汽车用液化天然气气瓶(企标模板)

GB/T ××××—×××× 目 次 II前言 31 范围 32 规范性引用文件 33 术语定义和符号 64 型式及基本参数 75 材料 76 设计 107 制造 148 试验方法 169 检验规则 1810 标志、包装、运输、存放 1811 出厂文件 1812 使用 19附录A （规范性附录） 安全性能试验 22附录B （规范性附录） 安全泄放量的设计计算 24附录C （资料性附录） 蒸发率的换算关系 25附录D （资料性附录） 产品合格证 27附录E （资料性附录） 批量检验质量证明书 前 言 本的全部技术内容为强制性。 本标准的范围、材料、设计等规定参照美国汽车工程协会SAE J2343《液化天然气为燃料的重型卡车推荐作法》和美国防火协会NFPA52《车辆气体燃料系统标准》。 本标准安全附件的泄放量计算参照美国压缩气体协会CGA S-1.1《压力泄放装置标准 第一部分：——压缩气瓶》的规定。 本标准结合本国国情，吸收采用了GB5100-1994《钢质焊接气瓶》及相关标准的规定。 本标准附录A、附录B为规范性附录，附录C、附录D、附录E为资料性附录。 本标准由×××提出并归口。 本标准起草人：××× 汽车用液化天然气气瓶 1　 范围 本标准规定了汽车用液化天然气（Liquefied Natural Gas,缩写LNG）气瓶（以下简称气瓶）的定义、符号、型式、基本参数、材料、设计、制造、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、存放等要求。 本标准适用于在正常环境温度（-40℃～60℃）下使用，贮存介质为LNG，作为汽车燃料箱，设计温度不低于-196℃，公称容积为150L～500L，工作压力为0.6MPa～3.5MPa可重复充装的焊接绝热气瓶。 2　 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 150 钢制压力容器 GB/T 228 金属材料 室温拉伸试验方法 GB/T 229 金属夏比缺口冲击试验方法 GB/T 1804 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T 3280 不锈钢冷轧钢板 GB/T 4237 不锈钢热轧钢板 GB/T 232 焊接材料弯曲试验方法 GB 7144 气瓶颜色标志 GB/T 9251 气瓶水压试验方法 GB/T 12137 气瓶气密性试验方法 GB 15384 气瓶型号命名方法 GB/T 18443.2 低温绝热压力容器试验方法 真空度测量 GB/T 18443.3 低温绝热压力容器试验方法 漏率测量 GB/T 18443.4 低温绝热压力容器试验方法 漏放气速率测量 GB/T 18443.5 低温绝热压力容器试验方法 静态蒸发率测量 JB 4708 钢制压力容器焊接评定 JB/T 4730.1 承压设备无损检测 第一部分：通用要求 JB/T 4730.2 承压设备无损检测 第二部分：射线检测 JB/T 4744 钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验 JB/T 6896 空气分离设备表面清洁度 3　 术语和定义、符号 3.1　 术语和定义 GB/T 13005确立的以及下列术语和定义适用于本标准。 批量 lot 采用同一设计、同一材料、同一焊接工艺、同一绝热工艺，连续生产的气瓶内胆所限定的数量，称内胆批量。 采用同一设计、连续生产的气瓶产品所限定的数量，称为产品批量。 内胆 inner containment vessel 贮存LNG，并能承受工作压力的内壳体。 外壳 outer shell 形成和保护气瓶绝热空间的外壳体。 静态蒸发率 static evaporation rate 气瓶在盛装大于有效容积1/2低温液体时，静置达到热平衡后，24h内自然蒸发损失的低温液体质量和容器有效容积下低温液体质量的百分比，换算为标准环境下（20℃，0.1MPa）蒸发率值，单位为%/d。 净重 net weight 气瓶及其不可拆连接件的实际重量（包括阀门、管路系统）。 有效容积 effective volume 内胆允许的最大盛液容积。（一般不应大于公称容积的92%） 真空夹层漏率 vacuum interspace leak rate 单位时间内漏入真空夹层的气体量。单位为Pa·m3/s。 漏放气速率 leak and outgassing rate 气瓶夹层放气速率与漏率之和。单位为Pa·m3/s。放气速率为常温状态下在给定时间间隔内，单位时间气瓶在真空夹层中各种材料解吸的气体量。 工作压力 service pressure 气瓶在正常工作情况下，内胆壳体顶部可能达到的最高压力。 壁应力 wall stress 气瓶内胆壁承受的应力。 总的热传递 total thermal transfer 相对于气瓶单位公称容积及贮存介质与环境温度每单位温差时，在单位时间内从周围大气通过绝热层、管道、颈管、支撑构件传递到贮存介质的热量。单位为J/（h·℃·l）。 总热传导系数 total thermal conductivity coefficient 周围环境通过绝热层、管道、颈管、支撑构件对贮存介质总的传热系数。单位为kJ/（h·m2·℃）。 计算压力 calculating pressure 用于计算气瓶内胆壁厚和校核其壁应力的压力。 外壳体材料的有效厚度 effective thickness of outer shell 有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差。 3.1.15 充灌自动限位功能 automatic safe-space insurance function 充液时，能够确保在气瓶内胆的顶部留有一定安全空间的功能。 3.1.16 维持时间 hold time 气瓶充灌至规定的初始充灌量，从规定的起始条件开始，关闭气瓶各条管线，并开始记时，直至压力升高达到限制装置的设定压力为止，所经历的时间，单位为“天”。 3.2　 符号 下列符号适用于本标准。 a——封头曲面与样板的间隙 mm； b——焊缝对口错边量 mm； c——封头表面凹凸量 mm； D——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； D0——外壳封头或筒体的外直径 mm； E——对接焊缝棱角高度 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； 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5； 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曲面深度的1/3， mm； l——样板长度 mm； n——弯轴直径与试样厚度的比值； P——工作压力 MPa； P1——许用外压力 MPa； Pc——计算压力 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——拉力试样焊缝宽度 mm； t——温度 ℃； U——总热传导系数 kJ/（h·m2·℃）； V——内胆公称容积 L； A——断后伸长率 %； η——静态蒸发率 %/d； σ——壁应力 MPa； Rm——抗拉强度 MPa； Rp0.2——规定非比例延伸强度 MPa； Δhi——封头内高度（Hi+h）公差 mm； πΔDi——内圆周长公差 mm 4　 型式及基本参数 4.1　 型式与产品型号 4.1.1　 气瓶的型式为卧式，见图1。 1阀门等组合部件；2外壳；3绝热层；4内胆 图1 4.1.2　 气瓶的产品型号参照GB 15384进行命名，表示方法如下： 改型序号，用罗马字母I、II、III……等表示 工作压力，MPa 内胆公称容积，L 内胆公称直径，mm 气瓶型式，用W表示卧式 汽车用液化天然气气瓶名称，用CDP表示 型号应用示例：CDPW600-450-1.59II 表示公称容积为450L，工作压力为1.59MPa，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　 气瓶公称容积V和推荐的公称直径D按表1的规定。 表1 公称容积V L ＜150～200 ＜200～350 ＜350～500 推荐的内胆公称直径D mm 300～450 450～550 550～750 4.2.2　 工作压力1.0MPa～1.6Mpa气瓶的静态蒸发率按表2的规定，其他工作压力的气瓶静态蒸发率按设计图样规定。 4.2.3　 气瓶真空夹层漏率和漏放气速率按表2规定。 表2 公称容积V （L） 150 175 200 300 450 500 静态蒸发率η （≤%/d） 2.9 2.4 2.3 2.2 2.1 真空夹层漏率 （Pa·m3/s） ≤6×10-8 漏放气速率 （Pa·m3/s） ≤6×10-7 注：1 公称容积为推荐参考值； 2 静态蒸发率指液氮的静态蒸发率。 4.2.4　 气瓶内胆壁厚的计算压力Pc为工作压力的2倍，压力试验的压力为工作压力的2倍。 5　 材料 5.1　 材料的一般规定 5.1.1　 气瓶的内胆材料应采用奥氏体型不锈钢，且应符合GB/T 3280或GB/T 4237等相应材料标准的规定。若采用国外材料时，应符合国外相应规范和标准的规定，力学性能不得低于国内相应材料标准的技术指标。 5.1.2　 焊在内胆上所有的零部件，应采用与内胆材料性质相适应的奥氏体型不锈钢材料，并应符合相应技术标准的规定。 5.1.3　 所采用的不锈钢焊接材料焊成的焊缝，其熔敷金属化学成分应与母材相同或相近，且抗拉强度和屈服强度不得低于母材抗拉强度规定值的下限。 5.1.4　 材料（包括焊接材料）应具有材料生产单位提供的质量证明书原件。从非材料生产单位获得材料时，应同时取得材料质量证明书原件或加盖供材单位检验公章和经办人章的有效复印件。 5.1.5　 内胆筒体和封头材料须按炉罐号进行化学成分复验和按批号进行力学性能复验，经复验合格的材料，应用无氯无硫的记号笔做材料标记。 5.1.6　 外壳材料应采用奥氏体不锈钢或碳钢。 5.1.7　 绝热材料及吸附材料应采用阻燃材料。 5.2　 化学成分 内胆主体材料的化学成分及允许偏差按表3的规定。 表3 化学成分 C Mn P S Si Ni Cr 百分含量 ≤0.07 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.03 ≤1.00 8.00～11.0 17.00～19.00 允许偏差 ±0.01 ±0.04 +0.005 +0.005 ±0.05 ±0.10 ±0.20 5.3　 力学性能 内胆主体材料的力学性能按表4规定。 表4 抗拉强度Rm 规定非比例延伸强度RP0.2 断后伸长率A ≥520 MPa ≥205 MPa ≥40％ 6　 设计 6.1　 一般规定 6.1.1　 气瓶由内胆、外壳以及夹层中的绝热层和阀门管路系统组成。内胆与外壳之间的连接应能保持稳固，并能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A的要求通过型式试验。 6.1.2　 内胆的组成最多不超过四部分，即纵焊缝不得多于两条，环焊缝不得多于三条，并且筒节的长度不得小于300mm，相邻纵焊缝之间的弧长距离不小于100mm。 6.1.3　 气瓶应采用真空多层绝热方式，并进行传热计算，总的热传递不超过2.09 J/（h·℃·l），按GB/T 18443试验方法测定的“维持时间”不少于5天。 6.2　 内胆 6.2.1　 封头设计 气瓶内胆的封头应是无缝的，凹面承受压力，形状为半球形或长短轴比为2∶1的标准椭圆形。 6.2.2　 内胆壁厚 内胆设计壁厚不小于按（1）式计算的结果： 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%； d) 按8.1测定的母材的屈服强度； e) 带纵缝内胆的壁应力不超过上述数值最低值的85%。 6.2.3内胆开孔 6.2.3.1只准在封头上开孔，开孔应是圆形。开孔直径不得大于内径的1/3，开孔位于以封头中心为中心的80%封头内直径的范围内。应采用有限元分析计算方法对开孔进行强度校核。 6.2.3.2内胆上的每一个开孔应焊装管接头，管接头与封头的连接应采用全焊透的焊接形式。 6.3　 外壳 6.3.1　 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。 6.3.2　 外壳筒体壁厚 外壳筒体壁厚按公式（2）进行校核： …………………………………（2） 6.3.3　 外壳封头壁厚按公式（3）进行校核： …………………………………（3） 如果封头为椭圆形，则 , 按照下表选取： 表5 2.6 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 1.18 1.08 0.99 0.90 0.81 0.73 0.65 0.57 0.50 注 1：中间值由内插法求得。 注 2： 为标准椭圆形封头。 注 3： 。 6.3.4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. b)总的泄放面积不得小于内胆公称容积与0.34 mm2/L的乘积。 6.4　 焊接接头 6.4.1纵、环焊缝应采用全焊透对接型式。 6.4.2纵焊缝不得有永久性垫板。 6.4.3环焊缝允许采用永久性垫板或缩口结构。 6.4.4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。 6.5　 管路系统 管路系统的设置应具备充液、出液、自动和手动泄压、紧急情况下限流、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，并且截止阀应标明开启和关闭方向。 管路系统及其部件所用的密封件不得与所盛装的液化天然气发生化学反应,并且能够承受盛装介质的低温。 6.5.1充液管路 充液管路上宜设有充液接头。充液接头应具有阻止气瓶内的液体或气体流向外部的功能，接头应带有防灰尘作用的防尘盖。如果不设置充液接头，则应当设置截止阀、螺纹堵头或者采用法兰等密封结构，保证充液完毕后及使用过程中介质不外泄。 6.5.2出液管路 出液管路及管路上的接头、阀门的通径大小、安装位置、安装方式等应能够满足排出能力的要求。 出液管路应设有截止阀、限流装置。 限流装置安装在出液管路液体侧末端、汽化器前端之间，并且应满足在其后部的燃料供给管路发生大量泄漏、破裂、断裂等情况下能够自动关闭，停止供液，保证气瓶内的液化天然气不再往外泄漏。 6.5.3泄压管路 泄压管路应与气瓶内胆气相空间直接相通，且管路通径应满足安全泄放的要求。 泄压管路分为自动泄压（安全阀开启泄压）和手动泄压。汇集在一个泄放管排放。 气瓶安装在汽车上时应将泄压管路的出口接引至车辆的安全位置排放。当车辆停放时泄压管还应符合本标准10.7.3要求。 6.5.4安全阀 内胆应设置至少两只安全阀，安全阀入口接管应与内胆气相空间直接连通。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。 气瓶安全阀的出口都应汇集至泄压管路。 气瓶不得安装爆破片。 安全泄放量和安全阀排放能力的计算见附录B（规范性附录）。主安全阀的开启压力不大于工作压力的1.2倍，副安全阀的开启压力不大于工作压力的1.8倍。 6.5.5压力表 压力表量程为工作压力的1.5～3倍，精度不低于2.5级。压力表进口管路应与内胆气相空间直接连通。 6.5.6液位计 每只气瓶应设置液位计，液位计应有显示液位的信号输出，并传至汽车的驾驶室，且当剩余燃料为气瓶内胆有效容积的5%时显示为空瓶。 6.5.7 气瓶应具备自动限充功能，在充灌时，内胆至少保留其公称容积8%的安全空间。 7　 制造 7.1　 组批 气瓶按内胆组批进行制造，同时在内胆组批的基础上进行产品组批。即一个内胆批允许分组配制成几个产品组批。 7.2　 焊接工艺评定 7.2.1　 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，焊接工艺评定除按本标准规定外，其余要求应符合JB 4708的规定。 7.2.2　 焊接工艺评定可以在焊接工艺评定试板上进行，也可以直接在内胆筒体上进行。进行焊接工艺评定的焊缝，应能代表内胆的主要焊缝（纵、环、角焊缝）。 7.2.3　 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，试板焊缝经100%射线透照检测，检测结果应符合JB/T 4730.2标准Ⅱ级要求。 7.2.4　 焊接工艺评定用的焊接接头试样数量规定如下：拉力试样2件，横向弯曲试样4件（面弯、背弯各2件），内胆材料最低使用温度下低温冲击试样6件（焊缝、热影响区各3件）。 7.2.5　 当内胆材料的厚度不小于2.5mm时，应进行设计温度下的低温冲击试验；当内胆材料的厚度小于2.5mm时免做。 7.2.6　 焊接工艺评定试验结果要求如下： a) 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。 b) 焊接接头低温冲击试样的冲击吸收功应不小于表6的要求： 表6 试样尺寸 mm 焊缝或热影响区每组三个试样的平均值 J 单个试样的最小值 J 10x10 20.4 13.6 10x7.5 17 11.6 10x5 13.6 9.5 10x2.5 6.8 4.8 注： 1.当焊缝或热影响区每组三个试样的平均值不小于上述单个试样的最小值时，且其中一个以上试样的冲击值低于要求的平均值，或一个试样的冲击值低于单个试样准许的最小值时，可再取焊缝或热影响区三个附加试样进行试验。每一个试样的冲击值均应不小于平均值的要求为合格。 2.若由于试样本身的缺陷原因，允许重复取样进行试验。 c) 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。 7.2.7　 焊接工艺评定需由焊接责任工程师审核，制造单位技术总负责人批准。 7.3　 筒体 7.3.1　 筒体由钢板卷焊时，钢板的轧制方向应与筒体的环向一致。 7.3.2　 筒体同一横截面最大最小直径差e不大于0.01Di。 7.3.3　 筒体纵缝对口错边量b不大于0.1Sn，见图2。 7.3.4　 筒体纵焊缝棱角高度E不大于0.1Sn+2mm，见图3，用长度l为1/2Di，但不大于300mm的样板进行测量。 图2 图3 7.4　 封头 7.4.1　 封头钢板不允许拼接。 7.4.2　 内胆封头最小厚度应不小于内胆筒体设计壁厚的90%，外壳封头最小壁厚按照6.3.3规定。封头的外形不得有突变，且形状与尺寸公差不得超过表7的规定，符号见图4所示。 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 +5 -3 400～800 ±6.0 3 2 3 表7 mm 图4 7.4.3　 封头不得有裂纹、起皮、折皱等缺陷。 7.5　 未注公差尺寸的极限偏差 未注公差尺寸的极限偏差按GB/T 1804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。 7.6　 组装 7.6.1　 气瓶的各零件组装前均应检查合格，且不准进行强力组装。 7.6.2　 封头与筒体、筒体的筒节与筒节之间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 7.6.3　 附件的组装应符合图样的规定。 7.7　 内胆焊接的一般规定 7.7.1　 气瓶的焊接，应由持有相应类别的“锅炉压力容器压力管道焊工资格”的人员担任。施焊后，焊缝应有可跟踪的标识和。 7.7.2　 气瓶的纵、环焊缝焊接应采用自动保护焊，施焊工艺应严格按照评定合格的焊接工艺进行。 7.7.3　 焊接坡口的形状和尺寸，应符合图样规定。坡口表面应清洁、光洁，不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷。 7.7.4　 焊接（包括焊缝返修）应在室内的专用场地上进行，焊接场地应保持清洁、干燥，地面应铺橡胶或木质垫板，零部件应放在铺有木板的架子上。 7.7.5　 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。 7.7.6　 施焊时，不得在瓶体上非焊接处引弧，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　 焊缝外观 7.8.1　 内胆对接焊缝的余高为0～2.5mm，同一焊缝最宽最窄处之差不大于3mm。 7.8.2　 角焊缝的几何形状应圆滑过渡到母材。 7.8.3　 气瓶上的焊缝不允许咬边、未焊透，焊缝和热影响区表面不得有裂纹、气孔、凹陷和不规则突变，焊缝两侧的飞溅物应清除干净。 7.9　 无损检测 7.9.1　 内胆纵、环缝经外观检测合格后应按要求进行无损检测。气瓶的无损检测应由持有相应检测方法的“特种设备检验检测人员证”的人员担任。 7.9.2　 内胆纵、环焊缝进行100%射线透照检测，射线透照检测按JB/T 4730.2进行，焊缝缺陷等级不低于Ⅱ级，射线透照底片质量为AB级。 7.10　 焊缝返修 7.10.1　 焊缝返修应按返修工艺进行，应由具有7.7.1规定资格的人员担任，返修部位应重新按7.8、7.9进行外观和无损检测。 7.10.2　 内胆焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次，如超过时，返修前须经制造单位技术总负责人批准。 7.10.3　 返修次数和返修部位应记入产品生产检验记录，并在产品合格证中注明。 7.11　 表面质量及清洁度 7.11.1　 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6.2，外壳壁厚需满足6.3的要求。 7.11.2　 内胆内外表面及所有接触介质的零部件应进行脱脂处理，符合JB/T 6896有关规定，并有良好的保护措施。 7.11.3　 凡处于真空状况的表面和零部件应清洁干燥，不得有油污、灰尘。 7.12　 容积与重量 7.12.1　 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。 7.12.2　 气瓶制造完毕后应逐只进行净重测定。 7.13　 压力试验 7.13.1　 气瓶的内胆经射线透照检测合格后应逐只进行压力试验，压力试验采用水压或气压试验，试验压力按4.2.4的规定，水压试验介质为清洁的水且氯离子含量应不超过25ppm，气压试验应采用干燥无油的空气或氮气。 7.13.2　 气压试验应有安全措施。 7.13.3　 在试验压力下保压应不少于30秒，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1.5级。 7.13.4　 水压试验后应及时排清内胆与接管中的水，并使其干燥。 7.13.5　 如果在压力试验中发现焊缝有泄漏，应按7.10的规定进行返修，返修合格后，重新按要求进行压力试验。 7.14　 内胆焊接接头力学性能试验 7.14.1　 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。 7.14.2　 产品焊接试板应和受试内胆在同一块钢板（或同炉批钢板）上下料，作为受试内胆纵焊缝的延长部分与纵缝一起焊成，试板应标上受试内胆和焊工的代号，试板上的焊缝应进行外表检查和100%射线透照检测，并符合7.8和7.9的规定，焊接试板尺寸和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 7.14.3　 在气瓶内胆上取样的位置按图7。 图7 7.14.4　 试样的焊缝截面应良好，不得有裂纹、未熔合、未焊透、夹渣和气孔等缺陷。 7.14.5　 力学性能试验结果应符合7.2.6的要求。 7.15绝热材料与吸附材料 7.15.1绝热材料及吸附材料的选用应符合5.1.7和图样的规定。 7.15.2绝热层包扎应牢固，不应出现溃散现象。 7.16真空检漏 7.16.1气瓶应逐只进行真空检漏，漏率应符合4.2.3的要求。 7.16.2如果在真空检漏试验中发现焊缝有泄漏，可按7.10的规定进行返修，返修合格后，重新按7.13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。 7.17真空 气瓶充装液氮后，夹层真空度不低于2×10-2Pa。 7.18管路气密性试验 气瓶的阀门及安全附件组装后应用干燥无油的洁净空气或氮气进行管路气密性试验，试验压力为工作压力， 保压时间不少于1分钟。阀门、接头及安全附件等不得有泄漏现象。 7.19最大充装量 气瓶的最大充装量应在设计图样和提供给用户的技术文件中注明。 8　 试验方法 8.1　 材料复验 气瓶不锈钢材料化学成分和力学性能的复验，按其材料标准规定的方法取样分析和试验。 8.2　 焊接工艺评定试板力学性能试验 8.2.1　 按7.2.2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7.2.4的规定。 8.2.3　 试样的焊缝正面和背面，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 8.2.4.1　 拉力试样按图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/T 228进行。 图8 8.2.4.2　 弯曲试样宽度为25mm，弯曲试验按GB/T 2653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棍子两侧面（如图9），弯轴直径d应为试样厚度的4倍，试验角度应符合7.2.6的规定。 图9 8.2.4.3　 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JB/T 4744。焊缝冲击试样纵轴应垂直于焊缝轴线，缺口轴线垂直于母材表面。焊缝试样的缺口轴线应位于焊缝中心线上，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/T 229进行。 8.2.4.4　 当内胆材料的厚度不小于2.5mm，但不足以制备2.5mm的低温冲击试样时，应从符合本标准5.1、5.2和5.3规定的厚度不超过3.2mm的焊接试板上制备2.5mm的试样，其试板材料的含碳量不得低于0.05%。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。 8.3　 焊缝无损检测 内胆纵、环焊缝无损检测按JB/T 4730.2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：纵焊缝截取拉力、横向面弯和背弯试样各1件、低温冲击试样(缺口位于焊缝中心)3件。如果环焊缝和纵焊缝采用不同的焊接方法（或焊接工艺），则还应从环焊缝处截取同样数量的试样，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（缺口位置位于焊缝中心）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　 焊接接头试样的加工应符合8.2.3的规定。 8.4.5　 焊接接头试样的制作和试验方法 焊接接头拉力、弯曲和冲击试样的制作及其试验按8.2.4的规定进行。 8.5　 内胆的压力试验 内胆的水压试验按GB/T 9251规定进行，气压试验的升压程序参照《压力容器安全技术监察规程》的要求进行。 8.6　 管路的气密性试验 管路的气密性试验按GB/T 12137规定进行，试验介质为干燥、清洁无油的空气或氮气。 8.7　 重量与容积的测定 8.7.1 采用称量法测定气瓶的净重，重量单位千克（kg）。 8.7.2 称量应使用最大称量为实际称量的1.5～3倍的衡器，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/T 18443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　 壁厚的测定 气瓶内胆壁厚的测定应使用超声波测厚仪测量。 8.9　 外观检查 8.9.1 目测检查内胆和外壳的表面、焊缝外观及安全附件。 8.9.2 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/T 6896要求进行检查。 8.10 真空度的试验 真空度的试验方法按GB/T 18443.2规定进行。 8.11 真空检漏试验 真空检漏可采用氦质谱检漏的方法进行。 8.12 真空夹层漏率试验 真空夹层漏率的试验方法按GB/T 18443.3规定进行。 8.13 漏放气速率试验 漏放气速率的试验方法按GB/T 18443.4规定进行。 8.14 静态蒸发率试验 静态蒸发率的试验按GB/T 18443.5规定进行。 9　 检验规则 9.1　 材料检验 9.1.1　 气瓶制造单位应按8.1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5.3的要求，若采用国外材料时，则应符合5.1.1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 9.2.2.1　 分批和抽样规则 以不多于200只内胆为一批，从每批抽取1只内胆取样进行焊接接头力学性能试验。 9.2.2.2　 气瓶批量检验项目按表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。 9.2.3　 复验规则 9.2.3.1　 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9.2.3.2和9.2.3.3条规定进行。 9.2.3.2　 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。 9.2.3.3　 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。 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　 提交同规格气瓶4只，按表8的规定的项目进行型式试验。 表8 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 8.1 9.1 2 筒体 最大最小直径差e Δ 7.3.2 3 纵焊缝对口错边量b Δ 7.3.3 7.3.3 4 纵焊缝棱角高度E Δ 7.3.4 7.3.4 5 封头 内圆周周长公差πΔDi Δ 7.4.2 6 最大最小直径差e Δ 7.4.2 7 表面凹凸量c Δ 7.4.2 7.4.2 8 曲面与样板间隙a Δ 7.4.2 7.4.2 9 内高公差Δhi Δ 7.4.2△ 10 外观 Δ 7.4.3 11 壁厚 Δ 8.8 7.4.2 12 环焊缝对口错边量b Δ 7.6.2 7.6.2 13 环焊缝棱角高度E Δ 7.6.2 7.6.2 14 内胆、外壳表面质量 Δ 8.9 7.11 15 焊缝外观 Δ 8.9.1 7.8 16 气瓶壁厚 Δ 8.8 图样 17 纵、环焊缝无损检测 Δ 8.3 7.9.2 18 焊接接头力学性能 Δ 8.4 7.14.5 19 重量与容积 Δ 8.7 7.12 20 内胆压力试验 Δ 8.5 7.13 21 管路气密性试验 Δ 8.6 7.18 22 清洁度 Δ 8.9.2 7.11 23 真空度的试验 Δ 8.10 7.17 24 真空检漏 Δ 8.11 7.16 25 真空夹层漏率试验 Δ 8.12 4.2.3 26 漏放气速率试验 Δ 8.13 4.2.3 27 静态蒸发率试验 Δ Δ 8.14 4.2.2 28 安全性能试验 Δ 附录A 附录A 注：Δ表示检验该项目。 9.3.3　 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 变更内容 型式试验项目 绝热系统材料或设计 内胆 支撑 结构 管道 走向 材料 类型 内胆 壁厚 内胆 直径 内胆 容积 注2 焊接接头力学性能 * * 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 * * * * * 注1：*表示需要进行的型式试验项目； 注2：容积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。 10　 标志、包装、运输、存放 10.1　 气瓶应在明显部位装置固定铭牌，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) 气瓶编号； c) 标准代号； d) 公称容积； e) 工作压力； f) 内胆试验压力； g) 充装介质； h) 最大充装量； i) 净重； j) 检验和监检钢印； k) 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 7144的有关规定。 10.4　 气瓶出厂时应对内胆充装0.01MPa～0.05MPa干燥氮气，并关闭所有阀门。 10.5　 气瓶的包装应根据图样规定或用户要求。 10.6　 气瓶在运输和装卸过程中，要防止碰撞、受潮和损坏附件。 10.7　 存放 10.7.1　 气瓶应存放在阴凉干燥处。 10.7.2　 气瓶在未安装到汽车上之前，禁止带液（LNG）存放。 10.7.3　 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，将超压排放的天然气导至安全位置泄放。 11　 出厂文件 气瓶出厂时应至少有下列文件： a) 产品合格证 见附录E(资料性附录)； b) 批量检验质量证明书，该批气瓶有两个或更多用户时，可以提供批量检验质量证明的复印件给客户 见附录F(资料性附录)； c) 产品使用说明书。 12 使用规定 a) 真空丧失的气瓶严禁继续使用； b) 经过车祸的气瓶应当在检测机构经过检测判定合格的方可继续使用； c) 严禁私自维修气瓶，气瓶的维修必须由有资格的专业厂家进行指导、或进行维修； d) 气瓶随车的报废而报废，严禁从报废车辆拆卸气瓶重复安装使用。 附　录　A （规范性附录） 安全性能试验 A.1　 安全性能试验要求 A.1.1　 本试验作为审查、验证气瓶设计、制造的合理性、可靠性、安全性的重要手段，一旦所有试验均通过，该类型（同一结构型式、同一设计指标、同一材料、同一加工制作方法均可以视为同一类型）气瓶的设计、制作工艺则被认可，正常生产中可不再进行安全性能试验。 A.1.2　 符合表 A.1的情况，一般应进行安全性能试验： a) 新设计的产品（符合“b）”中“注2”规定的不包含在内)； b) 因设计、制造有重大变更，具体见下表： 表 A.1 安全性能试验项目 变更内容 振动试验 火烧试验 跌落试验 支撑结构改变 Δ Δ 内胆壁厚改变 Δ Δ 公称直径变大 Δ Δ 抽空工艺改变 Δ 包扎工艺改变 Δ 包扎材料改变 Δ 公称容积改变﹡ Δ Δ Δ 注1：“Δ”表示要做的项目。 注2：“﹡”相同的内胆直径、内胆壁厚，仅仅是公称容积的变化，并且如果变化后的容积不大于已通过型式试验气瓶公称容积1.2倍以上，可以不进行安全性能试验。 A.1.3　 安全性能试验用的产品，应按照表8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。 A.1.4　 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。 A.2　 安全性能试验方法及评定要求 A.2.1　 振动试验 A.2.1.1　 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、管路系统等附件的耐久性。 A.2.1.2　 试验条件 振动试验前气瓶中充装与装满LNG等重的液氮，气瓶处于完全冷却状态，压力为0MPa（表压）。 A.2.1.3　 试验规程 a. 振动加速度 3g（3倍重力加速度）； b. 振动方向为上下垂直方向（见图A.1）； 1——气瓶；2——振动台 图 A.1 c. 首先扫频找出共振点,如果共振点位于下表范围内频点的±4Hz范围内，则取消该频点的振动，选用表内靠近的小频点进行振动，但振动次数不得小于该频点。 振动频率的变动方法及加振时间，按照下表规定的振动频率和时间加振： 表 A.2 振动频率（Hz） 8 11 15 20 25 30 35 40 加振时间（min） 170 122 89 67 54 45 38 34 A.2.1.4　 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. 振动完毕后，静置30分钟以上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）。 A.2.2　 火烧试验 A.2.2.1　 试验目的 实施火烧试验是检验气瓶在高温环境下绝热系统性能的安全可靠性。 A.2.2.2　 试验条件 火烧试验前,装满与LNG等高度的液氮，气瓶处于完全冷却状态，压力为0MPa（表压）。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、压力表等附件。允许采用金属板作为管路系统的保护罩。气瓶筒体外侧中心线位置对称各固定一只测温电偶，其测温仪表及表线和压力表等附件应安全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。 A.2.2.3　 试验规程 试验采用天然气（或液化石油气）为燃料。在倒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，但不超过200mm；保证足够燃烧时间。 试验场所的风速不应超过2.2m/s。 试验时间要求在气点火10分钟内，气瓶外侧任一点测得的温度应不低于538℃，此时开始计时；并控制气瓶外表面温度在538℃附近，火烧时间应满足表A.3的规定： 表 A.3 容积（L） <300 ≥300 时间（min） ≥20 ≥40 当满足时间要求后，继续进行试验，直至安全阀开启，然后切断火源。记录安全阀开启的压力和回座压力。 A.2.2.4　 试验评定 气瓶在满足表A.3规定的时间内安全阀不起跳绝热系统性能合格。 安全阀的开启压力偏差满足：当整定压力小于0.5MPa时为±0.014MPa；当整定压力大于或等于0.5MPa时为±3％整定压力安全阀为合格。 安全阀的回座压力应当不低于0.9倍开启压力为合格。 A.2.3　 跌落试验 A.2.3.1　 试验目的 实施跌落试验是为检验气瓶在冲击条件下的完整性。跌落试验包括：对气瓶的最关键部位（自行指定，管路系统端除外）进行10米高的跌落试验和对管路系统端3米高的跌落试验。 A.2.3.2　 试验条件 跌落试验前,气瓶应装满与LNG等重量的液氮，气瓶处于完全冷却状态，压力为0MPa（表压）。地面为水泥地面。 A.2.3.3　 试验规程 将气瓶升高前测定气瓶的重量、环境温度、风速，填入相应的表内。 用防冻液体清除待冲击部位的霜和水。 将气瓶升高到规定的高度，然后释放气瓶，让气瓶做自由落体运动。在释放气瓶时，要求所有固定点必须同时释放。 待气瓶落地后，用照相机将气瓶的落点、在水泥地面上的方向、位置等情况记录下来。 A.2.4　 试验评定 跌落试验完毕后的1小时内，气瓶外壳不得有结露或结霜现象（内胆与外壳连接支撑部位除外）。 附　录　B （规范性附录） 安全泄放量的设计计算 B.1　 内胆安全阀排放能力计算 气瓶内胆安全阀排放面积按照《压力容器安全技术监察规程》（99版）附件五进行计算。 B.2　 最小安全泄放量计算 气瓶压力泄放装置所要求的最小安全泄放量计算参照美国CGA S-1.1-2001第5.9节进行。 B.2.1　 当气瓶绝热层受损，压力泄放装置最小安全泄放量可以由以下公式确定： Qa= ………………………………(B.1) 式中： Qa—— 折合成自由流空气的最小安全泄放量，m3/h； t —— 在排放压力条件下的气体温度，℃，排放压力取1.2倍安全阀整定压力； Gi—— 气瓶存装介质在排放压力条件下的气体系数，由表B.1查得； U —— 总热传导系数，kJ/（h·m2·℃）； U值是在绝热层遭到损坏，绝热层空间被存装气体或大气所充满，在此条件下取得的传热系数，取较大值。U值应在绝热层平均温度下确定（也可采用37.8℃），U值可以通过上述条件下绝热层的热传导率（K0值）除以绝热层厚度得到。 A —— 气瓶外表面总面积，m2； B.2.2　 当气瓶绝热层受损，绝热层空间被存装气体或大气所充满，同时处于外部高温条件（试验环境或火灾）下，最小的安全泄放量可以由以下公式确定： Qa=GiUA0.82 ……………………………(B.2) 式中： Qa—— 折合成自由流空气的最小安全泄放量，m3/h； Gi—— 气瓶存装介质在安全阀排放压力下的气体系数，由表B.1查得； U ——总热传导系数，kJ/（h·m2·℃）； U值是在绝热层遭到损坏，气瓶处于649℃外部高温条件（试验环境或火灾）下，绝热层空间被存装气体或大气所充满，在此条件下取得的传热系数，取较大值。U值可以通过上述条件下绝热层的热传导率（K0值）除以绝热层厚度得到。 A —— 气瓶外表面总面积，m2； B.2.3　 使用上述计算公式及表格时，不能直接换算成其它“单位”进行计算。 表 B.1 介质 安全阀排放压力 系数Gi 英制（psig） 公制(KPa) 英制 公制 液化天然气 100 690 5.86 3.42 200 1380 6.96 4.06 300 2070 8.45 4.93 400 2760 10.2 5.95 液氮 100 690 10.2 5.95 200 1380 11.8 6.88 300 2070 13.8 8.05 400 2760 17.9 10.44 B.2.4　 当额定的安全阀排放压力比表B.1中所列的值高时，系数Gi可以按照以下公式进行计算： ………………………………(B.3) 式中： L—— 在排放压力条件下气体的汽化潜热，kJ /kg； C—— 气体特性系数，可按照GB150表B1选取，表中k取15℃大气压条件下气体的绝热指数 （Cρ/Cv）； Z—— 气体压缩系数，可按照GB150图B1选取； T——在排放压力条件下气体的温度，℃； M——气体的摩尔质量。 附　录　C （资料性附录） 蒸发率的换算关系 C.1　 符号说明 η——静态蒸发率，%/d； ηLNG——液化天然气静态蒸发率，%/d； ηLN2——液氮静态蒸发率，%/d； TC－－气体沸点温度，℃； T0——环境温度，℃； γ——汽化潜热，KJ/Kg； ρ——液体密度，Kg/m3。 C.2　 换算关系 C.3　 计算示列 由于各地的液化天然气性质不同，所以系数有一定的差别，下面仅以一列换算作为参考。 式中：液化天然气沸点：TCLNG=-162℃， 液氮沸点： TCLN2=-196℃, 环境温度： 20℃， 液化天然气汽化潜热： γLNG=509.74 KJ/Kg, 液氮汽化潜热： γLN2=199.2