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文档简介

1本标准规定了汽车用饱和液氢气瓶(以下简称气瓶)的术语和定义、符号、型式及基本参数、材料、设计、制造、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、存放、产品合格证、产品使用说明书、批量检验质量证明书和使用规定。本标准适用于在正常环境温度(-40℃~85℃)下使用、贮存介质为符合GB/T40045《氢能汽车用燃料液氢》要求的液化氢气(仲氢体积含量不低于95%),设计温度不高于-253℃、公称容积为500L~1350L,公称工作压力为0.8MPa~1.28MPa(本文件凡未注明的压力均指表压)的用作汽车燃料箱的可重复充装的焊接绝热气瓶。下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T150压力容器GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法GB/T228.4金属材料拉伸试验第4部分:液氦试验方法GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法GB/T713.7承压设备用钢板和钢带第7部分:不锈钢和耐热钢GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T1954铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法GB/T2653焊接接头弯曲试验方法GB/T3836爆炸性环境第1部分:设备通用要求GB/T4208外壳防护等级-IP代码GB/T4732压力容器分析设计GB/T7144气瓶颜色标志GB/T12137气瓶气密性试验方法GB/T13005气瓶术语GB/T135505A分子筛及其测定方法GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T15384气瓶型号命名方法GB/T17925气瓶对接焊缝X射线数字成像检测GB/T18443.2真空绝热深冷设备性能试验方法第2部分:真空度测量GB/T18443.3真空绝热深冷设备性能试验方法第3部分:漏率测量GB/T18443.4真空绝热深冷设备性能试验方法第4部分:漏放气速率测量GB/T18443.5真空绝热深冷设备性能试验方法第5部分:静态蒸发率测量GB/T18443.7真空绝热深冷设备性能试验方法第7部分:维持时间测量GB/T18443.8真空绝热深冷设备性能试验方法第8部分:容积测量GB/T24159焊接绝热气瓶GB/T25198压力容器封头GB/T25774.1焊接材料的检验第1部分:钢、镍及镍合金熔敷金属力学性能试样的制备及检验GB/T31480深冷容器用高真空多层绝热材料GB/T31481深冷容器用材料与气体的相容性判定导则GB/T33209焊接气瓶焊接工艺评定GB/T40045氢能汽车用燃料液氢HG/T269013X分子筛JB/T6896空气分离设备表面清洁度NB/T11745移动式真空绝热液氢压力容器NB/T47013.2承压设备无损检测第2部分:射线检测NB/T47013.3承压设备无损检测第3部分:超声检测NB/T47013.11承压设备无损检测第11部分:射线数字成像检测TSG23气瓶安全技术规程YS/T599超细氧化钯粉CGAH-3低温氢储存标准(StandardforCryogenicHydrogenStorageCGAH-4氢燃料技术术语(TerminologyAssociatedwithHydrogenFuelTechnologies)CGAS-1.2泄压装置标准第2部分:用于压缩气体的便携式容器(PressureReliefDeviceStandards-Part2:PortableContainersforCompressedGases)ISO/FDIS13985液氢车用燃料储供系统(Liquidhydrogen―Landvehiclefuelstoragesystem)3.1术语和定义GB/T13005界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1批量batch包含内胆批量和产品批量。3.1.1.1内胆批量batchofinnercontainmentvessels采用同一设计、同一牌号材料、同一焊接工艺、连续生产的气瓶内胆所限定的数量。3.1.1.2产品批量batchofcylinders采用同一设计、同一牌号材料、同一焊接工艺、同一绝热工艺、同一抽真空工艺,连续生产的气瓶产品所3.1.2用于盛装液氢介质的内层承压元件。3.1.3形成和保护气瓶绝热空间的外壳体。3.1.4饱和液氢气瓶瓶体Saturatedliquidhydrogencylinderbody用于储存低温液氢的真空绝热气瓶瓶体,包括内胆、外壳、绝热材料和吸附剂材料,简称瓶体。3.1.5饱和液氢气瓶Saturatedliquidhydro包含瓶体、压力释放装置、截止阀、止回阀及上述部件之间的互连管道和配件,简称气瓶。3.1.6饱和液氢储供系统Saturatedliquidhydrogenfuelstoragesystem车辆中完整的液氢储供系统,由一个或多个气瓶、氢转化系统、加注口、入口和出口阀、互连管线、控制系统、蒸发阀、蒸发转换装置和安全装置组成,简称系统。3.1.7液氢气瓶在额定充满率下,静置达到热平衡后,24h内自然蒸发损失的冷冻液化气体质量与内胆有效容积下冷冻液化气体质量的百分比,换算为标准大气压(1.01325x105Pa)和设定环境温度(20℃)状态下的蒸发率值。注:单位为%/d。3.1.8净重netweight气瓶及其不可拆连接件的实际重量(包括管道系统)。3在使用状态下,内胆允许充装的最大盛液容积。3.1.10真空夹层漏率vacuuminterspaceleakrate单位时间内漏入真空夹层的气体量。注:单位为Pa·m3/s。3.1.11漏放气速率leakandoutg气瓶夹层放气速率与漏率之和。放气速率为常温状态下气瓶真空夹层中各种材料在单位时间内析出的气体3.1.12公称工作压力nominalworkingpressure气瓶正常工作状态下,内胆顶部气相空间可能达到的最高压力。3.1.13壁应力wallstress气瓶内胆在耐压试验压力下筒壁所承受的当量应力。3.1.14设计压力designpressure气瓶强度设计时作为计算载荷的压力参数。气瓶的设计压力一般取试验压力。3.1.15气瓶在正常工作情况下,设定的元件的金属温度(沿元件金属截面的温度平均值)。注:设计温度与相应的设计压力一起作为气瓶的基本设计载荷条件。设计温度的上限值称为最高设计温度,设计温度的下限值称为最低设计温度。3.1.16最低设计金属温度minimumdesignmetaltemperature设计时,气瓶在运行过程中预期的各种可能条件下各元件金属温度的最低值。3.1.17名义厚度nominalthickness设计厚度加上材料厚度负偏差后向上圆整至材料标准规格的厚度。3.1.18名义厚度减去腐蚀裕量和材料厚度负偏差。3.1.19最小成形厚度minimumrequiredfabricationthi受压元件成形后保证设计要求的最小厚度。3.1.20内胆中设置的与内胆连通的一部分空间,充装液体结束时,安全空间内仍为气相,用于容纳气瓶内低温液体由于温度上升造成的体积膨胀,达到避免满液的目的。3.1.21自动切断装置automaticshut-气瓶和液氢汽车燃料系统之间的阀门,在未连接电源时默认处于“关闭”位置,工作过程中出现泄露等危险情况能够自动截止。3.1.22维持时间holdingtime气瓶充装至规定的初始充装量,从规定的起始条件开始,关闭气瓶各条管线,并开始计时,直至压力升高达到一级安全阀起跳压力为止所经历的时间。注:单位为“小时”。3.1.23蒸发阀boil-offvalve正常操作条件下控制气体蒸发并将气瓶压力限制在主安全阀压力范围以下的阀门。注意:真空损失和火灾情况不属于正常操作条件。3.1.24蒸发转换器boil-offconverter将汽化氢气转化为水和热量的系统,以防止氢气排放以及预防在车辆周围产生易燃环境的相关风险。3.2符号下列符号适用于本文件。a——封头曲面与样板的间隙,mm;A——断后伸长率,%;b——焊接接头对口错边量,mm;c——封头表面凹凸量,mm;C——厚度附加量C=C1+C2mm;C1——钢材厚度负偏差,mm;C2——腐蚀裕量,mm;DN——内胆公称直径,mm;d——弯曲试验的弯轴直径,mm;Di——内胆封头或筒体的内直径,mm;Dt——内胆筒体的外直径,mm;D0——外壳封头或筒体的外直径,mm;E——对接焊接接头棱角高度,mm;E0——外壳材料弹性模量,MPa;e——内胆或外壳筒体同一截面最大最小直径差,mm;H——气瓶的外形总长度(含保护圈、保护罩),mm;Hi——封头内凸面高度,mm;h——封头直边高度,mm;K1——由椭圆形长短轴比值决定的系数,见表4;L——外壳体上两相邻支撑线之间的距离,当筒体部分没有加强圈,则取筒体的总长度加上每个凸形封头l——样板长度,mm;Ms——马氏体转变温度,℃;n——弯轴直径与试样厚度的比值;P——公称工作压力,MPa;P1——许用外压力,MPa;Pc——设计压力,MPa;R——外壳封头的当量半径,mm;对于椭圆封头,R=K1D0;S——内胆的设计壁厚,mm;Sb——内胆筒体实测最小壁厚,mm;Se——外壳筒体的有效厚度,mm;Sf——外壳封头成形后的最小厚度,mm;Sn——内胆名义壁厚,mm;Sk——拉力试样焊接接头宽度,mm;t——温度,℃;U——总热传导系数,kJ/(h•m2V——内胆公称容积,L;η——静态蒸发率,%/d;σ——壁应力,MPa;5Rm——抗拉强度,MPa;Rp0.2——规定塑性延伸强度,MPa;i——封头内高度(Hi+h)公差,mmπ△Di——内圆周长公差,mm。4.1型式与产品型号4.1.1气瓶的结构型式为卧式,典型结构见图1。序号说明:1—外壳;2—内胆;3—绝热层;4—保护罩/保护圈;5—阀门等组合部件。图1气瓶结构示意图4.1.2气瓶的产品型号命名方法按如下方法表示:CHLΔΔ─Δ─Δ□改型序号,用罗马字母I、II、III等表示工作压力,MPa内胆公称直径,mm气瓶型式,用W表示卧式汽车用液氢气瓶名称,用CHL表示示例:CHLW600-500-1.2Ⅱ表示公称容积为500L,公称工作压力为1.2MPa,内胆公称直径为600mm,第二次改型的气瓶。4.2基本参数4.2.1气瓶的静态蒸发率按表1的规定。4.2.2气瓶真空夹层漏率和漏放气速率按表1规定。几何容积V/(L)液氢介质静态蒸发率η/(%d)4.54.3液氮介质静态蒸发率η/(%d)≤6.0×10-9漏放气速率/(Pa·m3/s)≤2.0×10-8≤6.0×10-8注1:表中中间容积的静态蒸发率可用内插法求得4.2.3气瓶介质为液氢,当初始压力为0MPa且充装量大于等于80%有效容积时,充分静置冷却后,维持时间应不少于64小时。4.2.4气瓶内胆壁厚的设计压力Pc为公称工作压力的2倍,压力试验的压力不低于公称工作压力的2倍。4.2.5气瓶的最大充满率为90%。5.1一般要求5.1.1气瓶受压元件与管路的材料选用,应符合GB/T150的相关规定,应考虑材料的力学性能、物理性能、工艺性能及其与液氢介质的相容性。5.1.2气瓶受压元件与管路材料应附有钢材制造单位的钢材质量证明书,质量证明书的内容(需要时应包括钢材交货状态的热处理工艺参数)应当齐全、清晰,并且印刷可以追溯的信息化标识,加盖材料制造单位质量检验章。可追溯的信息包括钢材制造单位名称、钢材标准号、牌号、规格、炉批号、交货状态、热处理工艺参数(需要时)和质量证明书签发日期等内容。5.1.3选用气瓶受压元件与管路的钢材时,应考虑气瓶的使用条件(如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点等),钢材的化学成分、微观组织、性能(力学性能、工艺性能、化学性能和物理性能),以及制造工艺和经济合理性。5.1.4可能与氧气或富氧环境接触的材料应与氧相容,相容性试验方法与试验结果判定应符合GB/T31481的规5.1.5气瓶制造单位应对内胆受压元件及与氢接触的受压管路的材料应采用稳态奥氏体不锈钢钢板、钢锻件、钢管,材料的质量证明书上的化学成分的实测值进行奥氏体稳定性系数、低温马氏体自转变温度的计算,计算方法按附录A的规定,计算结果应满足奥氏体稳定性系数(△)不小于0、低温马氏体自转变温度不高于-253℃。5.1.6材料制造单位应对内胆受压元件及与氢接触的受压管路用不锈钢钢板、钢锻件、钢管按照GB/T13305的规定进行铁素体含量测定,铁素体含量应不大于3%。5.1.7气瓶制造单位应对内胆主体(筒体和封头)、管接头、管座、夹层空间管道、补强板等内胆受压元件及与氢接触的受压管路的不锈钢钢板、钢锻件、钢管进行化学成分(按炉号)和力学性能(按批号)的验证性复验,复验结果合格后可以投料使用。材料复验报告应纳入产品质量证明文件。5.1.8气瓶制造单位应对内胆及与氢接触的管路的承压焊接接头所用的焊接材料进行复验,复验结果合格后可5.1.9所采用的不锈钢焊接材料焊成的焊接接头,其熔敷金属化学成分应与母材相同或相近,且抗拉强度不应低于母材抗拉强度规定值的下限且不低于设计图纸的规定。5.1.10与受压元件相焊的非受压元件用材料应具有良好的韧性及焊接性,且与相焊的受压元件相匹配。5.1.11若采用境外材料时,应满足TSG23相应的要求。5.2钢板5.2.1当瓶体材料有特殊要求时,应在设计图样或相应的技术文件中注明。5.2.2.1内胆钢板应符合GB/T713.7-2023等材料标准的规定,力学性能和冲击性能不应低于表2和表3的要求且不低于设计图纸的规定,以固溶状态交货,热轧钢板表面加工粗糙度Ra不高于0.3μm,冷轧钢板表面加工类型不低于2B级。5.2.2.2内胆主体材料的力学性能指标按表2的规定。名称材料标准供货状态室温强度指标/MPa断后伸长率A%RP0.2Rm钢板GB/T713.7≥220≥520≥45钢锻件NB/T47010≥220≥520≥45钢管≥220≥520≥4575.2.2.3内胆主体材料的冲击性能指标按表3的规定。数量试验温度℃3个标准试样冲击功平均值J侧向膨胀量mm备注≥54≥0.53标准试样≥70≥0.76标准试样注1:三个试样的冲击功平均值需满足规定值,至多允许有一个试样的冲击功低于规定值,但不得低于规定值的70%。注2:宽度为7.5mm、5mm或2.5mm的小尺寸冲击试样的冲击功指标,其冲击吸收能量指标分别为标准试样冲击吸收能量指标的75%、50%、25%,侧向膨胀值与标准试样侧膨胀值的指标相同。注3:新产品型式试验采用-253℃条件进行,批量生产可采用-196℃条件进行试验。5.2.3外壳用钢板5.2.3.1外壳材料应采用奥氏体不锈钢,符合GB/T713.7等材料标准的规定,并应有良好的可焊性、足够的强度和冲击韧性,同时考虑外界环境的腐蚀作用。5.3钢管5.3.1钢管用材料应符合GB/T14976的规定。与液氢接触的管材、管件的化学成分、力学性能与内胆主要受压元件材料应保持一致。5.3.2与氢接触的受压管路用不锈钢钢管的冲击性能应符合表2的规定,且应逐根进行探伤并经耐压试验合格,试验要求应符合GB/T14976的相关规定。5.4管件5.4.1受压元件用管件应符合GB/T12459的规定。5.4.2与氢接触受压元件用管件,当采用不锈钢钢板制作时,材料应符合5.2.2的规定;采用不锈钢钢锻件制作时,材料应符合5.5的规定;采用不锈钢钢管制作时,材料应符合5.3的规定。5.4.3与氢接触的受压元件用管件冷、热成形后应进行固溶处理,其中使用钢管冷弯成形后的管件,使用铁素体测量仪测得的铁素体显示含量小于5%时除外。。5.5钢锻件5.5.1内胆用不锈钢锻件应符合NB/T47010的规定,锻件级别应不低于Ⅲ级。5.5.2低合金钢锻件和不锈钢锻件应分别符合NB/T47009和NB/T47010的规定,与液氢介质接触的锻件级别应不低于Ⅲ级,其余锻件级别应不低于Ⅱ级。5.5.3与氢接触的受压元件用不锈钢钢锻件还应满足以下要求:a)锻件级别不低于Ⅲ级,交货状态为固溶处理;b)冲击性能符合表3的规定以及相应标准要求。5.6夹层支撑材料5.6.1夹层支撑材料可以采用金属材料或非金属材料,且满足液氢条件下的使用要求。5.6.2当采用金属材料作为支撑元件时,应选用导热系数小、具有良好的低温冲击韧性的材料。5.6.3当采用非金属材料作支撑元件时,应尽可能采用导热系数小、使用温度在材料允许使用温度范围内、真空下表面放气速率低且具有良好的低温冲击韧性的材料。5.6.4可以使用环氧玻璃钢等非金属材料作为支撑材料。5.7焊接材料5.7.1焊接材料的选用应考虑焊接接头力学性能与母材的匹配。5.7.2焊接材料的化学成分应符合以下规定:a)钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊所用的焊丝,其化学成分应符合NB/T47018及其制造标准或供需双方约定的技术条件的相关规定。b)埋弧焊所用的焊丝-焊剂,其熔敷金属化学成分应符合NB/T47018及其制造标准或供需双方约定的技术条件的相关规定。5.7.3焊接材料应按本文件及GB/T33209的要求进行焊接工艺评定,评定合格后方可使用。内胆受压元件及与氢接触的管路所用焊接材料的熔敷金属试验应符合表7的规定。5.7.4焊接材料应按本文件及NB/T47014的规定进行焊接工艺评定,评定合格后方可使用。内胆及与氢接触的管路所用焊接材料的熔敷金属试验应符合GB/T150.2、GB/T150.3—2024中附录E的规定。5.8绝热材料5.8.1多层绝热系统及其固定材料应符合GB/T31480的规定,且应满足液氢工况的使用要求。5.9吸附剂材料5.9.1吸附剂材料应满足液氢条件下的使用要求。5.9.25A分子筛应符合GB/T13550的规定,13X分子筛应符合HG/T2690的规定。5.9.3氧化钯应符合YS/T599的规定。5.9.4采用其他吸附剂材料时,应符合相应产品标准的规定。5.10.1附件应符合相关国家颁布的相关法规、安全技术规范、国家标准、行业标准的规定,并应有产品合格证。5.10.2安全附件、仪表、阀门、装卸附件、密封垫片和密封材料等应满足液氢使用要求。5.10.3进口压力管道元件应符合国家市场监督管理总局的相关规定。5.10.4直接采购冷弯成形管子时,其成形后使用铁素体测量仪测得的铁素体显示含量应不大于5%,当超过5%时应进行固溶处理。5.10.5安全附件和装卸附件应与介质相适应,制造单位应提供质量证明文件或合格证,且在产品的明显部位有永久性标识或装设金属铭牌。6.1一般规定6.1.1瓶体由内胆、外壳以及夹层中绝热层和阀门管路系统组成。内胆与外壳之间的连接应有足够的强度,能够承受使用过程中的振动载荷、惯性载荷和冲击载荷,并按照本标准附录E的要求通过型式试验。6.1.2内胆的组成宜不超过三部分,即纵向焊接接头宜不多于一条,环向焊接接头宜不多于两条。6.1.3气瓶由内胆、外壳以及夹层中绝热层和阀门管路系统组成。应综合考虑所有与失效模式相关的因素和安全裕量,以保证气瓶具有足够的强度、刚度、稳定性和耐腐蚀性。同时,还应考虑气瓶支撑、保护罩及其他型式支承件与瓶体的焊接接头的强度要求,确保气瓶在设计使用年限内能够承受使用过程中的振动载荷、惯性载荷和冲击载荷。6.1.4瓶体、管路系统、安全附件、安全保护装置、仪表附件及自增压器的布置应满足使用和安全的要求。6.2设计使用年限6.2.1设计使用年限不应超过10年,且应在设计文件中注明并作为铭牌的内容。6.3内胆瓶体内胆的封头应是无缝的,凹面承受压力,形状为长短轴比2:1的标准椭圆形,并应符合GB/T25198中的规定。6.3.2.1设计壁厚内胆设计壁厚不小于按(1)式计算的结果:S式中壁应力σ取下列各项中的最小值:a)310MPa;b)按8.2测定的焊接接头的最小抗拉强度的50%;c)按8.1测定的母材的最小抗拉强度的50%;9e)带纵缝内胆的壁应力不超过上述数值最低值的85%。6.3.2.2内胆设计壁厚,应当满足公式(2)的要求,且不得小于2mm。S………………(2)或者通过增设加强筋的方式,提高内胆的稳定性。加强筋与内胆的连接应牢固、可靠,加强筋的尺寸、位置和数量,应在许用外压力不低于0.3MPa的条件下,按照GB/T150.3-2024的要求进行校核计算。6.3.3.1只准许在封头上开孔,开孔应是圆形,且应焊装管接头、管座或凸缘等。开孔直径不应大于封头内直径的1/3,且不应大于76mm,开孔边缘应位于以封头中心为中心80%封头内直径的范围内。当开孔直径、开孔边缘超出本文件规定时,应按照GB/T4732的规定进行强度校核。6.3.3.2内胆上的每一个开孔应焊装管接头等其他附件,附件与封头的连接应采用全焊透的焊接形式。6.4外壳外壳筒体和封头壁厚的设计应满足许用外压力不小于0.21MPa的要求;同时,还应考虑到气瓶安装在鞍座上时气瓶底部与鞍座接触处反作用力以及气瓶需要采用绑带固定并由此对气瓶外壳筒体在绑带和筒体接触处产生的作用力,可采用有限元分析方法对气瓶外壳筒体进行整体强度校核。6.4.2外壳筒体壁厚外壳筒体壁厚按式(3)进行校核:6.4.3外壳封头壁厚按公式(4)进行校核:P=0.25E0(Sf/R)2…………(4)如果封头为椭圆形,则R=K1D0,K1按照表4选取:D/2hK1注1:中间值由内插法求得。注2:K1=0.9为标准椭圆形封头。注3:h0=Hi+Sn。6.4.4外壳应设置泄放装置,且泄放装置应当满足以下要求:a)泄放装置的开启压力不得大于0.1MPa并应进行校核计算。b)总的泄放面积不得小于内胆公称容积与0.34mm2/L的乘积。6.5焊接接头6.5.1纵、环焊缝应采用全焊透对接型式。6.5.2纵焊缝不得有永久性垫板。6.5.3环焊缝允许采用永久性垫板或缩口结构。6.5.4连接到内胆封头或筒体上的所有附件,应采用熔化焊的方法,对于受压元件的焊接接头应保证全焊透。6.6管路系统6.6.1一般要求6.6.1.1管路系统的设置应具备充氢、用氢、自动和手动泄压、超速排放限流、压力显示、液位显示等基本功能。管路系统阀门宜标明介质流向,并且手动阀门应标明开启和关闭方向。6.6.1.2管路部件的连接宜采用焊接连接,焊接接头应采用全焊透接头形式。接触低温氢(液氢)介质的管路不应采用卡套连接。6.6.2相容性要求管路系统及其部件所用的密封件不得与所盛装的介质发生化学反应,并且能够承受盛装介质的低温。管路系统应设置不可拆卸的金属防护装置,可采用整体式护罩或支撑结构防护圈。防护装置的设置不应影响阀门、管路以及抽真空堵头的维修或更换。6.6.4真空管路要求6.6.4.1充氢管路应采用真空管路避免危险。6.6.4.2用氢管路和泄压管路宜采用真空管路,或在可能产生液化空气滴落的地方设置盛液盘、保护装置并设置警示标志。6.6.4.3真空绝热管路的设计应与液氢介质特性相适应,充分考虑内管热胀冷缩的影响,必要时应考虑设置补偿装置,内管不应使用膨胀节。6.6.4.4真空绝热管路的夹层空间形成独立封闭腔时应设置真空度测量接口和外管防爆装置。6.6.4.5真空绝热管路的连接方式应采用焊接连接结构,其设计应避免产生过大的应力集中和明显变形。6.6.5充氢管路6.6.5.1充氢管路宜设有专用的充液接头,充液接头应具有防止气瓶内介质流向外部的止回功能,且应带有防尘盖。6.6.5.2充氢管路上宜设有手动截止阀或自动切断阀确保安全,除充氢过程外该阀门应保持常闭,在加注时应保证在没有汽车动力的情况下充氢管路中的自动截止阀可以打开。6.6.5.3如果加氢口没有直接安装在瓶体上,则应增加一个阀门进行隔离。该阀可以是手动截止阀、自动截止阀或止回阀。当需要两个阀门时,一个应直接安装在瓶体上或瓶体内。6.6.6用氢管路6.6.6.1用氢管路上的接头、阀门通径、安装位置、安装方式等应能够满足介质排出能力的要求。6.6.6.2所有通往氢转化系统的用氢管路均应安装自动切断装置。这些装置应直接安装在瓶体上或瓶体内。6.6.6.3瓶体与用氢管路上的根部阀门之间的管路应尽可能短。6.6.7泄压管路6.6.7.1泄压管路应与气瓶内胆顶部气相空间直接相通,且管路通径应满足内胆安全泄放的要求。6.6.7.2泄压管路分为自动泄压(安全阀开启泄压)和手动泄压。6.6.7.3气瓶安装在汽车上时应将泄压管路的出口引至安全位置排放。车辆停放时泄压管路还应符合10.8.3要求。6.6.8蒸发管路6.6.8.1蒸发管路应与气瓶内胆顶部气相空间直接相通。6.6.8.2蒸发管路应安装蒸发阀和蒸发转化器,正常使用情况下控制气体蒸发并将瓶体中压力限制在主安全阀设定压力以下。6.6.8.3蒸发转换器将汽化氢气转化为水和热量,防止氢气排放导致车辆周围产生易燃环境的相关风险。6.6.9集中排放管6.6.9.1泄压管路、蒸发管路均需与集中排放管连接,进行集中排放。6.6.9.2集中排放管应设计为能尽量避免氢气滞留的向上排放结构,出口应设置在高处,并远离热源与人员。6.6.9.3集中排放管结构应能限制雨水、雪和杂质进入,且充分考虑排放时产生的背压影响。排放管底部需设置积水罐。6.6.10.1气瓶应设置切断阀,以确保通往氢气转换系统的用氢管路的安全。6.6.10.2自动切断阀应在失去动力时关闭。6.7安全附件和测量装置6.7.1.1安全附件和仪表应与液氢相适应,且满足使用工况要求。除应符合TSG23和本文件的规定外,还应满足设计文件的要求。6.7.1.2安全附件的制造许可和型式试验应符合相应安全技术规范的要求。6713安全附件包括内胆超压泄放装置(安全阀)外壳防爆装置等6.7.1.4仪表包括压力测量装置、液位测量装置等。6.7.1.5安全附件和仪表与瓶体或管路之间的连接可采用焊接连接、法兰连接或螺纹连接等方式。6.7.1.6当采用带电气控制元件的安全附件和仪表时,应符合电气元件防爆设计的相关标准的要求。选用的安全附件和仪表应与氢相容。6.7.1.7安全阀、压力表安装前,应进行调试和检定,合格后应重新铅封。6.7.1.8气瓶不得安装爆破片。6.7.2.1选用的安全阀应与液氢介质相适应。内胆应设置至少两只安全阀,安全阀入口接管应各自与内胆气相空间直接连通,应为每个安全阀提供完全独立的排放管线。6.7.2.2每只安全阀的排放能力应能单独满足安全泄放的要求。安全阀前不应装设截止阀。6.7.2.3安全泄放量和安全阀排放能力的计算见附录G。主安全阀的开启压力不低于工作压力的1.1倍,不高于工作压力的1.2倍。副安全阀的开启压力不低于工作压力的1.21倍,不高于工作压力的1.36倍。6.7.3外壳防爆装置6.7.3.1外壳应设置防爆装置,且排放能力足以使夹层的压力限制在不超过0.1MPa。6.7.3.2总的泄放面积不得小于内胆公称容积与0.34mm2/L的乘积。6.7.3.3应采取有效防护措施避免在泄放时伤人。6.7.4压力及液位测量装置6.7.4.1气瓶应设置一个或者多个压力测量装置,如机械指针式压力表(以下简称“压力表”)或者数字式压力显示仪器,用以显示瓶体内的工作压力。压力测量装置的选用和设置应符合以下规定:a)压力表应符合相应国家标准或者行业标准规定;b)与氢介质接触的压力表应采用布尔登管式,不得使用膜片式;c)压力表量程为公称工作压力的1.5倍~3.0倍,精度不低于2.5级;d)压力表进口管路应与内胆气相空间直接连通;e)安装位置应便于操作人员观察和清洗,且应避免受到辐射热、冻结或者震动等不利因素的影响;6.7.4.2每只气瓶应设置能将液位信号传输至汽车驾驶室内的液位计,且当瓶内燃料剩余量为最大充装量的10%时具有警示功能。6.7.4.3带变送器或者电气控制元件的测量装置的防护等级应不低于GB/T4208中IP65级,防爆要求满足GB/T3836.1中IIC,温度组别不低于GB/T3836.1中T1,宜选用本安型或隔爆型仪表。6.8安全空间气瓶内应具有足够的安全空间,确定充装量时,应确保任何情况下压力达到主安全阀的设定压力时,安全空间至少应为内胆总容积的10%。气瓶的安全空间及设计对应的饱和蒸气压力和安全阀开启压力均应在设计图样和提供给用户的技术文件中注明。6.9防过充功能气瓶应设置防过充功能,在瓶内液氢任意残留量的状态下再次充装时,均应保证瓶内实际安全空间与设计值相符。7.1一般要求7.1.1内胆制造过程中应避免钢板表面的机械损伤。7.1.2封头成型后封头表面不得有裂纹、起皮、折皱、内凹等缺陷,使用铁素体测量仪测得的铁素体显示含量应不大于5%。7.1.3内容器纵向和环向焊接接头、管路环向焊接接头、管座与内容器或与管路之间的焊接接头在焊接完成后,使用铁素体测量仪测得的铁素体显示含量应不大于8%。7.1.4与氢接触的管路采用冷弯成形时,使用铁素体测量仪测得的铁素体显示含量应不大于5%,当超过5%时应进行固溶处理。7.2组批7.2.1气瓶按内胆组批进行制造,同一批内胆筒体的材料批号不应超过两个,即一个气瓶产品批中一般只包含同一批的内胆,但一个内胆批允许分成几个气瓶产品批。7.2.2一批内胆数量不应大于200只(不包括破坏性检验用瓶)。7.3焊接7.3.1施焊环境及焊接准备7.3.1.1施焊环境及焊前准备应符合GB/T150.4—2024中7.1的规定。7.3.2焊接工艺评定7.3.2.1气瓶应按本文件及GB/T33209的规定进行焊接工艺评定,并符合GB/T150.3—2024中附录E和GB/T150.4的规定以及设计文件的要求。7.3.3焊接工艺评定7.3.3.1内胆的纵、环焊接接头以及所有元件与内胆直接相焊的焊接接头均应进行焊接工艺评定。7.3.3.2材料壁厚为6mm以下时,每种壁厚均需评定。7.3.3.3同等壁厚时,小直径气瓶的评定结果可代替大直径的气瓶。7.3.3.4气瓶制造单位在改变内胆材料、焊接材料、焊接工艺、焊接设备时,投产前均应进行焊接工艺评定。7.3.3.5焊接工艺评定除按本标准规定外,其余要求应符合GB/T33209的规定。7.3.3.6纵向焊接接头焊接工艺评定可以在焊接试板上进行;环向焊接接头的焊接工艺评定应在模拟的圆筒试件上进行,也可以直接在内胆筒体上进行。进行工艺评定的焊接接头,应能代表内胆的主要焊接接头(纵、环、角焊接接头)。7.3.3.7焊接工艺评定试板经外观检查应无咬边、裂纹、表面气孔、焊渣、凹坑、焊瘤等缺陷。7.3.3.8试板焊缝经100%射线透照检测,检测结果应符合NB/T47013.2标准Ⅰ级要求。7.3.3.9当进行焊接工艺评定的内胆材料实测厚度不足以制备厚度2.5mm的低温冲击试样时,应从符合本标准7.15规定的厚度不超过3.2mm的焊接试板上制备厚度为2.5mm的试样。该试板炉号可与该批内胆炉号不同,但应采用相同的焊接工艺。7.3.3.10焊接工艺评定的测试按表5的要求进行。序号试验项目试样数量试验温度合格指标试验方法1铁素体含量测试室温≤8%GB/T19542横向拉伸试验2块室温焊接接头试样无论断裂发生在任何位置,其实测抗拉强度均不得小于内胆材料标准规定值的下限,且不低于设计图样规定。GB/T228.13横向弯曲试验面弯+背弯2个+2个或侧弯:4个室温焊接接头试样弯曲至180º时应无裂纹,试样边缘的先期开裂可以不计,但由夹渣或其它焊接缺陷引起的焊角开裂应判为不合格。GB/T26534冲击试验母材:1组(3个)焊缝区:1组(3个)热影响区:1组(3个)冲击吸收能量平均值KV2:≥47J每个试样侧向膨胀量:≥0.53mm母材:1组(3个)焊缝区:1组(3个)热影响区:1组(3个)-253℃冲击吸收能量平均值KV2:≥38J每个试样侧向膨胀量:≥0.38mm注1:冲击试验可在-253℃或-196℃下进行;注2:冲击试验每个试样的冲击吸收功均不低于规定值;注3:宽度为7.5mm、5mm或2.5mm的小尺寸冲击试样的冲击功指标,分别为标准试样冲击功指标的75%、50%或25%;7.3.4焊接工艺评定报告需由焊接责任工程师审核,制造单位技术负责人批准。7.4筒体7.4.1筒体由钢板卷焊时,钢板的轧制方向应与筒体的环向一致。7.4.2筒体同一横截面最大最小直径差e不大于0.01Di。7.4.3筒体纵缝对口错边量b不大于0.1Sn,见图2。7.4.4筒体纵焊缝棱角高度E不大于0.1Sn+2mm,见图3,用长度l为0.5Di但不大于300mm的样板进行测图2纵向焊接接头对口错边量示意图图3纵向焊接接头棱角高度示意图7.5封头7.5.1封头钢板不允许拼接。7.5.2内胆封头最小厚度应不小于其筒体设计壁厚的90%,外壳封头最小壁厚按照6.4.3规定校核。封头的外形不得有突变,且形状与尺寸公差不得超过表6的规定,表中符号见图4。公称直径D圆周长公差πΔDi最大最小直径差e表面凹凸量c曲面与样板间隙a内高公差Δhi≤400±4.0≤2≤1≤2+5400~<800±6.0≤3≤2≤3±9.0≤5≤3≤57.5.3封头不得有裂纹、起皮、折皱等缺陷。7.6未注公差尺寸的极限偏差未注公差尺寸的极限偏差按GB/T1804的规定,具体要求如下:a)机械加工件为中等m级;b)非机械加工件为粗糙c级。7.7组装7.7.1气瓶的各零件组装前应检查合格,且不准进行强力组装。接在内筒体上的元件应避开内筒体的纵、环缝。底座、框架及吊装附件等部件与瓶体的连接应避开外壳的纵、环缝。7.7.2封头与筒体的对接环缝对口错边量b不大于0.25Sn,棱角高度E不大于0.1Sn+2mm,见图5,检验尺的长度应不小于150mm。图5环向焊接接头对口错边量及棱角高度示意图7.7.3附件的组装应符合图样的规定。7.8内胆焊接的一般规定7.8.1气瓶的焊接,应由按照有关安全技术规范的规定考核合格,取得相应项目的《特种设备作业人员证》的人员,在有效期内担任合格项目内的焊接工作。施焊后,焊接接头应有可跟踪的标识和记录。7.8.2气瓶的纵向、环向焊接接头焊接宜采用机械化气体保护焊,施焊工艺应严格按照评定合格的焊接工艺进行。7.8.3焊接坡口的形状和尺寸,应符合图样规定。坡口表面应清洁、光滑,不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷。施焊前,应清除坡口及两侧母材表面至少20mm范围内(以坡口边缘计)的氧化物、油污等其它有害杂7.8.4焊接(包括焊接返修)应在专用的场地上进行,焊接场地必须保持清洁、干燥,地面应铺橡胶或木质垫板,零部件应放置在木质架子上。7.8.5气瓶的焊接工作,应在相对湿度不大于90%,温度不低于0℃的室内进行。7.8.6施焊时,不得在非焊接处引弧,纵焊缝应有引弧板和熄弧板,去除引、熄弧板时,应采用切除的方法,严禁使用敲击的方法,切除处应磨平。7.8.7筒体与封头形成焊接衬垫的偏移部分在整个圆周的焊缝处紧密配合。偏移的折弯是没有尖角的平滑半径。在焊接完成时,焊缝平滑地填充凹槽至被接合板边缘的全部厚度。7.9焊接接头外观7.9.1内胆对接焊接接头的余高为0~2.5mm,且不超过内胆壁厚10%同一焊接接头最宽最窄处之差不大于3mm。7.9.2角焊缝的几何形状应凹形圆滑过渡到母材表面。7.9.3内胆上的焊缝不允许有咬边、未焊透、未熔合、夹渣等缺陷,焊缝和热影响区表面不得有咬边、裂纹、气孔、未填满、弧坑、飞溅物、凹陷和不规则突变等缺陷,焊缝两侧的飞溅物必须清除干净。7.10.1内胆纵、环焊接接头经外观检测合格后应逐只进行无损检测。从事无损检测的人员,应持有效的特种设备无损检测人员资格证书。7.10.2内胆纵、环焊接接头进行100%射线检测,射线透照检测按NB/T47013.2进行,其合格级别为Ⅰ级,射线检测技术等级不低于AB级。不能进行射线检测的部分,可以采用超声检测替代。7.10.3经无损检测的焊接接头,发现不允许的缺陷时,应在缺陷清除干净后进行补焊,并对该部位采用原无损检测方法和合格等级进行重新检测和评定。7.10.4无损检测可采用数字成像方法,采用时应当满足GB/T17925或NB/T47013.11的要求。7.11焊缝返修7.11.1焊接接头的返修应有经评定合格的焊接工艺支持。应由具有相应资格的人员操作,返修部位应按7.9、7.10进行外观和无损检测。7.11.2焊缝同一部位的返修不宜超过2次,如超过时,返修前应经制造单位技术总负责人批准。7113返修次数和返修部位应记入产品生产检验记录施焊时应用详尽的返修或补焊记录7.12表面质量及清洁度7.12.1内胆及外壳的内外表面均应光滑,不得有裂纹、重皮、划痕等缺陷,否则应进行修磨,修磨处应圆滑光洁,且内胆壁厚需满足6.3、外壳壁厚需满足6.4的要求。7.12.2所有可能接触氢介质的表面,包括内胆内表面、夹层管路的内表面、外部管路的内表面、阀门和仪表的氢流经通道等,都应该进行严格的清洗,目测无可见固体颗粒物,油脂含量以不超过125mg/m2为合格。7.12.3内胆外表面和夹层管路外表面等影响容器夹层真空的表面,油脂含量以不超过125mg/m2为合格。7.13容积与重量7.13.1气瓶内胆的实测水容积不应小于其公称容积,实测容积可以用理论计算代替,但不得有负偏差。7.13.2气瓶制造完毕后应逐只进行净重测定。7.14压力试验及冷冲击试验7.14.1气瓶的内胆经冷冲击批量试验合格后应逐只进行压力试验,压力试验采用气压试验,试验压力按4.2.4的规定。气压试验应采用干燥无油的空气或氮气。7.14.2气压试验应有安全防护措施。7.14.3在试验压力下保压应不少于30s,内胆不得有宏观变形、泄漏和异常响声等现象,压力表量程为试验压力的2.0~3.0倍,精度不低于1.6级。7.14.4如果在压力试验中发现焊接接头有泄漏,应按7.11的规定进行返修,返修合格后,重新进行返修部位的局部冷冲击试验,完成后按要求进行压力试验。7.15内胆焊接接头力学性能试验7.15.1每批内胆应进行焊接接头力学性能试验,可在内胆或产品焊接试板上取样。在焊接试板上截取试样时,只进行纵向焊接接头的力学性能试验。每批内胆应按照内胆筒体的材料批号以及下列规定制作试样瓶或产品焊接试件力学性能式验和弯曲性能试验:a)纵、环焊接接头焊接工艺不同时,纵、环焊接接头应分别制作;b)纵、环焊接接头焊接工艺相同时,可只制作纵向平板焊接试件。7.15.2产品焊接试板的材料应和内胆筒体的材料同一炉批。如该批内胆筒体有两个材料批号,则分别带一块产品焊接试板。平板焊接试件可作为受试内胆纵向焊接接头的延长部分与纵缝一起施焊,圆筒形焊接试件的内直径不应大于在制品的内直径。试板应标上受试内胆和焊工的代号,试板上的焊接接头应进行外表检查和100%射线透照检测,并符合7.9和7.10的规定,焊接试板尺寸和力学性能试样取样的位置按图6。1-拉力试件2-弯曲试件3-冲击试件4-舍弃部分图6焊接试板上力学性能试样取样位置示意图7.15.3在气瓶内胆上取样的位置按图7。制作试样瓶时,在焊接接头的形状尺寸和外观符合7.9的规定及100%无损检测符合.10规定后,纵焊接接头与环焊接接头应分别取样,在气瓶内胆上取样的位置按图7。图7内胆上力学性能试样取样的位置示意图7.15.4试样的焊接接头截面应良好,不得有裂纹、未熔合、未焊透、夹渣和气孔等缺陷。7.15.5内胆筒体材料壁厚不足以制备2.5mm的产品焊接试样时,可免做冲击试验。7.16绝热材料与吸附材料7.16.1绝热材料及吸附材料的选用应符合5.8、5.9和图样的规定。7.16.2绝热层应包扎牢固,不应出现溃散现象。7.17.1气瓶应逐只进行真空检漏,漏率应符合4.2.2的要求。7.17.2如果在真空检漏试验中发现焊接接头有泄漏,可按7.11的规定进行返修,返修合格后,重新按7.14的要求进行压力试验,合格后再按照要求进行真空检漏试验。气瓶充装液氮后,夹层真空度不低于2×10-3Pa。7.19管路气密性试验气瓶的阀门及安全附件组装后应采用干燥、洁净、无油的氦气、氢气或氦氮混合气进行管路气密性试验,试验压力为公称工作压力,保压时间不少于1min。阀门、接头及安全附件等不得有泄漏现象。8.1材料复验、分割与标志移植8.1.1材料的复验应符合TSG23、本文件和设计文件的规定,对于以下材料应进行复验:a)用于制造内容器受压元件及与氢接触的受压管路的不锈钢钢板、钢锻件、钢管;b)与氢接触的受压管件;c)用于制造与氢接触的焊接接头的焊接材料;d)用于制造受压元件的境外牌号材料;e)设计文件要求进行复验的材料。8.1.2不锈钢钢板、钢锻件、钢管的复验项目应符合表7的规定。经复验合格的材料,应用无氯无硫的记号笔做可追溯的材料标记。名称复验项目参照标准备注不锈钢板钢板表面质量和标记本标准及GB/T713.7逐张检查化学成分按炉号复验力学性能按批号复验冲击性能按批号复验钢锻件化学成分本标准及GB/T47010按炉号复验力学性能按批号复验冲击性能按批号复验钢管化学成分本标准及GB/T14976按炉号复验力学性能按批号复验冲击性能按批号复验8.1.3不锈钢管件的复验应符合以下规定:a)审查原厂材料质量证明书及管件的产品质量证明文件;b)使用铁素体测量仪测得的铁素体显示含量小于5%。8.1.4焊接材料的复验应符合以下规定:a)钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊焊丝:按批进行化学成分复验,其结果应符合5.7.2的规定;按批进行熔敷金属力学性能和低温冲击性能试验,试验要求应符合5.7.3的规定。熔敷金属试件的制备应符合GB/T25774.1中1.2型或1.3型的规定。b)埋弧焊焊丝-焊剂的熔敷金属:需对焊丝、焊剂采用交叉组合批次匹配焊接获得熔敷金属,对其进行化学成分复验,并进行熔敷金属力学性能和低温冲击性能试验。化学成分的复验结果应符合5.7.2的规定,力学性能和低温冲击性能试验要求应符合5.7.3的规定。熔敷金属试件的制备应符合GB/T25774.1中1.6型的规定。c)使用铁素体测量仪测得的熔敷金属铁素体显示含量应符合5.7.3的规定。8.1.5对于8.1.1中d)、e)要求复验的情况,应按炉号复验化学成分,按批号复验力学性能。材料复验结果应符合相应材料标准和设计文件的规定。8.1.6当对钢板、钢锻件和钢管的铁素体含量有怀疑时,应按GB/T13305进行铁素体含量复验,复验结果应不大于3%。当对自制、外购或外协的封头、管件和弯制管路的铁素体显示含量有怀疑时,应使用铁素体测量仪逐件进行铁素体显示含量复验,复验结果应小于5%。8.1.7制造受压元件的材料应有可追溯的标志。在制造过程中,如原有标志被裁掉或材料分割时,应在材料分割前完成标志移植。8.1.8材料分割可采用冷切割、热切割或其他适当的方法,分割方法应避免或减少对材料性能产生有害的影响。当采用热切割方法分割材料时,应清除表面熔渣和影响制造质量的表面层。8.1.9与氢接触的受压元件不应采用硬印作为材料移植标记、焊工标记及其他标记。8.2焊接工艺评定试板力学性能试验8.2.1按7.3.2的要求,从焊接工艺评定试板(尺寸参照图6)上截取样坯时,试板两端舍去部分不少于50mm,样坯一般用机械加工方法截取。采用热切割时,应去除热影响区。从内胆上用热切割截取样坯时(截取部位参照图7),试样上不得留有热影响区。8.2.2焊接工艺评定用的焊接接头试样数量按7.3.3.10的规定。8.2.3试样的焊接接头正面和背面,均应进行机械加工,使其与母材齐平,对于不平整的试样,可以用冷压法矫平。8.2.4试样制作和试验方法应满足以下规定:a)拉伸试样按图8加工,夹持部分长度根据试验机夹具确定,拉伸试验方法按GB/T228.1进行。单位为毫米b)弯曲试样宽度为38mm,弯曲试验按GB/T2653进行。试验时应使弯轴轴线位于焊缝中心,两支棍面间的距离应做到试样恰好不接触辊子两侧面(如图9),弯轴直径d应为试样厚度的4倍,试验角度应符合7.3.3.10的规定。c)冲击试样的尺寸采用10mm×10mm×55mm标准试样,或采用厚度为7.5mm、5mm或2.5mm的小试样,取样方法和要求按照GB/T33209。焊接接头冲击试样纵轴应垂直于焊接接头轴线,缺口轴线垂直于母材表面。焊接接头试样的缺口轴线应位于焊接接头中心线上,热影响区试样的缺口轴线与熔合线交点的距离大于零,且应尽可能多的通过热影响区。低温冲击试验方法按GB/T229进行,试验温度分别为-253℃和-196℃,从试件取出到完成冲击试验的时间不得大于5s。8.3焊接接头无损检测8.3.1内胆纵、环焊接接头射线透照检测按照NB/T47013.2进行,X射线检测可采用数字成像方法,采用时应当满足GB/T17925或NB/T47013.11的要求。超声检测按照NB/T47013.3进行。8.4焊接接头力学性能试验8.4.1从内胆上截取焊接接头试样:分别从纵向和环向焊接接头上截取拉力、横向面弯和背弯试样各1件、低温冲击试样(缺口位于焊接接头中心)3件。试板和样坯的截取部位见图7。8.4.2从产品焊接试板上截取焊接接头试样:拉力试样1件,横向面弯和背弯试样各1件,冲击试样(缺口位置位于焊接接头中心)3件,样坯的截取部位见图6。8.4.3从气瓶内胆上或产品焊接试板上截取样坯方法应符合8.2.1的规定。8.4.4焊接接头拉力、弯曲和冲击试样的制作及其试验应按8.2.3、8.2.4的规定进行,其中冲击试验温度可采用-196℃试验条件进行。8.4.5当内胆材料的实测厚度小于2.5mm时可免做冲击试验。8.5内胆的压力试验8.5.1制造完工的内胆应按图样的规定进行耐压试验,耐压试验宜采用气压试验。气压试验应采用干燥无油的空气或氮气。8.5.2采用气压试验时,先缓慢升压至规定试验压力的10%,保压足够时间,并且对所有焊接接头和连接部位进行初次检查;如无泄漏后,再继续升压到规定试验压力的50%;如无异常现象,其后按规定试验压力的10%逐级升压,直到试验压力;保压至少保持30s;然后降至公称工作压力,对焊接接头进行气密性检查。8.6管路的气密性试验8.6.1瓶体管路的气密性试验按GB/T12137规定进行。8.7重量与容积的测定8.7.2称量应使用最大称量为实际称量的1.5~3.0倍,其精度应满足最小称量误差的要求。8.7.3内胆应进行容积测量,测定方法按GB/T18443.8的规定进行。由于结构等原因可用几何尺寸测量法测量并计算容积。8.7.4重量和容积的测定应保留三位有效数字,其余数字对于重量应进1,对于容积应舍去。8.8冷冲击试验冷冲击试验方法参考GB/T18442.5的规定。8.9壁厚的测定8.9.1壁厚测定应使用超声波测厚仪测量。8.10外观检查8.10.1目测检查内胆和外壳的表面、焊接接头外观及安全附件。8.10.2用白色、清洁、干燥的滤纸擦抹脱脂表面,纸上应无油脂痕迹和污物,与介质接触的表面应按JB/T6896要求进行检查。8.11真空度的试验真空度试验方法按GB/T18443.2的规定。8.12真空检漏试验真空检漏可采用氦质谱检漏的方法进行。8.13真空夹层漏率试验真空夹层漏率试验方法按GB/T18443.3规定进行。8.14漏放气速率试验漏放气速率试验方法按GB/T18443.4规定进行。8.15静态蒸发率试验静态蒸发率试验参照附录F规定进行。8.16维持时间试验维持时间试验参照附录F规定进行。9.1材料检验9.1.1气瓶制造单位应按表8的规定方法对内胆的材料,按炉罐号进行化学成分验证分析,按批号进行力学性能验证试验。9.1.2内胆材料的化学成分和力学性能试验复验结果应符合5.2和设计图样的要求,若采用境外牌号材料时,则应符合5.2.2.3的规定。9.2出厂检验9.2.1逐只检验气瓶逐只检验应按表8规定项目进行。9.2.2批量检验9.2.3分批和抽样规则以不多于200只内胆为一批,每批抽取1只内胆或从产品焊接试板上取样进行焊接接头力学性能试验。9.2.4批量检验项目气瓶以内胆批为基础进行组批。其批量检验项目按表8的规定。其中静态蒸发率检测每批产品抽检数量不少于3只。9.2.5复验规则9.2.5.1在批量检验中,如有不合格项目,应进行加倍复验。加倍方式按照9.2.5.2和9.2.5.3条规定进行。9.2.5.2在焊接接头力学性能试验中,如果试验不合格可在同一内胆或原产品试板上按照原要求取相同数量的试板,也可在同批内胆中重新取样试验。如有证据证明是操作失误或试验设备失灵造成试验失败,则可在同一内胆上或原产品焊接试板上做第二次试验;第二次试验合格,则第一次可以不计。焊接接头力学性能试验经加倍复验仍不合格时,则该批气瓶内胆为不合格。9.2.5.3进行静态蒸发率测试时,如有1只不合格,应从该批产品中再抽取数量不少于6只进行加倍复验,若批量少于6只,应全部复验。在进行加倍复验时,如果仍有1只不合格,则该批气瓶也应进行逐只检验。如有证据证明是操作失误或试验设备失灵造成试验失败,可以用同一只气瓶进行第二次试验;第二次试验合格,则第一次可以不计。9.3型式试验9.3.1新设计气瓶首次批量投产前或停产逾六个月而重新投产的首批气瓶应按照9.3.2的要求进行型式试验。9.3.2提交满足试验需求数量的同规格气瓶和内胆,按表8规定的项目进行型式试验。9.3.3安全性试验项目应详细记录试验结果,资料存入技术档案,至该类型产品不再生产以后15年。序号检验项目逐只检验批量试验型式试验检验方法判断依据1材料复验ΔΔ2筒体壁厚测量和制造公差检查Δ7.47.43封头壁厚测量、外观及制造公差检查Δ7.54封头铁素体含量测量Δ7.1.25焊接接头外观检查Δ7.7.26内胆、外壳表面质量Δ7.5.37.127焊接接头外观Δ8.97.98气瓶壁厚Δ7.5.29纵向、环向焊接接头无损检测Δ7.10Δ7.1.3不锈钢管铁素体测量Δ7.1.4焊接接头力学性能ΔΔ7.15重量与容积Δ7.13冷冲击试验Δ7.14内胆压力试验Δ7.14管路气密性试验ΔΔΔ7.19清洁度Δ7.12真空度试验Δ7.18真空检漏Δ7.1720真空夹层漏率试验Δ4.2.221漏放气速率试验Δ4.2.222静态蒸发率试验ΔΔ4.2.223维持时间试验Δ6.824安全性能试验Δ附录E附录E注:Δ表示检验该项目。焊接接头力学性能**9.3.4当改变设计而影响气瓶的绝热性能时,应按照表9要求进行相关型式试验。表9焊接接头力学性能**型式试验项目变更内容绝热系统材料或设计内胆支撑结构夹层管道走向内胆材料类型内胆设计壁厚内胆名义壁厚内胆直径内胆容积管路系统保护装置真空度试验**真空夹层漏率试验**漏放气速率试验***静态蒸发率试验****维持时间测定****振动试验***火烧试验**跌落试验***注:*表示检验该项目。a绝热系统材或设计的变更是指绝热材料类型、吸附材料类型或包扎方式等影响绝热性能的变更;b相同的内胆直径、内胆壁厚,仅仅是容积变化。当变化率不超过已通过型式试验的受试瓶内胆容积的100%时可免做;c相同的内胆直径、内胆壁厚,仅仅是容积变大;d相同的内胆直径、内胆壁厚,仅仅是容积变小;e当仅管路系统保护装置改变时,仅需进行对管路系统端的3m跌落试验。10.1气瓶应在明显部位焊接固定铭牌,铭牌应包括以下内容:a)制造单位名称和制造许可证号码;b)制造单位代号;c)气瓶型号;d)气瓶编号;e)产品标准号;f)实际容积,L;g)公称工作压力,MPa;h)气压试验压力,MPa;i)充装介质;j)最大充装量,kg;k)气瓶净重,kg;l)监检标记;m)制造日期;10.2气瓶应在明显部位牢固设置“安全使用告知”警示牌。内容至少包括:“远离火源、集中排放”。10.3气瓶的字样、字色和色环等可参照GB/T7144的有关规定。10.4气瓶出厂前应设置永久性电子识读标志。该识读标志应当能够通过手机扫描方式链接到制造单位建立的产品公示平台,直接获取每只产品的产品信息数据,且应在使用年限内不可更换并能有效识读。10.5气瓶出厂时应对内胆充装0.1MPa~0.15MPa(表压)干燥氮气,并关闭所有阀门,首次使用前置换并检测。10.6气瓶的包装应根据图样规定或用户要求。10.7气瓶在运输和装卸过程中,要防止碰撞、受潮和损坏附件。10.8在外壳前封头便于观察的部位,应当压制明显凸起的LH2介质符号,其字体高度不应低于60mm。10.9气瓶的存放应满足以下规定:10.9.1气瓶应存放在阴凉干燥处。10.9.2气瓶在未安装到汽车上之前,禁止带液存放。10.9.3对于已安装有气瓶的汽车在存放期内必须将带液气瓶的安全泄放装置排气口与按规定要求制作的泄压排放管相连,将超压排放的氢气引导至安全位置泄放。11.1产品合格证和产品使用说明书11.1.1出厂的每只气瓶均应附有产品合格证,且应向用户提供产品使用说明书。在使用说明书中应注明充装介质的最低饱和蒸汽压、安全阀动作压力、操作安全要求等内容。11.1.2出厂产品合格证格式见附录H,且应至少包含以下内容:a)制造单位的名称;b)气瓶型号;c)气瓶编号;d)公称容积,L;e)公称工作压力,MPa;f)产品批号;h)充装介质的最低饱和蒸汽压,MPa;i)出厂检验标记;j)制造年月;k)产品标准号;l)制造单位制造许可证编号。11.2批量检验质量证明书11.2.1批量检验质量证明书的内容,应包括本标准规定的批量检验项目,格式参见附录I。11.2.2出厂的每批气瓶,均应附有批量检验质量证明书。该批气瓶有一个以上用户时,所有用户均应有批量检验证明书的复印件。气瓶制造单位应妥善保存气瓶的检验记录和批量检验质量证明书的复印件(或正本),保存时间不应少于15年。12.1.1真空丧失的气瓶严禁继续使用;12.1.2经过车祸的气瓶应当在检测机构经过检测判定合格方可继续使用;12.1.3严禁私自维修气瓶,气瓶的维修应由有制造资格的厂家和企业单位或在其指导下委托有关单位进行维12.1.4气瓶使用单位应建立产品使用管理制度、安全操作制度、维护制度和定期检查制度,每年对气瓶进行定期检查后出具定期检查报告。(资料性)奥氏体稳定性、低温下马氏体自发转变温度计算及要求本附录规定了真空绝热液氢压力容器专用奥氏体型不锈钢钢材的奥氏体稳定性计算、低温下马氏体自发转变温度计算的方法及对计算结果的分析。A.2奥氏体稳定性计算A.2.1奥氏体稳定性按公式(A-1)计算:∆=Ni+0.5Mn+35C-0.0833(Cr+1.5Mo-20)2-12(A-1)式中:△——奥氏体稳定性系数;Ni——镍含量,质量分数(%);Mn——锰含量,质量分数(%);c——碳含量,质量分数(%);cr——铬含量,质量分数(%);Mo——钼含量,质量分数(%)。A.2.2计算结果:当奥氏体稳定性系数△<0时,说明材料在载荷作用下随着内应力的加大有从奥氏体向马氏体转变的趋势;当奥氏体稳定性系数△≥0时,说明材料稳定性较好。A.3低温下马氏体自发转变温度计算A.3.1低温下马氏体自发转变温度按公式(A-2)计算:Ms(oF)=75(14.6-Cr)+110(8.9-Ni)+60(1.33-Mn)+50(0.47-Si)+3000[0.068-(C+N)]………(A-2)式中:Ms(℉)——奥氏体开始向马氏体转变的温度,单位为华氏度(℉);cr——铬含量,质量分数(%);Ni——镍含量,质量分数(%);Mn——锰含量,质量分数(%);si——硅含量,质量分数(%);c——碳含量,质量分数(%);N——氮含量,质量分数(%)。A.3.2华氏度转变为摄氏度按公式(A-3)计算:式中:C——摄氏温度,单位为摄氏度(℃);F——华氏温度,单位为华氏度(℉)。A.3.3计算出的摄氏温度(C)为奥氏体开始向马氏体转变的温度。(资料性)氢的物性及危险性B.1氢气无色、无臭、无味,是已知最轻的气体。氢气比空气轻,相对密度0.07(空气=1),氢的比热容更大,热导率更高、黏度更低。氢以正氢、仲氢两种状态存在,因此氢的物性要视其正、仲态的组成而定。正氢转换为仲氢有大量的热放出,因此一般要求贮存的仲氢的组分不低于95%。B.2氢气极易燃烧,属于易燃气体。氢气点火能很低,在空气中的最小点火能为0.019mJ,在氧气中的最小点火能为0.007mJ,一般撞击、摩擦、各种爆炸材料的引燃、明火、热气流、高温烟气、雷电感应、电磁辐射等都可点燃氢-空气混合物;氢气燃烧时火焰没有颜色,肉眼不易察觉。B.3氢气中含有氯、氧、一氧化碳以及空气等的混合物很容易发生爆燃,爆燃产生的热气体迅速膨胀,形成的冲击波会对人员造成伤亡,对周围设备及附近的建筑物造成破坏。氢气燃爆可导致燃烧区域的迅速扩大和密闭空间压力的迅速升高。氢气爆轰产生的爆轰波可对燃烧区域外的环境产生巨大冲击,并伴随有高温气体的迅速扩散。以下为混合气体的爆炸极限:——氢气和氯1:1(体积分数)混合时,在光照下即可爆炸;——氢气和空气混合物的爆炸极限,氢占4%~75%(体积分数);——氢气和氧混合物的爆炸极限,氢占4.5%~95%(体积分数);——氢气和一氧化碳混合物的爆炸极限,氢占13.5%~49%(体积分数)。B.4氢气的化学活性很大,与空气、氧、卤素和强氧化剂能发生剧烈反应,有燃烧爆炸的危险,而金属催化剂如铂和镍等会促进上述反应。B.5液氢发生泄漏后将迅速蒸发扩散,形成可见的易爆雾团,并可能导致气瓶形成负压而使周围空气进入气瓶内部冷凝而结冰(空气中的水蒸气、氧、氮、氩等在液氢温度下会形成固体),可能堵塞气瓶管道、阀门等部件。固态氧浓度积累到一定程度时,由于氧晶体断裂时会释放能量,即使在无火花的情况下,也可能在系统内部引发燃烧或爆炸。B.6液氢被点燃将引起燃烧和爆炸。燃烧可能造成气瓶的材料劣化,加剧外部热量的传入,引起液氢的分层以及蒸发,导致气瓶内部温度和压力急剧上升引发气瓶的安全泄压装置泄放再次扩大火势。B.7液氢或氢气的流动会产生静电电荷,当没有接地系统或接地系统阻值过大时,电荷值会累计到达一定程度发生静电点火,引起燃烧或者爆炸。氢热力学数据温度K压力蒸气比体积液体密度液体比焓蒸气比焓液体比熵蒸气比熵a注:以上数据摘自NationalInstituteofStandardsandTechnology数据库。a三相点。b沸点。液氢储供系统典型流程图安全性能试验E.1安全性能试验项目及要求E.1.1安全性能试验项目包括:a)振动试验;b)火烧试验;c)跌落试验。d)加速试验。E.1.2符合以下情况的,应进行安全性能试验:新设计的产品,应进行安全性能试验;因设计、制造有重大变更时,应按照表E.1的规定进行安全性能试验。表E.1设计、制造变更对应安全性能试验对照表安全性能试验变更内容振动试验火烧试验跌落试验加速试验支撑结构改变ΔΔΔΔΔΔΔ公称直径改变ΔΔΔ绝热材料类型或包扎方式改变Δ公称容积变大aΔΔΔ公称容积变小aΔΔ管路系统保护圈或保护罩改变bΔ安全性能试验用的产品,应按照表9经过检验合格后进行,试验结果必须详细记录,资料存入技术档案,至该类型产品不再生产以后15年。安全性能试验应在首批生产的气瓶中任意选取,数量应满足下列项目试验要求:a)振动试验;b)火烧试验;c)3m高度跌落试验;d)10m高度跌落试验。e)加速试验。气瓶的连接管路及固定支座,应与气瓶一同进行安全性能试验。固定支座应具有足够的强度和刚度,以便对连接在气瓶外部的装置、管路和附件起到保护作用。进行3m跌落试验时,应采用措施使气瓶着地时固定支座承受地面撞击力,必要时可加装试验工装,试验工装沿长度方向应超出保护圈或保护罩至少250mm。试验工装应与固定支座刚性连接,使气瓶着地时通过试验工装地面撞击力传导至固定支座。试验工装应具有足够的强度和刚度,以避免试验时试验工装发生明显的变形影响试验结果。经安全性能试验合格的,连接管路以及气瓶与固定支座的栓固方式不应改变,如更改则应重新进行安全性能试验。E.2安全性能试验方法及评定要求E.2.1振动试验E.2.2.1试验目的实施振动试验是模拟检验气瓶在汽车运行条件下,内胆与外壳的支撑结构、管路系统及气瓶安装支架等附件的耐久性。E.2.2.2试验条件振动试验应优先使用液氢进行试验,当安全条件或设备条件不具备时,也可以采用液氮替代液氢进行测试,但液氮的充装质量至少为“额定充满率下液氢质量”的两倍;振动试验前气瓶中充装满质量的液氢或液氮,气瓶处于完全冷却状态,压力为0MPa(表压)。E.2.2.3试验规程a)瓶体的振动分为两部分,第一部分为沿上下垂直的振动,第二部分为沿车辆行驶方向的振动。b)振动方向为上下垂直方向(见图E.1),振动加速度5g(5倍重力加速度),振动频率和加振时间见表c)振动方向为车辆行进方向(见图E.2),振动加速度3g(3倍重力加速度),振动频率和加振时间见表1——气瓶;2——振动台振动频率(Hz)8202540加振时间(min)45振动频率(Hz)8202540加振时间(min)4122d)振动试验在8Hz~40Hz范围内扫频,若发现在这一频率范围内有共振的,应更改气瓶设计,重新进行型式试验;e)对于运行路况特别恶劣的,试验参数可由供需双方协商确定。E.2.2.4试验评定试验结果必须同时满足以下要求为合格:a)振动完毕后,任何部位不得出现泄漏;b)若使用液氮进行试验,测试完成后应充装额定充满率的液氢进行泄漏率检测c)振动完毕后,静置12小时后气瓶外壳不应有结露或结霜现象(内胆与外壳连接支撑部位除外)。E.2.3火烧试验E.2.2.1试验目的实施火烧试验是检验气瓶在外部高温环境下绝热系统性能的安全可靠性。E.2.2.2试验条件火烧试验前,装满80%的液氢,气瓶处于放空且完全冷却状态,试验前关闭放空阀。加装外置增压器的气瓶进行火烧前,应开启增压阀,火烧时增压阀应保持开启状态。气瓶应水平架起或吊装固定好,不允许火焰直接烧到安全阀、截止阀、压力表、调压阀等附件。允许采用金属板作为管路系统的保护罩。瓶体底部沿轴向布置不少于3只热电偶用以监测气瓶外表面温度,热电偶距离气瓶底部不应大于10mm,热电偶间距不大于0.75m。应采用适当的方式监测气瓶内压力。温度或压力应至少30s记录一次。仪表及表线等应引到隐蔽体或防护屏障内,保证万一气瓶爆炸不会给试验人员带来危险并保证试验过程中能正常测定温度和压力的变化。E.2.2.3试验规程试验采用天然气(或液化石油气)为燃料。在水平放置的气瓶正下部放置燃气管路、燃烧装置等,保证气瓶的最低点距燃烧装置120~130mm,燃烧装置大小应足以使气瓶的主体边缘完全置于火焰之中,因此燃烧装置长度与宽度应至少超出气瓶在水平面投影长度与宽度的100mm;保证足够燃烧时间。试验场所的风速不应超过2.2

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