厚、开口d) 气瓶质量（重量）、公差e) 材料规格、机械、化学性能或公差范围，金属内衬或气瓶，应提供硬度范围。f) 其他数据，如最小测试压力、防火装置和外保护层、挤压硬化内表面的压力范围5.2.4.2 应力分析报告应进行有限元分析或其他应力分析。提供计算的应力表。5.2.4.3 材料性能数据提供设计中使用材料性能数据，也应提交按照本标准第四条中条件下使用，能反应材料机械性能的测试数据。-21-5.2.4.4 防火装置测试数据应证实防火装置的有效性。5.2.5 制造数据应提供加工工艺、无损测试、生产测试和批量测试的结果。应说明生产工艺的公差，如热处理、末端收口、树脂混合比例、纤维张力、缠绕速度、固化时间、温度和挤压硬化内表面的压力。应说明表面喷漆、螺纹细节、超声波探测合格标准、批量测试每批气瓶的最多数量。5.2.6 质量控制制造商应说明根据质量保证要求所采用的方法和程序，并符合气瓶使用国家的相关规定。5.2.7 破裂性能和无损检测（NDE）的缺陷尺寸制造商应说明无损检测（NDE）的最大缺陷尺寸以确保气瓶在破裂前泄露，防止气瓶在使用中因金属疲劳而失效。最大缺陷尺寸应根据设计采用适当的方法确定。附件D中给了一个例子。-22-5.2.8 规格表按照5.2.2规定在规格表中给出设计气瓶的资料，名称、参考号码、修改号码、原签发日期及每份资料的版本信息。所有资料须有签发人签名。5.2.9 附加数据有助于气瓶使用的附加数据，如拟应用的材料使用状况，或一种专门气瓶设计在其他工作条件的使用状况。5.3 型号批准证书如果气瓶设计及原型气瓶的测试符合6.5、7.5、8.5、或9.5的要求，检查员可签发型号批准证书。附件E是型号批准证书样品。6 CNG-1 金属气瓶的要求 6.1 通用要求设计应确保气瓶在正常使用中因压力部件可能的老化而发生“破裂前泄露”模式。-23-6.2 材料6.2.1 通用要求材料应符合条件4的要求，设计中不得将不溶合材料互相接触。6.2.2 化学成分6.2.2.1 钢钢中不得含有铝或硅。所有钢的化学成分应声明，按下列内容归类：a) 碳、锰、铝、硅含量b) 铬、镍、钼、硼、钒含量，和加入的其他合金成分。铸模分析中硫和磷的含量不得超过表1的要求。表1 硫和磷含量的最高界限拉伸强度 950Mpa硫0.020%0.010%磷0.020%0.020%硫和0.030%0.025%-24-6.2.2.2 铝 铝合金符合本标准的要求，也可以用来制造内衬，铅和铋含量不超过30ppmm。6.3 设计要求6.3.1 测试压力制造中的最小测试压力为300 BAR （1.5倍工作压力）。6.3.2 爆破压力实际最小爆破压力不少于450 BAR。6.3.3 应力分析气瓶的应力值包括200 BAR，测试压力、设计的爆破压力。正确计算应力分布以确定设计的最小壁厚。6.3.4 最大缺陷尺寸金属气瓶任何部位的最大缺陷尺寸应保证气瓶符合压力循环和“破裂前泄露”的要求。6.3.5 开口只能在气瓶顶部开口，开口的中心线与气瓶的纵轴一致。-25-6.3.6 防火装置气瓶设计中应有卸压装置。气瓶、材料、卸压装置应整体设计以保证在A.15 测试中有足够的安全性。出于最大化考虑安全因素，制造商应说明替换的PRD位置用于在车上安装。卸压装置应在气瓶使用国家的检查员认可合格。6.3.7 附件附件材料须与气瓶材料相适应，采用非焊接方法与气瓶相连接。6.4 制造和工艺6.4.1 末端收口每支气瓶在壁厚和表面喷漆前应认真检查。铝气瓶底部不得用成形工艺封闭。钢气瓶底部经成形工艺封闭后应进行无损检测。末端收口工艺中不得加入金属。6.4.2 热处理末端收口后，气瓶进行热处理，使其硬度达到设计要求，不允许局部热处理。-26-6.4.3 瓶口螺纹螺纹应切割干净，无间断，符合国际标准。6.4.4 外部保护气瓶的外表面应符合A 14酸环境测试的要求。可使用下列方法：a) 表面喷漆b) 保护层，如果外层是设计的一部分，应符合A9 要求。c) 密封层阻挡A14中的化学物质。气瓶表面的保护层不得影响气瓶的性能。附件F 中提供了环境性能测试以检查保护层的有效性。-27-6.5 原型测试程序6.5.1 通用要求每种新气瓶须经原型测试，成品测试，并加盖辨别标记。检查员选择气瓶并目睹6.5.2的测试内容。如果标准要求用更多的气瓶进行测试，所有结果应记录。6.5.2 原型测试6.5.2.1 所要求的测试内容在型号批准过程中，检查员应选择测试所需气瓶并目睹测试过程： 1 个气瓶进行6.5.2.2 或6.5.2.3（材料测试）的测试内容。3 个气瓶进行6.5.2.4（水压爆破测试）的测试内容。2 个气瓶进行6.5.2.5（室温压力循环测试）的测试内容。3 个气瓶进行6.5.2.6（破裂前泄露测试）的测试内容。1个或2个气瓶进行6.5.2.7（火烧测试）的测试内容。1个气瓶进行6.5.2.8（穿透测试）的测试内容。6.5.2.2 钢气瓶的材料测试钢气瓶应进行下列材料测试：a) 拉伸测试 按A1内容进行成型钢气瓶的材料性能测试，并符合其要求。b) 冲击测试-28-按A2内容进行成型钢气瓶的冲击性能测试，并符合其要求。c) 耐硫化物应力裂纹测试当钢气瓶拉伸强度超过950Mpa，按A3内容进行成型钢气瓶的耐硫化物应力裂纹性能测试，并符合其要求。6.5.2.3 铝合金气瓶材料测试铝合金气瓶应进行下列材料测试：a) 拉伸测试 按A1内容进行成型铝合金气瓶的材料性能测试，并符合其要求。b) 腐蚀测试 按A4内容进行成型铝合金气瓶的耐腐蚀性能测试，并符合其要求。c) 持续载荷裂纹测试按A5内容进行成型铝合金气瓶的持续载荷裂纹性能测试，并符合其要求。6.5.2.4水压爆破测试3 个气瓶按A12内容进行进行水压爆破测试直到气瓶破裂。气瓶爆破压力应超过设计中经应力分析计算的最小爆破压力，至少450 BAR。6.5.2.5室温压力循环测试2 个气瓶按A13内容进行室温压力循环测试直到气瓶破裂或至少循环45000次。气瓶在达-29-到规定的使用寿命年限乘以1000次循环前不得破裂。气瓶在超过规定的使用寿命年限乘以1000次循环时应泄露而不是破裂。超过45000循环而未破裂的气瓶应继续循环或水压测试直到破裂。应记录破裂时的循环次数和破裂位置。6.5.2.6破裂前泄露测试按A6内容进行气瓶的破裂前泄露性能测试，并符合其要求。6.5.2.7火烧测试1个或2个气瓶按A15内容进行火烧测试，并符合其要求。6.5.2.8穿透测试1个气瓶按A16内容进行穿透测试，并符合其要求6.5.3 改变设计改变设计是指非正常制造公差而产生的结构材料或体积的变化。小范围的改变设计可通过减少测试项目达到质量合格。表2中的改变设计要求进行表中规定的原型测试。-30-表2 CNG-1 气瓶改变设计改变设计测试种类水压爆破室温循环破裂前泄露火烧穿透A12A13A6A15A16金属气瓶材料XXXXX直径变化20%XX直径变化20%XXXXX长度变化50%XX2)长度变化50%XXX2)工作压力变化20%1)XX封头形状XX开口大小XX制造工艺变化XX卸压装置X1) 只有在壁厚变化与直径或压力变化成比例时2) 只有在长度增加时才进行测试-31-6.6 批量测试6.6.1 通用要求应进行批量测试，并加盖辨别标记。如果标准要求用更多的气瓶进行测试，所有结果应记录。批量测试的气瓶从每批中随机选择。符合ISO 9809-1,9809-26,ISO 9809-36标准的气瓶不要求进行定期的压力循环测试，如果在气瓶型号定型中，气瓶经过至少15，000次从20 BAR到不少于300 BAR（按A6要求）的压力循环或至少30，000 次从20 BAR到不少于260 BAR（按A13要求）的压力循环而不破裂。6.6.2 测试项目6.6.2.1 每批气瓶进行下列测试：a) 1 个气瓶 1）按A12 进行水压爆破测试-32-b) 另1个气瓶，或成品气瓶热处理样品，1） 按设计检查关健尺寸（见5.2.4.1）2） 按A1内容进行拉伸测试，测试结果应符合其要求。3） 钢气瓶按A2内容进行3次冲击测试，测试结果应符合其要求。4） 当保护层是设计中的一部分时，按A24内容进行保护层批量测试。若保护层测试不合格，这批气瓶要逐个检查，将有相同缺陷的保护层取下。可重新加保护层，进行测试。批量测试不合格的全部气瓶按6.9处理。6.6.2.2 成品气瓶应按A13定期进行压力循环测试。a) 每批气瓶中抽1个气瓶进行压力循环测试，次数为规定的使用寿命年限乘以1000次，至少循环15000次。b) 如果同一设计类型的气瓶（相同的材料和工艺，见6.5.3）有连续10批气瓶进行压力循环测试，其泄露或破裂时循环次数达到了规定的使用寿命年限乘以1500次（至少22，500 次），则压力循环测试可降低为每5批中抽取1个气瓶。-33-c) 如果同一设计类型的气瓶有连续10批气瓶进行压力循环测试，其泄露或破裂时循环次数达到了规定的使用寿命年限乘以2000次（至少30，000 次），则压力循环测试可降低为每10批中抽取1个气瓶。d) 如果自最后1次压力循环测试经过了3个月以上，下一批气瓶中抽取1个气瓶进行压力循环测试以保证b)或c)中降低了频率的批量测试。e) 如果b)或c)中气瓶降低测试频率，循环次数未能达到压力循环的要求（25，000和30，000次），则按a)内容连续进行至少10批气瓶测试才能达到b) c)中降低测试频率的要求。如果a) b) c)中气瓶检测时未能达到规定的使用寿命年限乘以1000次的循环次数（至少循环15000次），应找原因，按6.9处理。从这批气瓶中再抽3个气瓶进行压力循环测试。如果这3个气瓶有任何1个气瓶未能达到规定的使用寿命年限乘以1000次的循环次数（至少循环15000次），这批气瓶报废。6.7 每个气瓶的测试一批中的每个气瓶应进行检查和测试，无损测试应按标准进行。每个气瓶在制造和成型后进行下列检查：-34-a) 按附件B或其他方法进行无损检测，确保最大缺陷尺寸不超过6.3.4的规定。b) 体积和重量在设计允许的公差内。c) 表面漆、开口、收口、瓶肩等处的褶皱、凹陷。d) 标记e) 按A8对热处理气瓶进行硬度测试。f) 按A11进行水压测试。如果选择1，制造商应确定使用压力带来的体积永久膨胀率，但不得超过10%。6.8 批量合格证书按6.6 6.7 的批量测试合格，制造商和检查员应共同在合格证书上签名。附件E 是合格证书的样本。6.9 不能达到测试要求若不能达到测试要求，下列条件经检查员同意可重新测试。-35-a) 如果测试中有错误，或测量有误，可重做测试。如果合格，可忽略上一次的测验结果。b) 如果测试方法正确，则要找出失败的原因。1）如果是热处理的问题，气瓶再进行一次热处理。如果是原型测试或批量测试不合格，重新测试前所有气瓶进行热处理。若单个气瓶测试时遇到不合格的情况，只对发现问题的气瓶进行再次热处理和测试。 无论何时进行热处理，应保证最小壁厚。 只有需要证明新的一批气瓶合格，才再次进行原型或批量测试。如果气瓶在一个或多个测试结果部分不合格，所有气瓶报废。 2）如果不是热处理导致的测试结果不合格，有缺陷的气瓶或者报废或者按要求的方法修复。若修复的气瓶能通过相应的测试，可仍做为原来这批气瓶的一部分。7 CNG-2 环向缠绕气瓶的要求7.1 通用要求 设计应确保气瓶在正常使用中因压力部件可能的老化而发生“破裂前泄露”模式。如果金属内衬泄露，只能是因疲劳裂纹的增长而导致。-36-7.2 材料7.2.1 通用要求材料应符合条件4的要求，设计中不得将不溶合材料互相接触。7.2.2 化学成分控制7.2.2.1 钢钢中不得含有铝或硅。钢的化学成分应声明，按下列内容归类：a) 碳、锰、铝、硅含量b) 铬、镍、钼、硼、钒含量，和加入的其他合金成分。铸模分析中硫和磷的含量不得超过表3的要求。表3 硫和磷含量的最高界限拉伸强度 950Mpa硫0.020%0.010%磷0.020%0.020%硫和0.030%0.025%-37-7.2.2.2铝 铝合金符合本标准的要求，也可以用来制造内衬，铅和铋含量不超过30ppmm。7.2.3 复合材料7.2.3.1 树脂树脂体系采用热固性树脂或热朔性树脂。通常采用环氧树脂，增强环氧树脂，聚脂，乙烯热固性塑料，聚乙烯和聚酰胺热朔性树脂。树脂材料的玻璃传递温度应符合ASTM D 3418-97的要求。7.2.3.2 纤维结构增强材料采用玻璃纤维、芳纶纤维、或碳纤维。如果使用增强碳纤维，设计中应考虑金属气瓶的电腐蚀问题制造商应保存复合材料的规格说明书，材料制造商提供的存放方法，每批材料符合规格要求的证明书。-38-7.3 设计要求7.3.1 测试压力制造中的最小测试压力为300 BAR （1.5倍工作压力）。7.3.2 爆破压力和纤维应力比金属内衬实际最小爆破压力不少于260 BAR。实际最小爆破压力不少于表4中的规定。复合材料层在持续载荷和循环加载下应有高可靠性，高可靠性来自达到或超过表4中的复合增强应力比。应力比是纤维在规定的最小爆破压力下内部应力与在工作压力下应力之比。爆破比是实际爆破压力与工作压力之比。计算应力比包括：a) 非线性材料的分析方法（计算机编程或有限元分析）b) 内衬材料的弹性-塑性 应力-应变曲线正确建模c) 复合材料机械性能的正确建模d) 计算挤压硬化内表面压力、挤压硬化内表面后的零压力、工作压力、最小爆破压力、e) 补偿来自缠绕张力的预应力。f) 最小爆破压力 计算出的最小爆破压力下的应力除工作压力下的应力应该达到使用的纤维应力比要求。-39-g) 分析使用混合纤维的气瓶时，考虑不同纤维不同弹性模量引起的载荷分布。附件G中给出了可行的使用应变仪表测量应力比的方法。表4 CNG-2 气瓶最小实际爆破值和应力比纤维种类应力比爆破压力 BAR玻璃纤维2.75500 1)芳纶纤维2.35470碳纤维2.35470混合纤维2)1) 最小爆破压力。 根据7.3.2计算符合最小应力比要求。2) 爆破压力和应力比根据7.3.2计算得出。7.3.3 应力分析预应力后的复合材料和内衬的应力值包括零压力、200 BAR、测试压力、设计的爆破压力。使用合适的分析方法考虑内衬非线性材料特性计算应力分布。采用挤压硬化内表面提供预应力的设计中，挤压硬化内表面压力应在规定的范围内。采用控制缠绕张力提供预应力的设计中，应计算温度、每层要求的张力和内衬的最终预应力。-40-7.3.4 最大缺陷尺寸金属气瓶任何部位的最大缺陷尺寸应保证气瓶符合压力循环和“破裂前泄露”的要求。7.3.5 开口只能在气瓶顶部开口，开口的中心线与气瓶的纵轴一致。7.3.6 防火装置气瓶设计中应有卸压装置。气瓶、材料、卸压装置应整体设计以保证在A.15 测试中有足够的安全性。出于最大化考虑安全因素，制造商应说明替换的PRD位置用于在车上安装。卸压装置应在气瓶使用国家的检查员认可合格。7.4 制造和工艺7.4.1 通用气瓶是内衬外面缠绕连续纤维制成，缠绕采用数控或机械控制，纤维在张力控制下缠绕到内衬上，之后在控制的温度下固化。7.4.2 内衬金属内衬须符合7.2，7.3.2或 7.5.2.2 或7.5.2.3相对应气瓶的要求。-41-7.4.3 瓶口螺纹螺纹应切割干净，无间断，符合国际标准。7.4.4 复合层7.4.4.1 纤维缠绕缠绕过程中，应监视一些变量在允许的公差内，并记录下列变量：a) 纤维种类和尺寸b) 浸渍方法c) 缠绕张力d) 缠绕速度e) 纱团数f) 纱带宽度g) 树脂类型和成分h) 树脂温度i) 内衬温度j) 缠绕角-42-7.4.4.2 热固性树脂的固化如果使用热固性树脂，缠绕后应固化。固化中应记录固化（如时间-温度）周期。铝合金内衬的气瓶最长固化时间和温度应低于影响金属性能的时间和温度。7.4.4.3 挤压硬化内表面如果使用挤压硬化内表面方法，则应在水压测试前进行。挤压硬化内表面压力在7.3.3规定的范围内。7.4.5外部保护气瓶的外表面应符合A 14酸环境测试的要求。可使用下列方法：a) 表面喷漆b) 使用适当的纤维和树脂材料。c) 保护层，如果外层是设计的一部分，应符合A9 要求。d) 密封层阻挡A14规定的化学物质。气瓶表面的保护层不得影响气瓶的性能。附件F 中提供了环境性能测试以检查保护层的有效性。-43-7.5 原型测试程序7.5.1 通用要求每种新气瓶须经原型测试，成品测试，并加盖辨别标记。检查员选择气瓶并目睹7.5.2的测试内容。如果标准要求用更多的气瓶进行测试，所有结果应记录。7.5.2 原型测试7.5.2.1 所要求的测试内容在型号批准过程中，检查员应选择测试所需气瓶并目睹测试过程： 1 个内衬进行7.5.2.2 或7.5.2.3（材料测试）的测试内容。1个内衬和3 个气瓶进行7.5.2.4（水压爆破测试）的测试内容。2 个气瓶进行7.5.2.5（室温压力循环测试）的测试内容。3 个气瓶进行7.5.2.6（破裂前泄露测试）的测试内容。1个或2个气瓶进行7.5.2.7（火烧测试）的测试内容。1个气瓶进行7.5.2.8（穿透测试）的测试内容。1个气瓶进行7.5.2.9（酸环境测试）的测试内容。-44-1个气瓶进行7.5.2.10（缺陷容限测试）的测试内容。1个气瓶进行7.5.2.11（高温蠕变测试）的测试内容。1个气瓶进行7.5.2.12（加速应力破裂测试）的测试内容。1个气瓶进行7.5.2.13（极端温度压力循环测试）的测试内容。1个气瓶的复合层进行7.5.2.14（树脂剪切强度测试）的测试内容。7.5.2.2 钢内衬的材料测试钢内衬应进行下列材料测试：a) 拉伸测试 按A1内容进行成型钢内衬的材料性能测试，并符合其要求。b) 冲击测试按A2内容进行成型钢内衬的冲击性能测试，并符合其要求。c) 耐硫化物应力裂纹测试当钢气瓶拉伸强度超过950Mpa，按A3内容进行成型钢气瓶的耐硫化物应力裂纹性能测试，并符合其要求。7.5.2.3 铝合金内衬材料测试铝合金内衬应进行下列材料测试：-45-a) 拉伸测试 按A1内容进行成型铝合金气瓶的材料性能测试，并符合其要求。b) 腐蚀测试 按A4内容进行成型铝合金气瓶的耐腐蚀性能测试，并符合其要求。c) 持续载荷裂纹测试按A5内容进行成型铝合金气瓶的持续载荷裂纹性能测试，并符合其要求。-46-7.5.2.4水压爆破测试a) 1个内衬按A12内容进行进行水压爆破测试直到气瓶破裂，气瓶爆破压力应超过设计的内衬最小爆破压力b) 3 个气瓶按A12内容进行进行水压爆破测试直到气瓶破裂。气瓶爆破压力应超过设计中经应力分析计算的最小爆破压力，任何情况下不得低于7.3.2应力比的要求。7.5.2.5室温压力循环测试2 个气瓶按A13内容进行室温压力循环测试直到气瓶破裂或至少循环45000次。气瓶在达到规定的使用寿命年限乘以1000次循环前不得破裂。气瓶在超过规定的使用寿命年限乘以1000次循环时应泄露而不是破裂。超过45000循环而未破裂的气瓶应继续循环或水压测试直到破裂。应记录破裂时的循环次数和破裂位置。7.5.2.6破裂前泄露测试按A6内容进行气瓶的破裂前泄露性能测试，并符合其要求。7.5.2.7火烧测试1个或2个气瓶按A15内容进行火烧测试，并符合其要求。7.5.2.8穿透测试1个气瓶按A16内容进行穿透测试，并符合其要求-47-7.5.2.9酸环境测试1个气瓶按A14内容进行测试，并符合其要求7.5.2.10缺陷容限测试1个气瓶按A17内容进行测试，并符合其要求7.5.2.11高温蠕变测试在设计中树脂玻璃传递温度不超过102，1个气瓶按A18内容进行测试，并符合其要求7.5.2.12加速应力破裂测试1个气瓶按A19内容进行测试，并符合其要求7.5.2.13极端温度压力循环测试1个气瓶按A7内容进行测试，并符合其要求7.5.2.14树脂剪切强度树脂材料按A26内容进行测试，并符合其要求7.5.3 改变设计改变设计是指非正常制造公差而产生的结构材料或体积的变化。小范围的改变设计可通过减少测试项目达到质量合格。表5中的改变设计要求进行表中规定的原型测试。-48-表5 CNG-2 气瓶改变设计改变设计测试种类水压爆破室温循环火烧穿透环境测试缺陷容限测试高温蠕变测试应力破裂A1A1A15A1A14A17A18A19纤维XXXX金属内衬XXXXXXXX纤维XXXXXXXX树脂XXXXX直径变化20%XX直径变化20%XXXXX长度变化50%XX2）长度变化50%XXX2）工作压力变化20%1)XX封头形状XX开口大小XX复合层X变化工艺XX压力X只有在壁厚变化与直径或压力变化成比例时只有在长度增加时才进行测试7.6 批量测试7.6.1 通用要求应进行批量测试，并加盖辨别标记。如果标准要求用更多的气瓶进行测试，所有结果应记录。批量测试的气瓶从每批中随机选择。在进行挤压硬化内表面或水压测试前，如发规复合层有缺陷，则须将复合层取下替换。-49-7.6.2 测试项目7.6.2.1 每批气瓶进行下列测试：a) 1 个气瓶 1）按A12 进行水压爆破测试 如果爆破压力小于估算的爆破压力，按7.9处理。b) 另1个气瓶，或成品气瓶热处理样品，1） 设计检查关健尺寸（见5.2.4.1）2） 按A1内容进行拉伸测试，测试结果应符合其要求。3） 钢内衬按A2内容进行3次冲击测试，测试结果应符合其要求。4） 当保护层是设计中的一部分时，按A24内容进行保护层批量测试。若保护层测试不合格，这批气瓶要逐个检查，将有相同缺陷的保护层取下。可重新加保护层，进行测试。批量测试不合格的全部气瓶或内衬按7.9处理。-50-7.6.2.2 成品气瓶应按A13定期进行压力循环测试。a) 每批气瓶中抽1个气瓶进行压力循环测试，次数为规定的使用寿命年限乘以1000次，至少循环15000次。b) 如果同一设计类型的气瓶（相同的材料和工艺，见7.5.3）有连续10批气瓶进行压力循环测试，其泄露或破裂时循环次数达到了规定的使用寿命年限乘以1500次（至少22，500 次），则压力循环测试可降低为每5批中抽取1个气瓶。c) 如果同一设计类型的气瓶有连续10批气瓶进行压力循环测试，其泄露或破裂时循环次数达到了规定的使用寿命年限乘以2000次（至少30，000 次），则压力循环测试可降低为每10批中抽取1个气瓶。d) 如果自最后1次压力循环测试经过了3个月以上，下一批气瓶中抽取1个气瓶进行压力循环测试以保证b)或c)中降低了频率的批量测试。e) 如果b)或c)中气瓶降低测试频率，循环次数未能达到压力循环的要求（25，000和30，000次），则按a)内容连续进行至少10批气瓶测试才能达到b) c)中降低测试频率的要求。如果a) b) c)中气瓶检测时未能达到规定的使用寿命年限乘以1000次的循环次数（至少循环15000次），应找原因，按7.9处理。从这批气瓶中再抽3个气瓶进行压力循环测试。如果这-51-3个气瓶有任何1个气瓶未能达到规定的使用寿命年限乘以1000次的循环次数（至少循环15000次），这批气瓶报废。7.7 每个气瓶的测试一批中的每个气瓶应进行检查和测试，无损测试应按标准进行。每个气瓶在制造和成型后进行下列检查：a) 按附件B或其他方法进行无损检测，确保最大缺陷尺寸不超过7.3.4的规定。b) 内衬和气瓶的体积和重量在设计允许的公差内。c) 表面漆、开口、收口、瓶肩等处的褶皱、凹陷。d) 标记e) 按A8对热处理后内衬进行硬度测试，数值应在设计的范围内。f) 按A11进行水压测试，选项1，制造商应确定使用压力带来的体积永久膨胀率，但不得超过5%。-52-7.8 批量合格证书按7.6 7.7 的批量测试合格，制造商和检查员应共同在合格证书上签名。附件E 是合格证书的样本。7.9 不能达到测试要求若不能达到测试要求，下列条件经检查员同意可重新测试。a) 如果测试中有错误，或测量有误，可重做测试。如果合格，可忽略上一次的测验结果。b) 如果测试方法正确，则要找出失败的原因。1）如果是热处理的问题，气瓶再进行一次热处理。如果是原型测试或批量测试不合格，重新测试前所有气瓶进行热处理。若单个气瓶测试时遇到不合格的情况，只对发现问题的气瓶进行再次热处理和测试。 无论何时进行热处理，应保证最小壁厚。 只有需要证明新的一批气瓶合格，才再次进行原型或批量测试。如果气瓶在一个或多个测试结果部分不合格，所有气瓶报废。-53- 2）如果不是热处理导致的测试结果不合格，有缺陷的气瓶或者报废或者按要求的方法修复。若修复的气瓶能通过相应的测试，可仍做为原来这批气瓶的一部分。8 CNG-3 全缠绕气瓶的要求 8.1 设计 设计应确保气瓶在正常使用中因压力部件可能的老化而发生“破裂前泄露”模式。如果金属内衬泄露，只能是因疲劳裂纹的增长而导致。8.2 材料8.2.1 通用要求材料应符合条件4的要求，设计中不得将不溶合材料互相接触。-54-8.2.2 化学成分控制8.2.2.1 钢钢中不得含有铝或硅。钢的化学成分应声明，按下列内容归类：a) 碳、锰、铝、硅含量b) 铬、镍、钼、硼、钒含量，和加入的其他合金成分。铸模分析中硫和磷的含量不得超过表6的要求。表6 硫和磷含量的最高界限拉伸强度 950Mpa硫0.020%0.010%磷0.020%0.020%硫和0.030%0.025%8.2.2.2铝 铝合金符合本标准的要求，也可以用来制造内衬，铅和铋含量不超过30ppmm。8.2.3 复合材料8.2.3.1 树脂树脂体系采用热固性树脂或热朔性树脂。通常采用环氧树脂，增强环氧树脂，聚脂，乙烯热固性塑料，聚乙烯和聚酰胺热朔性树脂。-55-树脂材料的玻璃传递温度应符合ASTM D 3418-97的要求。8.2.3.2 纤维结构增强材料采用玻璃纤维、芳纶纤维、或碳纤维。如果使用增强碳纤维，设计中应考虑金属气瓶的电腐蚀问题制造商应保存复合材料的规格说明书，材料制造商提供的存放方法，每批材料符合规格要求的证明书。8.3 设计要求8.3.1 测试压力制造中的最小测试压力为300 BAR （1.5倍工作压力）。8.3.2 爆破压力和纤维应力比实际最小爆破压力不少于表6中的规定。复合材料层在持续载荷和循环加载下应有高可靠性，高可靠性来自达到或超过表6中的复合增强应力比。应力比是纤维在规定的最小爆破压力下内部应力与在工作压力下应力之比。爆破比是实际爆破压力与工作压力之比。计算应力比包括：-56-a) 非线性材料的分析方法（计算机编程或有限元分析）b) 内衬材料的弹性-塑性 应力-应变曲线正确建模c) 复合材料机械性能的正确建模d) 计算挤压硬化内表面压力、挤压硬化内表面后的零压力、工作压力、最小爆破压力、e) 补偿来自缠绕张力的预应力。f) 最小爆破压力 计算出的最小爆破压力下的应力除工作压力下的应力应该达到使用的纤维应力比要求。g) 分析使用混合纤维的气瓶时，考虑不同纤维不同弹性模量引起的载荷分布。表7中给出了每种纤维的应力比。附件G中给出了可行的使用应变仪表测量应力比的方法。表7 CNG-2 气瓶最小实际爆破值和应力比纤维种类应力比爆破压力 BAR玻璃纤维3.65700 1)芳纶纤维3.10600碳纤维2.35470混合纤维2)3) 最小爆破压力。 根据8.3.2计算符合最小应力比要求。4) 爆破压力和应力比根据8.3.2计算得出。-57-8.3.3 应力分析预应力后的复合材料和内衬的应力值包括零压力、200 BAR、测试压力、设计的爆破压力。使用合适的分析方法考虑内衬非线性材料特性计算应力分布。采用挤压硬化内表面提供预应力的设计中，挤压硬化内表面压力应在规定的范围内。8.3.4 最大缺陷尺寸金属气瓶任何部位的最大缺陷尺寸应保证气瓶符合压力循环和“破裂前泄露”的要求。8.3.5 开口只能在气瓶顶部开口，开口的中心线与气瓶的纵轴一致。-58-8.3.6 防火装置气瓶设计中应有卸压装置。气瓶、材料、卸压装置应整体设计以保证在A.15 测试中有足够的安全性。出于最大化考虑安全因素，制造商应说明替换的PRD位置用于在车上安装。卸压装置应在气瓶使用国家的检查员认可合格。8.4 制造和工艺8.4.1 通用气瓶是内衬外面缠绕连续纤维制成，缠绕采用数控或机械控制，纤维在张力控制下缠绕到内衬上，之后在控制的温度下固化。8.4.2 内衬金属内衬须符合8.2，8.3.2或 8.5.2.2 或8.5.2.3相对应气瓶的要求。8.4.3 瓶口螺纹螺纹应切割干净，无间断，符合国际标准。-59-8.4.4 复合层8.4.4.1 纤维缠绕缠绕过程中，应监视一些变量在允许的公差内，并记录下列变量：a) 纤维种类和尺寸b) 浸渍方法c) 缠绕张力d) 缠绕速度e) 纱团数f) 纱带宽度g) 树脂类型和成分h) 树脂温度i) 内衬温度j) 缠绕角8.4.4.2 热固性树脂的固化如果使用热固性树脂，缠绕后应固化。固化中应记录固化（如时间-温度）周期。铝合金内衬的气瓶最长固化时间和温度应低于影响金属性能的时间和温度。8.4.4.3 挤压硬化内表面如果使用挤压硬化内表面方法，则应在水压测试前进行。挤压硬化内表面压力在8.3.3规定的范围内。-60-8.4.5外部保护气瓶的外表面应符合A 14酸环境测试的要求。可使用下列方法：a) 表面喷漆b) 使用适当的纤维和树脂材料。c) 保护层，如果外层是设计的一部分，应符合A9 要求。d) 密封层阻挡A14规定的化学物质。气瓶表面的保护层不得影响气瓶的性能。附件F 中提供了环境性能