汽车用液化天然气气瓶企标模板.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流汽车用液化天然气气瓶企标模板.精品文档. 发布-实施-发布汽车用液化天然气气瓶Liquefied natural gas cylinders for vehiclesQ/ 企业标准Q目 次前言II1 范围32 规范性引用文件33 术语定义和符号34 型式及基本参数65 材料76 设计77 制造108 试验方法149 检验规则1610 标志、包装、运输、存放1811产品合格证、产品使用说明书和批量检验质量证明书1812 使用规定19附录A (规范性附录) 安全性能试验20附录B (规范性附录) 安全泄放量的设计计算23附录C (规范性附录)焊接
2、工艺评定25附录D (资料性附录) 蒸发率的换算关系31附录E (资料性附录) 产品合格证32附录F (资料性附录) 批量检验质量证明书34前 言本标准的全部技术内容为强制性。本标准按照GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写给出的规则起草。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GB5100-2011钢质焊接气瓶及相关标
3、准的规定。本标准附录A、附录B、附录C为规范性附录,附录D、附录E、附录F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(-4060)下使用,贮存介质为LNG,作为汽车燃料箱,设计温度不高于-196,公称容积为150L500L,工作压力为0.6MPa3.5MPa可重复充装的焊接绝热气瓶。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少
4、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 150.1压力容器 第1部分:通用要求GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法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 2653焊接接头弯曲及压扁试验方法(GB/T 2653-2008,eqv ISO 5173:2000,IDT)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/T 13005气瓶术语GB/T 15384气
5、瓶型号命名方法GB/T 17925气瓶对接焊缝X射线数字成像检测GB/T 18443.2真空绝热深冷设备性能试验方法 第2部分:真空度测量GB/T 18443.3真空绝热深冷设备性能试验方法 第3部分:漏率测量GB/T 18443.4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/T 18443.5 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/T 18443.7 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 24511承压设备用不锈钢钢板及钢带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
6、检测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,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、同一绝热工艺、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气瓶在充装至最大允许量的低温液体静置48h后,24h内自然蒸发损失的低温液体质量和
7、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。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Pam3/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Pam3/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
8、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/(hl)。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/(hm2)。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
9、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 限过流装置 limit excess-flow device当流量超过设定流量时,能够自动关闭的装置。3.1.17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
10、.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
11、;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/(hm2);V内胆公称容积 L;A断后伸长率 %;静态蒸发率 %/d;壁应力 MPa;Rm抗拉强度 MPa;Rp0.2规定非比例延伸强度 MPa;hi封头内高度(Hi+h)公差 mm;Di内圆周长公差 mm4 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
12、等组合部件;2外壳;3绝热层;4内胆图14.1.2 气瓶的产品型号参照GB/T 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 L150200200350350500推荐的内胆公称直径D mm300450450550550750
13、4.2.2 工作压力1.0MPa1.6MPa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)150175200300450500静态蒸发率(%/d)2.92.42.32.22.12.0真空夹层漏率(Pam3/s)610-8漏放气速率 (Pam3/s)610-7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
14、24511等材料标准的规定。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
15、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CMnPSSiNiCr百分含量0.082.000.0350.031.008.0011.017.0020.00允许偏差0.010.04+0.005+0.0050.050.100.205.3 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 MPa205 MPa406 设计6.1 一般规定6.1.
16、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 内胆的组成应为三部分,即纵焊缝一条,环焊缝两条。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/(hl),按GB/T 18443.7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21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:式中壁应力取下列各项中的最
17、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。当封头上开孔的直径大于76mm时,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
18、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52.62.42.22.01.81.61.41.21.01.181.080.990.900.810.730.650.570.50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
19、.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
20、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、限过流装置。限过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
21、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。充装时如需要泄压,严禁直接对大气排放,可以排放回加气站内的容器内。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1.53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.
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