DB21∕T 3637-2022 车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶定期检验与评定(辽宁省).pdf
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1、 ICS 23.020.30 CCS J 74 DB21 辽宁省地方标准 车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶 定期检验与评定 Periodic inspection and evaluation of fully wrapped fibre reinforced gas cylinders with an aluminum liner of compressed hydrogen for automotive vehicles 2022-09-30 发布 2022-10-30 实施 DB21/T 36372022 辽宁省市场监督管理局 发 布 DB21/T 36372022 I 目 次 前 言
2、.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 技术要求.2 5 检验准备.4 6 外观检查与评定.5 7 内部检查与评定.7 8 瓶口螺纹检查与评定.7 9 水压试验.8 10 内部干燥.8 11 瓶阀检查与装配.8 12 气密性试验.9 13 检验后的工作.9 附 录 A(资料性)气瓶复位安装检查.10 附 录 B(资料性)气瓶的卸压.12 附 录 C(资料性)气瓶典型损伤、测量及修复图例.13 附 录 D(资料性)气瓶定期检验报告.20 DB21/T 36372022 II 前 言 本文件按照GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第1 部分:标准化文件的结构和起
3、草规则的规定起草。本文件由辽宁省市场监督管理局提出并归口。本文件起草单位:大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司、佛吉亚斯林达安全科技(沈阳)有限公司、大连理工大学、辽阳市锅炉压力容器检验研究所、沈阳特种设备检测研究院。本文件主要起草人:韩冰、杨树军、戴行涛、刘培启、张辉、郝延平、李丰。本文件发布实施后,任何单位和个人如有问题和意见建议,均可以通过来电和来函等方式进行反馈,我们将及时答复并认真处理,根据实际情况依法进行评估及复审。辽宁省市场监督管理局:沈阳市皇姑区崇山中路55号,024-96315-3215。大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司:大连市西岗区新河街20号,0411-82485
4、212。DB21/T 36372022 1 车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶定期检验与评定 1 范围 本文件规定了车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶(以下简称“气瓶”)定期检验与评定的基本方法和技术要求。本文件适用于按照GB/T 35544设计、制造的气瓶,其公称工作压力不超过70MPa、公称水容积不大于450L、贮存介质为压缩氢气、工作温度不低于-40且不高于85。按照经备案的企业标准制造的车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶也应按照本文件执行。其他用途的氢燃料电池储氢气瓶的定期检验可参照本文件。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期
5、的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T 3464.1 机用和手用丝锥 第 1 部分:通用柄机用和手用丝锥 GB/T 3864 工业氮 GB/T 3934 普通螺纹量规 技术条件 GB 4962 氢气使用安全技术规程 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 35544 车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶 GB 50516 汽车加油加气加氢站技术标准 TSG 23 气瓶安全技术规程 3 术语和定义 GB/T 13005界定的以及下列术语和定
6、义适用于本文件。3.1 磨损 abrasion 因刮、磨或振动导致材料发生摩擦而引起气瓶的损伤。3.2 龟裂 crazing 树脂纹状开裂,呈不透明、霜状。DB21/T 36372022 2 3.3 划伤 cut 由尖锐物体接触或进入气瓶表面而导致的损伤。3.4 分层 delamination 在缠绕层之间发生分离的损伤。分层通常是由于过大的载荷垂直缠绕层而引起的内部损伤。3.5 应力腐蚀裂纹 stress corrosion cracking 由载荷和恶劣环境共同作用造成的材料开裂或断裂。3.6 一级损伤 level 1 damage 在正常使用中发生的微小损伤,这种损伤对气瓶的安全没有构成
7、有害的影响,可继续使用。注:在缠绕层表面有较小损伤,但没有纤维破损的现象可判定为此类损伤。3.7 二级损伤 level 2 damage 损伤程度比一级损伤严重,但可以进行修复或者咨询气瓶制造厂的处理建议。3.8 三级损伤 level 3 damage 三级损伤的气瓶不能再继续使用,也不能进行修复。3.9 修复 repair 修理气瓶使其复原或达到一级损伤的程度。3.10 树脂 resin 用于粘接纤维和传递载荷的材料。通常是热塑性或热固性树脂。3.11 TPRD 端塞 TPRD end plug 安装在两端收口结构气瓶的另一端,装有温度驱动安全泄压装置(TPRD),并具备盲堵功能的端塞。3.
8、12 极限弹性膨胀量 rejection elastic expansion(REE)在每种规格型号气瓶设计定型阶段,由制造单位规定的气瓶弹性膨胀量的许用上限值,单位为毫升。该数值小于等于设计定型批相同规格型号气瓶在水压试验压力下弹性膨胀量平均值的 1.1倍。4 技术要求 DB21/T 36372022 3 4.1 检验机构 检验机构应根据气瓶制造单位提供的有关安全使用和检验要求等文件资料,制定检验作业指导文件,并对检验人员进行专业培训。4.2 检验工具、装置 检验机构应具备下列工具和装置,内容包括但不限于:a)防爆灯:用于检查气瓶内外表面及其附件表面,电压应不超过 12V,且满足 GB496
9、2 中防爆等级 II 类,C级,T1组要求;b)检验镜以及具有存储功能的高清晰度彩色内窥镜,用于检查由安装造成部分被遮住的气瓶表面和气瓶内表面(包括颈部内表面);c)力矩扳手等专用工具:用于气瓶、瓶阀或 TPRD端塞的拆卸和安装;d)深度规:用于测定划伤、凹陷和磨损等损伤深度;e)长度测量工具(包括直尺、直角尺和卷尺):用于测定损伤长度;f)衡器:用于测定气瓶的重量和容积;g)水压试验装置:用于气瓶水压试验;h)气密性试验装置:用于气瓶气密性试验;i)氢气放空/回收装置:用于氢气的排放或回收;j)清洁装置:用于气瓶内外表面污垢、腐蚀产物和沾染物等的清洁;k)便携式氢气检测仪:用于检测氢气浓度;
10、l)螺纹量规、丝锥和牙型检查尺:用于瓶口螺纹的检查和修复。4.3 检验周期 4.3.1 气瓶的定期检验周期应符合 TSG 23的有关规定。4.3.2 在使用过程中,如遇到下列情况,应提前进行检验:a)气瓶或车辆发生火灾;b)气瓶因其他原因暴露于过热环境;c)气瓶受到冲击或安装期间发生跌落;d)车辆遭受碰撞;e)确信气瓶已受到某种方式的损伤;f)气瓶内氢气压力异常下降;g)使用中出现异常的尖锐响声;注:气瓶在加压和卸压时,复合材料一些轻微的噪音是常见和正常的。h)用户反应使用中出现异常的味道;i)气瓶接触化学品;j)检验人员认为有必要提前检验的。4.3.3 库存或停用时间超过一个检验周期的气瓶,
11、启用前应进行检验。4.4 检验项目 4.4.1 气瓶定期检验项目包括外观检查、内部检查、瓶口螺纹检查、水压试验、瓶阀检查与装配、气密性试验。DB21/T 36372022 4 4.4.2 对首次检验的气瓶,检验机构应根据气瓶的使用状况以及气瓶和撬装系统外观检查和氢泄漏检测结果确定是否进行拆卸检验。若经外观检查和氢泄漏检测(见附录 A 表 A.5.3)未发现下述情况的,检验机构可不拆卸气瓶完成检验:a)气瓶外表面有可见损伤;b)撬装框架、固定支架或紧固带损坏、变形或松动;c)紧固带与气瓶接触部位有磨损;d)气瓶、瓶阀及连接管路有损坏或泄漏;e)车辆运行过程中出现异常情况导致气瓶安全状况无法判定的
12、。若出现上述情况或需更换瓶阀的,则应将气瓶拆卸后,进行全部项目检验。对 GB/T 35544中规定的 A 类气瓶,第二次、第四次及之后的检验时应对气瓶进行全部项目检验,第三次检验可采用同首次检验相同的方式。对 GB/T 35544 中规定的 B 类气瓶,第二次及之后的检验应对气瓶进行全部项目的检验。5 检验准备 5.1 资料查阅和记录 5.1.1在开始检验前,应查阅如下资料:a)气瓶制造单位提供的相关资料,包括气瓶监督检验证书、使用说明书和合格证等;b)车辆制造单位(当车载供氢系统由车辆制造单位安装时)和车载供氢系统集成单位(当车载供氢系统由车辆制造单位以外的单位安装时)所提供的相关资料;c)
13、车用气瓶使用登记证;d)历次检验报告;e)上次检验后气瓶的充装记录、日常维护保养记录、事故情况或者异常情况所采取的应急措施和处理情况记录等。5.1.2 逐只检查记录气瓶制造标志和检验标志。记录内容应包括国别、制造单位许可证号或单位代码、气瓶制造标准、气瓶编号、制造年月、公称工作压力、水压试验压力、公称水容积、REE(若有)、瓶阀和 TPRD端塞(若有)的制造单位和型号、上次检验日期。5.1.3 对未取得特种设备制造许可的制造单位生产的气瓶、制造标志模糊不清或项目不全又无据可查的气瓶、特种设备安全技术规范规定不准再用的气瓶,登记后不予检验,应判废。5.1.4 自气瓶制造之日起,使用年限超过设计使
14、用年限的气瓶,登记后应判废。5.2 气瓶拆卸前检查和瓶内介质处理 5.2.1 气瓶拆卸前,检验机构应在自有的或公交场站、物流公司等氢燃料电池汽车产权单位指定的、符合安全要求的场地对车载供氢系统进行初步外观检查(见附录 B 表 B.2),并按照附录 A 表 A.5.3进行氢泄漏检测。5.2.2 气瓶的卸压和气瓶内氢气的排出应按照附录 B.3进行。5.2.3 气瓶应由气瓶制造单位、检验机构、车辆制造单位或其授权的车载供氢系统集成单位负责拆卸。5.3 气瓶、瓶阀拆卸与表面清理 5.3.1 拆卸撬装架、紧固带等结构件时应避免损坏气瓶表面。DB21/T 36372022 5 5.3.2 确认氮气置换处理
15、后的瓶内氢气体积浓度满足附录 B表 B.3.4 的规定,拆下瓶阀和 TPRD端塞。拆卸瓶阀应使用专用工具和工装,避免损坏瓶阀和瓶颈部位;应使用合适的工装固定瓶体或瓶颈部位,按照正确的方向旋下瓶阀。5.3.3 对于瓶阀无法开启或拆下的气瓶,应与待检瓶分别存放以待另行妥善处理。5.3.4 用不损伤瓶体和缠绕层的适当方法,将气瓶内外表面的污垢、腐蚀产物、沾染物等有碍外观检查的杂物以及外表面的疏松涂敷物清除干净。6 外观检查与评定 6.1 损伤类型 目视检查是确定气瓶外观损伤的主要方式。损伤的类型包括:腐蚀、划伤、擦伤、凿伤、磨损、纤维暴露、凹陷、凸起、纤维断裂、材料损失、分层、龟裂、气瓶表面褪色(积
16、碳、碳化、化学品侵蚀等)、暴露于热环境的痕迹、冲击、表面材料的劣化等。6.2 损伤级别 根据损伤的程度,将损伤分为一级损伤、二级损伤和三级损伤。一级损伤不要求修复,可继续使用;二级损伤可修复或咨询制造厂处理建议或判废;三级损伤不能修复,气瓶应判废。气瓶外表面发现的损伤应按照表 1进行检查与评定。附录 C提供了气瓶典型损伤、测量及修复图例。被判定为一级损伤和二级损伤经修复的气瓶应进行下一步检验;被判定为三级损伤和二级损伤无法修复的气瓶应判废。表 1 气瓶外表面损伤检查与评定 损伤类型 损伤描述 评定 备注 一级损伤 二级损伤 三级损伤 划伤、擦伤、凿伤 由尖锐物体接触或进入气瓶表面而导致的损伤。
17、深度0.25mm,无碳纤维暴露、割断和分离的现象。深度0.25 mm 且无碳纤维暴露、割断和分离的现象,可根据制造厂的要求进行修复。深度达到碳纤维层使碳纤维暴露、割断和分离。如果气瓶的碳纤维没有割断或分离,是可以修复的。磨损 因刮、磨或振动导致材料发生摩擦而引起的损伤。深度0.25mm,无纤维暴露、割断和分离。深度0.25 mm 且无碳纤维暴露、割断和分离的现象,可根据制造厂的要求进行修复。深度达到碳纤维层使碳纤维暴露、割断和分离。如果气瓶的碳纤维没有割断或分离,是可以修复的。应力腐蚀裂纹 材料在应力的作用下,与化学物质接触,纤维可能发生开裂或断裂。无垂直于纤维的裂纹或裂纹群。有垂直于纤维的裂
18、纹或裂纹群。龟裂 树 脂 纹 状 开裂。沿纤维方向的开裂宽 度2.0mm,且 开裂处无异物。沿纤维方向的开裂宽度2.0mm 或 开 裂 处 有 异物。化学腐蚀 气瓶受到能引起材料分解或破坏的化学品的作用。能清洗掉、没有残留物或影响,并且能够确认该化学品对瓶体材料没有损害。缠绕层永久变色、有斑点、起泡、软化、树脂脱落、纤维松散或断裂;确认化学品对气瓶材料有影响;或不能确认材料是否已受影响。DB21/T 36372022 6 6.3 损伤检查与评定 6.3.1 划伤、擦伤、凿伤和磨损 磨损可能是由于气瓶和紧固带等其他部件接触并反复摩擦而形成的,在轻微的载荷下,受磨损的表面一般较为光滑,在重载荷下,
19、受磨损的表面会出现一系列平行的凹槽或划伤,对于受到重载荷而导致的磨损也应按照冲击损伤进行检查(见 6.3.7)。对于划伤、擦伤、凿伤和磨损,不论其长度、数量或方向,深度小于 0.25 mm 的损伤均判定为一级损伤;深度大于或等于 0.25 mm 且无碳纤维暴露、割断或分离现象的损伤判定为二级或三级损伤;当深度达到碳纤维层使碳纤维暴露、割断或分离,应判定为三级损伤。注:损伤深度指玻璃纤维保护层的损伤深度。二级损伤可以在制造厂的指导下进行修复。6.3.2 应力腐蚀裂纹 气瓶的应力腐蚀裂纹可能由环境引起的侵蚀导致的(如:碳酸或从车辆元件泄漏的酸)。缠绕层上的应力腐蚀裂纹呈现垂直于纤维方向的裂纹或裂纹
20、群。有垂直于纤维方向的裂纹或裂纹群的应判定为三级损伤。6.3.3 龟裂 龟裂一般呈线性,通常产生在沿纤维方向上的开裂,或在缠绕层表面的树脂沿多方向开裂。它在气瓶经历几次加压后就可能产生。树脂表面的开裂宽度小于 2.0mm,且在开裂处无异物,龟裂方向可能螺旋缠绕或环向缠绕方向交叉(特别是封头区域),只要没有纤维断裂,应判定为一级损伤;树脂表面开裂宽度大于等于 2.0mm,或在开裂处有异物应判定为三级损伤。6.3.4 化学腐蚀 化学品侵蚀造成气瓶表面的损伤。这种损伤可能表现为腐蚀、变色、蚀点、凹点、斑点、起泡、软化、应力腐蚀裂纹和树脂脱落。严重时,气瓶会出现纤维断裂或者松散。烧 伤 和 过热损伤
21、因火烧或过热引起的损伤。没有或能清洗掉。确认气瓶受到了过热或者火烧。缠绕层出现如下现象之一:缠绕层烧焦、脱色、熏黑、碳化;树脂材料缺损或是缠绕层纤维松散;玻璃纤维保护层和标签因被火烧,变色或变黑。老化 太阳紫外光线的影响。失去少量的光泽。只气瓶表面受影响而对纤维材料无影响,可以修复或咨询制造厂处理建议。纤维松散、断裂;树脂粉化。冲击损伤 气瓶受到冲击;在树 脂上出现“霜 状”状态和“击 碎”状态。损 伤 区 面 积1 cm2,并且没有其它的损伤。损伤不明显,表面有永久变形、凹陷但内壁无损伤;表面有划伤等缺陷,可以修复或咨询制造厂处理建议。霜 状/损 伤 区 域 面 积1 cm2,缠绕层材料分层
22、、裂纹无法修复,或深度达碳纤维层;内胆永久变形。DB21/T 36372022 7 当确认气瓶所沾染的已知化学品不会对气瓶造成损害时,应判定为一级损伤;由化学品侵蚀气瓶所引起的斑点、起泡、软化、树脂脱落、纤维松散或断裂,应判定为三级损伤;当不能确定化学品,或者不能确认对气瓶材料的影响时,也应判定为三级损伤。6.3.5 烧伤和过热损伤 气瓶因火烧或者过热(如气瓶的安装位置过于靠近车辆的排气系统)引起的损伤会使其外表面出现烧焦、脱色、熏黑、碳化等现象,甚至会导致纤维松散或造成瓶颈部位烧熔或变形。熏黑可能是污垢或附着污染物,如可以清洗掉,应判定为一级损伤;因火烧或过热引起损伤的气瓶应判定为三级损伤。
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