压缩天然气瓶阀试验大纲

1、压缩天然气瓶阀产品型式试验大纲 编制： 审核： 批准： 目 录1 范围.22 型式试验依据.23 型式试验项目.24 型式试验方法.35 型式试验判定表.11 -1-压缩天然气瓶阀产品型式试验大纲1 范围本试验大纲规定了车用压缩天然气瓶阀的型式试验依据、型式试验项目、型式试验方法、型式试验判定表等。本试验大纲适用于车用压缩天然气钢瓶阀以及充装压缩天然气阀的产品型式试验。2 型式试验依据本试验大纲按照ISO15500公路车辆压缩天然气（CNG）燃料系统部件国际标准以下相关部分要求编写：ISO15500-1 一般要求和定义ISO15500-2 性能和一般试验方法ISO15500-5 手动气瓶阀IS

2、O15500-13 压力泄放装置（PRD）ISO15500-14 限流阀注：本试验大纲中手动气瓶阀简称阀，压力泄放装置分为温控式安全装置简称PRD-A和组合式安全装置简称PRD-B，限流阀简称溢流组件，PRD和溢流组件与手动气瓶阀装配后简称组合阀。对于试验项目和要求相同的阀、PRD和溢流组件则通过组合阀同时试验。用于试验的限流阀应符合ISO15500-14标准中规定的内部限流阀，限流型式是定量节流型，因此无超扳紧力矩试验、气密性试验和弯曲力矩试验等试验项目。用于试验的PRD应符合ISO15500-13标准中规定的非独立结构的型式，因此无弯曲力矩试验项目。3 型式试验项目本试验大纲共有20项试验

3、项目。其中包括组合阀液压强度试验、PRD易熔合金液压强度试验、阀气密性试验、PRD气密性试验、阀的连续性运行试验、PRD的连续性运行试验、溢流组件连续性运行试验、PRD加速寿命试验、PRD动作试验、PRD热循环试验、PRD流量试验、溢流组件流量试验、组合阀耐超-2-力矩试验、阀的弯曲力矩试验、组合阀抗振性试验、组合阀耐腐蚀试验、PRD抗冷凝腐蚀试验、氧气老化试验、浸泡试验、黄铜材料相容性试验。4 型式试验方法4.1 组合阀液压强度试验4.1.1 根据ISO15500-2的第5部分，ISO15500-5的6.2部分，ISO15500-13的6.2.1部分，ISO15500-14的6.2部分的规定

4、，对组合阀进行水压强度试验。4.1.2 试验压力80MPa，试验温度205，试验时间大于3分钟。4.1.3 升压和保压过程目测阀：无破裂和变形。4.2 PRD易熔合金液压强度试验4.2.1 根据ISO15500-13的6.2.2部分的规定对PRD易熔合金材料进行水压强度试验，组合安全装置。4.2.2将PRD在30MPa水压下保持30分钟，易熔合金材料无挤出现象，然后以0.5MPa /秒的速率将压力升至60MPa或升至易熔合金材料开始挤出时的压力。4.2.3 升压过程目测PRD：易熔合金材料在45MPa以内无挤出。4.3 阀气密性试验4.3.1根据ISO15500-2的第6部分，ISO15500

5、-5的6.3部分的规定，对阀进行气密性试验，试验气源为干燥空气。4.3.2 -40试验温度下，在阀的开启和关闭二种状态下分别从进气口升压至15MPa后保压2分钟再降压至0.5MPa后保压2分钟。4.3.3 目测阀：升降压和保压全过程无气泡产生或泄漏率小于20cm3/h。4.3.4 20试验温度下，在阀的开启和关闭二种状态下分别从进气口升压至0.5MPa后保压2分钟再升压至30MPa后保压2分钟。4.3.5 目测阀：升压和保压全过程无气泡产生或泄漏率小于20cm3/h。4.3.6 85试验温度下，在阀的开启和关闭二种状态下分别从进气口升压至1MPa后保压2分钟再升压至30MPa后保压2分钟。4.

6、3.7 目测阀：升压和保压全过程无气泡产生或泄漏率小于20cm3/h。4.4 PRD气密性试验-3-4.4.1 根据ISO15500-2的第6部分，ISO15500-13的6.3部分的规定，对PRD进行气密性试验，试验气源为干燥空气。4.4.2 -40试验温度下，从PRD进气口升压至15MPa后保压2分 钟。4.4.3 目测PRD：升压和保压全过程无气泡产生或泄漏率小于20cm3/h。4.4.4 82试验温度下，从PRD进气口升压至26MPa后保压2分钟。4.4.5 目测PRD：升压和保压全过程无气泡产生或泄漏率小于20cm3/h。4.5 阀的连续性运行试验4.5.1根据ISO15500-2的

7、第9部分，ISO15500-5的6.4部分的规定，对阀进行连续性运行试验，试验气源为干燥空气。4.5.2 一次关闭和一次开启为一次循环，一次循环时间不超过12秒。4.5.3 20试验温度下，系统内压力保持恒定20MPa，对阀进行9600次的启闭循环。4.5.4 循环结束后，按本大纲第4.3部分阀气密性试验对该阀进行常温气密性试验。4.5.5 85试验温度下，系统内压力保持恒定20MPa，对阀进行200次的启闭循环。4.5.6 循环结束后，按本大纲第4.3部分阀气密性试验对该阀进行高温气密性试验。4.5.7 -40试验温度下，用不大于3.4Nm力矩应能完全开启和关闭阀，然后使系统内压力保持恒定1

8、0MPa，对阀进行200次的启闭循环。4.5.8 循环结束后，按本大纲第4.3部分阀气密性试验对该阀进行低温气密性试验。4.5.9 连续性运行试验结束后，用不大于1.7Nm力矩应能完全开启和关闭阀。4.6 PRD的连续性运行试验4.6.1根据ISO15500-2的第9部分，ISO15500-13的6.5部分的规定对PRD进行连续性运行试验，试验用水进行。4.6.2 一次关闭和一次开启为一次循环，一次循环时间不超过10秒。4.6.3 82试验温度下，对PRD进行2000次的启闭循环，同时系统内水压在-4-2MPa和26MPa之间作压力的往复循环，直至启闭循环结束。4.6.4 57试验温度下，对P

9、RD进行18000次的启闭循环，同时系统内水压在2MPa和26MPa之间作压力的往复循环，直至启闭循环结束。4.6.5 启闭循环全过程易熔合金材料不应从PRD中挤出。4.6.6 试验结束后，按本大纲第4.4部分PRD的气密性试验对该PRD进行气密性试验，按本大纲第4.9部分PRD的动作试验对该PRD进行动作试验。4.7 溢流组件连续性运行试验4.7.1 根据ISO15500-2的第9部分，ISO15500-14的6.6部分的规定对溢流组件进行连续性运行试验，试验气源为干燥空气。4.7.2 一次定流和一次复位为一次循环。4.7.3 系统内压力保持恒定20MPa，对溢流组件进行20次定流与复位的循

10、环。4.7.4 循环结束后，按本大纲第4.12部分溢流组件动作试验对该溢流组件进行动作试验。4.8 PRD加速寿命试验4.8.1根据ISO15500-13的6.6部分的规定对PRD进行加速寿命试验，试验气源为干燥空气。4.8.2 试验开始前，通过试验得到易熔合金材料屈服温度为106，按标准中提供的公式计算得出持久温度为89。4.8.3 将PRD从常温开始加热至易熔合金材料屈服温度106，然后向PRD充入26MPa气压并保持。4.8.4 PRD应在10小时内动作并泄压。4.8.5 将PRD从常温开始加热至持久温度89，然后向PRD充入26MPa气压并保持。4.8.6 PRD在500小时内不能动作

11、泄压。4.9 PRD动作试验4.9.1根据ISO15500-13的6.7部分的规定对PRD进行动作试验，试验气源为干燥空气。4.9.2 PRD-A动作试验-5-4.9.2.1 将一个未做过其它试验的PRD充入5MPa的压力后放入85的环境温度下保温2分钟。4.9.2.2 到时间后取出放入一个温度控制在590至610之间的加热炉内，PRD不能直接接触明火。4.9.2.3 观察并记录PRD从放入加热炉到动作泄压的时间。4.9.2.4 将一个已做过连续性运行试验、热循环试验、抗冷凝腐蚀试验、耐腐蚀试验和抗振性试验的PRD充入5MPa的压力后放入85的环境温度下保温2分钟。4.9.2.5 到时间后取出

12、放入一个温度控制在590至610之间的加热炉内，PRD不能直接接触明火。4.9.2.6 观察并记录PRD从放入加热炉到动作泄压的时间，该时间应同时满足5t t4min t：是4.9.2.3条试验记录到的PRD动作泄压时间。4.9.3 PRD-B动作试验4.9.3.1将一个未做过其它试验的PRD从常温开始加热至易熔合金材料屈服温度106以上10（即116），然后向PRD缓慢充入气压使PRD动作且爆破片破裂。4.9.3.2 观察并记录爆破片破裂时的气体压力。4.9.3.3 将一个已做过连续性运行试验、热循环试验、抗冷凝腐蚀试验、耐腐蚀试验和抗振性试验的PRD从常温开始加热至易熔合金材料屈服温度10

13、6以上10（即116），然后向PRD缓慢充入气压，使PRD动作且爆破片破裂。4.9.3.4 观察并记录爆破片破裂时的气体压力，该压力应在4.9.3.2条爆破片破裂压力的75105之间。4.10 PRD热循环试验4.10.1根据ISO15500-13的6.8部分的规定对PRD进行热循环试验，试验气源为干燥空气。4.10.2 将PRD放入-40的液体槽内保持2小时以上，2小时后取出并在5分钟-6-内将该PRD放入82的液体槽内保持2小时以上，2个小时后取出并在5分钟内将该PRD放入-40的液体槽内。4.10.3 PRD从-40液体槽到82液体槽再到-40液体槽为一次循环。4.10.4 共完成15次

14、循环，然后将PRD放入-40的液体槽内保持2小时以上，同时向PRD充入气压使PRD在2MPa和20MPa之间作压力的往复循环，压力从2MPa缓慢升压至20MPa，再从20MPa缓慢降压至2MPa，一次升压和一次降压为一循环，共进行100次循环，循环总时间要大于2小时。4.10.5 试验结束后，按本大纲第4.4部分PRD气密性试验对该PRD进行气密性试验，按本大纲第4.9部分PRD动作试验对该PRD进行动作试验。4.11 PRD流量试验4.11.1根据ISO15500-13的6.10部分的规定和ISO11439标准的要求对PRD进行流量试验，试验气源为干燥空气。4.11.2 将一个连接好PRD的

15、阀装配在气瓶上，气瓶内气体压力为20MPa，将气瓶放置在火烧装置的中间，PRD不可接触明火。4.11.3 启动火烧装置，观察并记录PRD从泄压到泄压结束后所用的时间，通过气瓶容积和泄压的时间得出单位时间的流量。4.11.4 该流量应满足气瓶在火烧状态下的安全泄放量。4.12 溢流组件流量试验4.12.1根据ISO15500-14的6.7部分的规定对溢流组件进行动作试验，试验气源为干燥空气。4.12.2 溢流组件进气口保持一个恒定压力值，通过控制阀调节出气口的压力，使进出气口压力差达到0.69MPa，此时溢流组件应动作定流，然后观察流量计。4.12.3 流量计反映出的流量应小于0.08m3/mi

16、n。4.12.4 再通过控制阀使溢流组件进气口和出气口压力差等于 10MPa，此时流量计反映出的流量应小于0.05m3/min。4.13 组合阀耐超力矩试验4.13.1 根据ISO15500-2的第7部分的规定对阀和PRD进行耐超力矩试验。-7-4.13.2 依次用1.5倍各部件的正常扳紧力矩施加在各部件螺纹连接最近的位置上，保持1.5倍的力矩，15分钟后解除。4.13.3 目测各部件，应无变形和损坏，然后分别按本大纲第4.3部分阀的气密性试验对该阀进行气密性试验，按本大纲第4.4部分PRD的气密性试验对该PRD进行气密性试验。4.14 阀的弯曲力矩试验4.14.1 根据ISO15500-2的

17、第8部分的规定对阀进行弯曲力矩试验。4.14.2 在阀的出气口连接一根外径6mm，长度大于300 mm的管道，连接后的组件不应泄漏。4.14.3 使阀处于关闭位置，从出口处管道末端施加0.05MPa的气压后关闭气源，再距出口300mm处施加一个3.4N的垂直向下作用力，作用力保持15分钟，在不拆除该作用力情况下对阀进行常温气密性试验不应泄漏。4.14.4 分别进行4次4.14.3条的试验，每次试验将阀沿水平轴旋转90，试验与试验之间用3.4N的弯曲力矩启闭阀门3次。4.14.5 试验结束后，拆除阀及其装置，目测阀不应有变形，再对该阀按本大纲第4.3部分阀的气密性试验对该阀进行气密性试验。4.1

18、5 组合阀抗振性试验4.15.1根据ISO15500-2的第14部分的规定对组合阀进行抗振性试验。4.15.2将组合阀固定在抗振性试验台台面上，以频率17Hz，振幅1.5mm将组合阀沿三个轴向分别振动2小时。4.15.3 在完成总共6小时振动后，检查组合阀各连接部件是否松动，并能够正常工作，然后分别按本大纲第4.3部分阀气密性试验对该阀进行气密性试验，按本大纲第4.4部分PRD气密性试验对该PRD进行气密性试验。4.16 组合阀耐腐蚀试验4.16.1根据ISO15500-2的第10部分的规定对组合阀进行耐腐蚀试验。4.16.2 盐雾试验箱的盐雾室内温度设定在3336之间并保持，盐溶液由5%重量

19、的氯化钠和95%重量的蒸馏水组成。4.16.3 将组合阀固定在盐雾室内，对组合阀进行96小时的盐雾试验。-8-4.16.4 试验结束后立即冲洗组合阀并去除表面盐的沉积物，然后分别按本大纲第4.3部分阀气密性试验对该阀进行气密性试验，按本大纲第4.4部分PRD气密性试验对该PRD进行气密性试验。4.17 PRD抗冷凝腐蚀试验4.17.1根据ISO15500-13的第6.9部分的规定对PRD进行抗冷凝腐蚀试验；按下列试剂的体积百分比配制天然气冷凝配方溶液： 干洗溶剂汽油84.8%；苯10%；15或20号压缩机油2.5%；水1.5%；甲醇1%；硫醇0.2% 。4.17.2 21试验温度下，将一个已封

20、堵出口的PRD放入天然气冷凝配方溶液的容器内浸泡100小时，须保证PRD内腔充满溶液。4.17.3 取出已浸泡100小时的PRD，将PRD内溶液排空，然后在82温度下保持100小时。4.17.4 试验结束后，按本大纲第4.4部分PRD气密性试验对该PRD进行气密性试验，按本大纲第4.9部分PRD动作试验对该PRD进行动作试验。4.18 氧气老化试验4.18.1根据ISO15500-2的第11部分的规定对组合阀中起密封作用的非金属元件进行氧气老化试验。4.18.2 70试验温度下，将一组非金属元件放入密封容器内，从容器进气口充入2MPa氧气后关闭容器，该组非金属元件在2MPa氧气的密封容器内保持

21、96小时。4.18.3 试验结束后，目测非金属元件无裂纹和损坏。4.19 浸泡试验4.19.1根据ISO15500-2的第13部分的规定对组合阀中接触天然气的非金属元件进行浸泡试验，试验前，对元件进行测量和称重并做好记录。4.19.2 将一组非金属元件放入密封容器内，从容器进气口充入20MPa天然气后关闭容器，该组非金属元件在20MPa天然气的密封容器内浸泡70小时。4.19.3 70小时后迅速释放容器内压力，目测元件无撕裂和分裂现象。4.19.4 将另一组元件放入盛有压缩机油的密封容器内浸泡70小时。-9-4.19.5 70小时后取出元件检测，元件膨胀率小于等于25%，收缩率小于等于1%，重量变化不超过25% 。4.20 黄铜材料相容性试验4.20.1根据ISO15500-2的第15部分的规定对组合阀中接触天然气的黄铜材料元件进行相容性试验。4.20.2 试验前，拆除组合阀除黄铜材料原件外的其它元件，并清除油脂，然后将黄铜元件按正常力矩装配扳紧，并在试验中一直保持这些应力。4.20.3 将相对密度为0.94，体积为0.6升的氨水溶液倒入容积为30升的玻璃容器中，在溶液上方40mm位置处放置一个不与氨水反应的托盘。4.20.4 70试验温度下，将黄铜元件放置在托盘上，盖好玻璃