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GB/T 42612《车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》与ISO/TS 15869试验细节比较

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1. 适用范围与总体概述(感觉可以发表论文了)

1.1适用范围

GB/T 42612 - 2023:适用于设计和制造公称工作压力35MPa和70MPa、公称容积大于或等于20L且不大于450L、工作温度不低于 - 40℃且不高于85℃、固定在机动车辆上用于盛装氢气燃料的可重复充装气瓶。氢燃料电池城市轨道交通、氢能船舶、氢能飞行器、氢能发电装置等供氢用气瓶可参照本文件。

ISO/TS 15869:2009:规定了用于陆地车辆储存高压气态氢或氢混合燃料的轻质可再填充燃料箱的要求,适用于多种材料构造的燃料箱,涵盖Type 1(金属燃料箱)、Type 2(带金属衬里的环向缠绕复合燃料箱)、Type 3(带金属衬里的全缠绕复合燃料箱)和Type 4(无金属衬里的全缠绕复合燃料箱)等不同类型设计。

1.2总体概述

两个标准均紧密围绕车用氢气储存容器展开试验细节规定,但在具体的聚焦点和覆盖面上存在显著差异。GB/T 42612 - 2023 高度专注于特定规格的塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶,在各项试验要求中紧密结合该类型气瓶的特性进行规定,从材料性能到试验参数,均体现了对这种特定结构气瓶的精准考量;而 ISO/TS 15869:2009 则以更宏观的视角针对陆地车辆燃料箱,其试验类型、参数设定以及操作流程等方面的规定具有更广泛的通用性和综合性,适用于多种不同结构和设计的燃料箱,旨在为整个陆地车辆氢气燃料箱行业提供一般性的规范和指导原则。


2. 试验类型与项目对比

2.1压力循环试验

GB/T 42612 - 2023

常温压力循环试验:循环压力下限为2MPa,上限对于A1和B1类气瓶大于或等于1.25倍公称工作压力,对于A2和B2类气瓶按规定计算。压力循环频率小于或等于10次/min。A1类和B1类气瓶在循环次数22000次内,气瓶不应泄漏或破裂,继续循环至44000次或至泄漏,气瓶不应破裂;A2类和B2类气瓶在设计循环次数11000次内,气瓶不应泄漏或破裂,继续循环至22000次或至泄漏,气瓶不应破裂。

极限温度压力循环试验:包括高温和低温压力循环试验。高温试验时将气瓶置于温度大于或等于85℃、相对湿度大于或等于90%环境中,压力循环下限为2MPa,上限大于或等于1.25倍公称工作压力,循环4000次;低温试验时置于温度小于或等于 - 40℃环境中,压力循环下限为2MPa,上限大于或等于0.8倍公称工作压力,循环4000次。试验过程中要保证气瓶表面及瓶内试验介质温度符合相应要求,试验后进行水压爆破试验,爆破压力应大于或等于1.8倍公称工作压力。

ISO/TS 15869:2009

环境温度压力循环测试:压力在不超过2MPa至不低于1.25倍工作压力之间循环循环速率不超过10次/分钟,燃料箱应能承受规定的填充循环次数(根据不同情况确定,如个人车辆和商用重型车辆有不同要求),若超过此次数,燃料箱应通过泄漏而非破裂失效,若达到3倍规定循环次数未失效,则无需进行泄漏前破裂(LBB)测试。

极端温度气体压力循环测试(E.3):用于替代型式试验,适用于乘用车用燃料箱。循环压力从小于2MPa到不超过1.25倍工作压力,循环次数根据车辆类型(个人车辆不少于500次,商用重型车辆不少于1000次)确定。测试分为四个阶段,在不同温度和湿度条件下进行,包括 - 40°C、50°C及不同湿度环境,模拟不同季节和使用场景,测试过程中燃料箱不得发生泄漏或破裂。

2.2爆破试验

GB/T 42612 - 2023

水压爆破试验:试验过程中加压速率有不同要求,当试验压力大于1.5倍公称工作压力时,升压速率应小于或等于1.4MPa/s;当升压速率小于或等于0.35MPa/s时,可加压直至爆破;当升压速率大于0.35MPa/s且小于1.4MPa/s时,若气瓶处于压力源和测压装置之间,可加压直至爆破,否则应在最小设计爆破压力下保压至少5s后,再继续加压直至爆破。气瓶爆破压力应为0.9 - 1.1倍最小设计爆破压力,且大于或等于公称工作压力。最小设计爆破压力根据气瓶类别不同有所区别,如A类气瓶不同型号有不同要求,B类气瓶也有相应规定。

加速应力破裂试验(与爆破相关):在温度大于或等于85℃的环境中,将气瓶加水压至1.25倍公称工作压力,并在此温度和压力下静置1000h,再按水压爆破试验规定进行试验,爆破压力应大于或等于1.8倍公称工作压力。

ISO/TS 15869:2009

 静水爆破压力测试:对于Type 2设计,先对一个衬里进行静水加压至失效,其爆破压力需超过1.25倍工作压力;对于所有类型设计,需对三个燃料箱进行静水加压至失效,每个燃料箱的爆破压力应超过表1规定的最小爆破压力,且不得低于满足应力比要求所需的压力值,同时记录三个燃料箱爆破压力的平均值,作为未来参考(如10.2.2节所述)。

残余强度爆破测试(E.7)在替代型式试验中,燃料箱通过液压加压至爆破,以验证其爆破压力超过90%的9.2.7节静水爆破压力测试中获得的平均爆破压力,确保燃料箱在经过一系列严苛测试后仍具有足够的残余强度,能够承受极端压力条件,保证在极端情况下燃料箱的安全性,防止因残余强度不足导致的破裂危险。

2.3其他试验

GB/T 42612 - 2023

气密性试验:采用水压试验合格后的气瓶,按附录H规定的氮泄漏检测方法进行试验,温度为(15 ± 5)℃,氢气漏率应小于或等于6mL/(h·L)。检测方法包括加压累积法和真空舱法,对试验介质、仪器设备、检测工艺规程等有详细要求,如试验介质应采用干燥、洁净、无油的氮气、氦气、氢气及氦氮混合气,单一气体纯度应大于或等于99.97%;氦检漏仪应满足相应技术要求;检测工艺规程需规定氦检漏仪型号、气瓶表面温度、泄漏标准漏孔型号等内容。

层间剪切试验:按附录G规定制备试样,试样在沸水中煮24h,取出冷却至室温,擦干表面水分,再按规定进行试验。缠绕层层间剪切强度应大于或等于34.5MPa。试验时试样两端置于两个支座上并可横向移动,通过位于试样中点的加载头直接施加载荷,试验机应具有恒定试验速度,载荷相对误差小于或等于 ± 1%,加载头和支座有特定尺寸和硬度要求,试验速度为1mm/min,记录载荷 - 位移数据并计算层间剪切强度。

氢气循环试验:采用氢气对安装附件后的气瓶进行试验,循环压力下限为2MPa,上限大于或等于1.25倍公称工作压力。充氢速率小于或等于60g/s,充氢过程中瓶内气体温度小于或等于85℃;放氢速率大于或等于实际使用时气瓶最大放氢速率,放氢过程气瓶表面温度大于或等于 - 40℃。氢气循环次数为1000次,分两组进行,每组500次,在不同温度环境下进行循环,试验后对气瓶进行气密性试验,解剖检查塑料内胆、塑料内胆与瓶阀座连接处是否有可见损伤,要求在氢气循环过程中,气瓶不应泄漏或破裂,气密性试验氢气漏率符合要求,解剖后无特定损伤。

枪击试验:采用氢气或氮气将气瓶加压至公称工作压力,从两种射击方法中任选一种进行射击。一种是采用直径为7.62mm的穿甲弹以850m/s的速度射击气瓶,射击距离小于或等于45m;另一种是采用维氏硬度(HV)大于或等于870、直径为6.08 - 7.62mm质量为3.8 - 9.75g的锥形钢制弹头(锥角为45°)以850m/s的速度射击气瓶,射击能量大于或等于3300J。子弹应以90°射击气瓶一侧瓶壁,要求气瓶不应破裂。

常温渗透试验:将安装附件后的气瓶置于温度为(15 ± 5)℃的密闭容器中,缓慢充氢至公称工作压力,并在此压力下静置至少12h后测量1次氢气渗透量。之后每隔12h以上测量1次氢气渗透量,至少连续测量3次,直至两次测量值之差小于或等于前一次测量值的 ± 10%,结束试验,记录气瓶氢气渗透量随时间变化曲线。稳定状态下氢气漏率(含气瓶及其附件的泄漏)应小于或等于6mL/(h·L)。

耐久性试验和使用性能试验:耐久性试验包括水压试验、跌落试验、表面损伤试验、环境试验、加速应力破裂试验、极限温度压力循环试验和常温静压试验等一系列试验,按规定顺序进行,在各试验过程中,气瓶不应泄漏或破裂,在剩余强度液压爆破试验中,气瓶爆破压力应大于或等于0.8倍最小设计爆破压力。使用性能试验也包含多种试验项目,如水压试验、常温和极限温度气压循环试验、极限温度渗透试验和常温静压试验等,试验顺序和条件有详细规定,在各试验过程中对气瓶泄漏、破裂及渗透等情况有相应要求,如在极限温度渗透试验中,渗透达稳定状态时间、氢气漏率等有具体指标。

ISO/TS 15869:2009

泄漏前破裂(LBB)测试:所有类型设计的三个燃料箱需进行此项测试(附录B.8),燃料箱在液压压力循环(从不超过2MPa至不低于1.5倍工作压力,最大速率10次/分钟)过程中,应通过泄漏或超过规定填充循环次数(4.5节),以验证燃料箱在压力作用下的安全性能。

篝火测试(附录B.9):所有类型设计的一个或两个燃料箱需进行篝火测试,测试旨在验证燃料箱在模拟火灾条件下的安全性。燃料箱应按照规定放置在火源上方,通过非重闭式热激活压力释放装置排气,不得破裂,同时需监测温度和压力变化,记录相关数据,如排气时间、最大压力和降压时间等,确保燃料箱在火灾场景下能够有效释放压力,避免破裂引发危险。

渗透测试(附录B.16):仅Type 4设计的一个燃料箱需进行渗透测试,测试燃料箱在工作压力下填充压缩氢气后,在密封室中放置500小时,监测氢气渗透流量,其稳态渗透速率应低于规定值(根据工作压力不同有所区别,如35MPa时小于2.00cm³/h·L水容量,70MPa时小于2.8cm³/h·L水容量)对于特殊应用,制造商可规定其他渗透限值,但需确保氢气渗透不会引发安全危害。

 扭矩测试(附录B.17):对于Type 4设计,需对燃料箱进行老板扭矩测试,测试时限制燃料箱体旋转,对燃料箱两端的老板施加规定扭矩(先拧紧、再松开、最后再次拧紧方向),然后进行泄漏测试(附录B.21)和爆破测试(附录B.6),以评估燃料箱在扭矩作用下的密封性能和结构完整性。

氢气循环测试(附录B.18):对于Type 4设计,一个燃料箱需进行氢气循环测试,测试前需确保同设计的燃料箱已通过静水爆破压力测试(附录B.6)、环境温度压力循环测试(附录B.7)和渗透测试(附录B.16),且待测试燃料箱已通过液压测试(附录B.20)。测试时使用压缩氢气在规定压力范围内循环1000次或按规定填充循环次数进行,充氢和放氢速率有相应要求,每100次循环有24小时在工作压力下的保持期,测试过程中需监测温度,测试后进行泄漏测试和解剖检查,以评估燃料箱在氢气循环条件下的性能和耐久性,特别是对塑料内胆、内胆与端盖连接处等部位的影响。

3. 试验参数与条件差异

3.1压力参数

GB/T 42612 - 2023

水压试验压力为1.5倍公称工作压力(另有特殊规定情况)。

     不同类型气瓶在各种压力循环试验中的压力上下限根据类别和试验类型有明确规定,如常温压力循环试验上限对于不同类别气瓶有不同计算方式,极限温度压力循环试验高温和低温时的上限也不同。

      爆破试验中对升压速率在不同范围有不同处理方式,且爆破压力与公称工作压力和最小设计爆破压力有明确的数值关系。

ISO/TS 15869:2009

    制造期间最小测试压力为工作压力的1倍。

     压力循环试验中的压力范围和速率有规定,如环境温度压力循环测试压力范围在不超过2MPa至不低于1.25倍工作压力之间,速率不超10次/分钟;极端温度气体压力循环测试压力范围从小于2MPa到不超过1.25倍工作压力。

    爆破压力要求根据燃料箱类型不同,最小爆破压力有不同数值,且与工作压力和应力比相关,如Type 1全金属燃料箱最小实际爆破压力有特定要求,复合燃料箱需满足最小应力比要求下的爆破压力计算。

3.2温度参数

GB/T 42612 - 2023

    工作温度范围为 - 40℃至85℃,在多种试验中需控制气瓶温度在此范围内或达到特定温度要求,如极限温度压力循环试验的高温和低温环境温度要求,氢气循环试验中充放氢过程对气瓶表面温度的要求等。

    某些试验对温度波动范围有限制,如在气密性试验中检测过程中气瓶温度波动范围不应超过相关仪器、仪表、气瓶、瓶阀等允许温度。

ISO/TS 15869:2009

    燃料箱设计需适应 - 40℃至85℃的材料温度范围,但在极端温度气体压力循环测试等试验中,温度变化范围更广,如涉及 - 40°C、50°C及不同湿度环境下的温度控制,模拟不同季节和使用场景下的温度变化对燃料箱的影响。

3.3试验时间与循环次数

GB/T 42612 - 2023

    不同试验的循环次数根据气瓶类别有明确规定,如常温压力循环试验A1、B1类和A2、B2类气瓶循环次数要求不同,极限温度压力循环试验高温和低温阶段各循环4000次,氢气循环试验共1000次分两组进行。

     一些试验对保压时间、静置时间等有具体要求,如加速应力破裂试验需在1.25倍公称工作压力和85℃下静置1000h,常温静压试验在1.8倍公称工作压力下保压4min等。

    渗透试验需测量氢气渗透量直至达到稳定状态,对稳定状态的判定有时间和测量值变化要求。

ISO/TS 15869:2009

    压力循环测试的循环次数根据车辆类型(个人车辆和商用重型车辆)在不同试验中有不同要求,如环境温度压力循环测试根据规定的填充循环次数进行,极端温度气体压力循环测试个人车辆不少于500次,商用重型车辆不少于1000次。

    渗透测试需将燃料箱在密封室中放置500小时监测氢气渗透流量。

 3.4试验介质与环境

GB/T 42612 - 2023

      气密性试验采用特定纯度的氮气、氦气、氢气及氦氮混合气进行,对混合气中氦气浓度有要求,且根据试验方法不同有不同操作要求,如加压累积法和真空舱法。

       氢气循环试验使用氢气作为循环介质,对充氢和放氢速率、氢气温度及气瓶表面温度有控制要求。

      枪击试验使用氢气或氮气将气瓶加压,射击试验有特定的环境条件(虽未详细提及特殊环境要求,但一般在常温常压等常规条件下进行,主要关注射击对气瓶的影响)。

ISO/TS 15869:2009

      压力循环测试、爆破测试等多采用液体(如水)作为加压介质(部分测试如氢气循环测试等使用气体介质)。

      篝火测试需在特定火源布置和环境条件下进行,使用液化石油气(LPG)或压缩天然气(CNG)作为燃料,火源尺寸、喷嘴间距及尺寸等有详细规定,同时需考虑防风措施,模拟实际火灾场景对燃料箱进行测试。


来源:气瓶设计的小工程师
燃料电池通用船舶轨道交通油气材料控制试验
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-12-26
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气瓶设计的小攻城狮
硕士 从事IV储氢气瓶行业。
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2023:详细规定了气瓶的结构型式,包括T型单头口结构和S型双头口结构,并明确了瓶口螺纹的标准。瓶口螺纹应与瓶阀螺纹相匹配,宜采用符合GB/T 192、GB/T 196、GB/T 197或GB/T 20668规定的直螺纹,且螺纹长度要求大于瓶阀螺纹的有效长度,同时规定了瓶口螺纹在水压试验压力下的切应力安全系数应大于或等于4。此外,还规定了瓶阀座在塑料内胆端部的同轴要求,以及其静强度、疲劳寿命和与内胆连接接头的相关强度和密封性能要求。这些详细规定确保了气瓶结构设计的规范性和可靠性,有利于提高气瓶的整体性能和安全性,便于气瓶在车辆等应用场景中的安装、使用和维护,同时也为气瓶的标准化生产和质量控制提供了有力依据。纤维、内胆和瓶阀座设计变更要求BS EN 17339 - 2020:在纤维、内胆和瓶阀座设计变更方面,主要规定了一些基本的设计变更条件(如材料成分变化、制造工艺变化等)下的测试要求。然而,对于具体设计变更(如内胆直径、厚度变化等)对气瓶性能的影响评估缺乏详细规定。这可能导致在设计变更过程中,制造商难以准确评估变更对气瓶性能的影响,从而无法精确控制气瓶性能。例如,内胆直径或厚度的改变可能影响气瓶的承压能力、重量分布和空间利用率等,但由于缺乏相应的评估标准,可能导致变更后的气瓶在实际使用中出现安全隐患或性能下降的问题。GBT 42612 - 2023:不仅明确了纤维、内胆和瓶阀座设计变更时的型式试验项目,还详细规定了不同设计变更项目对应的具体试验要求和调整原则。例如,对于内胆型式试验项目,根据内胆直径、厚度、材料等变化情况,明确规定了各项指标(如质量、壁厚、焊接接头检测等)的变化范围与对应试验项目的增减。对于瓶阀座几何形状变化,针对不同类型气瓶(A类和B类)在相关试验(如气密性试验、扭矩试验等)中的具体要求也做出了详细规定。这种细致的规定使设计变更过程中的试验和评估更加科学、合理,能够更准确地控制气瓶性能,确保气瓶在设计变更后的安全性和可靠性,为气瓶的优化设计和持续改进提供了明确的指导和保障。4. 制造工艺内胆制造工艺参数与评定BS EN 17339 - 2020:未详细规定塑料内胆成型工艺(如注塑、吹塑、挤塑或滚塑)的具体参数范围。在实际生产过程中,制造商可能因缺乏明确的参数指导而采用不同的工艺参数,导致内胆的质量和性能存在差异。例如,注塑工艺中的温度、压力、时间等参数的变化可能影响内胆的壁厚均匀性、结晶度和力学性能。对于焊接内胆,仅提及焊接工艺需评定合格,但未给出焊接工艺评定的具体项目、方法和合格指标等详细要求,这使得焊接工艺的质量控制缺乏有效的依据,难以保证焊接接头的强度、密封性和可靠性,从而影响内胆整体的质量和安全性。GBT 42612 - 2023:详细规定了塑料内胆成型工艺的一般参数要求。以注塑工艺为例,明确了包括模具温度、料筒温度、喷嘴温度、注射及保压压力、注射及冷却时间等参数的一般范围,为制造商提供了明确的工艺指导,有助于确保内胆的成型质量。对于焊接内胆,明确了焊接工艺评定方法,包括总则、一般要求、合格指标与试验方法。详细给出了焊接工艺评定的试验项目,如外观检查、拉伸试验和解剖检查,并规定了相应的合格指标。同时,推荐了可视化超声相控阵检测与质量分级方法,涵盖仪器设备要求、试块与试剂选择、检测程序(如表面清理、探头选择、检测区域覆盖、检测时机、灵敏度设定等)以及检测数据的分析(如有效性评价、缺陷定量、质量评定等)。这些详细规定使内胆焊接工艺的评定和质量控制更加科学、规范,有助于提高内胆焊接质量和可靠性,确保内胆在使用过程中的安全性。缠绕工艺监控与性能测试BS EN 17339 - 2020:主要规定了缠绕过程中的工艺参数(如缠绕张力、速度、角度、树脂温度等)监控要求,以及固化过程中的温度、时间和内压监控。然而,未明确缠绕层力学性能(如层间剪切强度、拉伸强度等)的具体试验方法和合格指标。这可能导致在缠绕层质量评估方面缺乏统一标准,不同制造商或检测机构采用不同的试验方法和评价标准,使得缠绕层的质量和性能难以准确比较和评估。在气瓶的整体性能评估中,缠绕层力学性能是关键因素之一,缺乏明确的试验方法和合格指标可能影响对气瓶整体强度和安全性的判断,增加使用风险。GBT 42612 - 2023:除了上述监控要求外,详细规定了缠绕层层间剪切试验和拉伸试验的方法。在试样制备方面,明确了试样的尺寸、取样位置等要求;试验设备方面,规定了试验机、加载工装、尺寸测量仪等的技术参数;试验步骤方面,详细说明了环境条件控制(如温度、湿度)、试验速度设定、试样安装和加载方式、数据记录要求等;结果计算与表示方面,给出了层间剪切强度和拉伸强度的计算公式以及平均值计算方法,并明确了合格指标。例如,规定缠绕层层间剪切强度应大于或等于34.5 MPa,拉伸强度应大于或等于设计制造单位保证值。这些详细规定使缠绕层力学性能的测试和评估更加科学、准确,有助于保证气瓶缠绕层的质量和可靠性,进而提高气瓶整体性能,为气瓶的安全使用提供了有力保障。 5. 试验项目及要求内胆试验项目与指标BS EN 17339 - 2020:内胆试验项目主要包括质量、壁厚和制造偏差检查,内外表面目视检查,母材拉伸试验(取样和试验方法有一定规定),焊接接头检测(拉伸试验和解剖检查),维卡软化温度测试,瓶阀座螺纹和连接接头检查(尺寸、气密性和解剖检查),O形密封圈检查(外观、尺寸、硬度等)。然而,未涉及内胆屈曲和鼓泡试验等项目。内胆在承受压力和氢气环境作用下,屈曲和鼓泡是可能影响其安全性和可靠性的重要因素。缺乏这些试验项目,可能无法全面评估内胆在实际使用中的性能,尤其是在长期承受压力和氢气渗透的情况下,无法准确判断内胆是否会发生屈曲变形或鼓泡现象,从而影响内胆的安全使用,增加氢气泄漏等风险。GBT 42612 - 2023:除了上述部分相似试验项目外,增加了内胆屈曲和鼓泡试验、极限温度渗透试验等项目,且对各试验项目的合格指标和试验方法有更详细规定。在氢气渗透试验中,对不同温度下氢气渗透系数有明确要求,例如在(15 ± 1)℃时氢气渗透系数应小于或等于9.0×10⁻¹⁶ mol·m/(m²·s·Pa),在(55 ± 1)℃时应小于或等于4.5×10⁻¹⁵ mol·m/(m²·s·Pa),以此评估内胆材料在不同温度环境下对氢气的阻隔性能。拉伸性能试验中,不仅关注试样破坏类型为韧性断裂,还对氢气循环试验前后材料的平均拉伸断裂应力和标称应变变化率提出要求,规定同一试验温度条件下,变化率应小于或等于20%,更全面地评估了内胆材料在氢气环境下的力学性能变化。这些详细规定能够更有效地保证内胆质量和安全性,确保内胆在复杂工况下的可靠运行。气瓶试验项目及参数BS EN 17339 - 2020:气瓶试验项目包括缠绕层力学性能(层间剪切试验和拉伸试验)、外观检查、水压试验、气密性试验、水压爆破试验、压力循环试验(常温、高温、低温及不同压力范围和循环次数要求)、火烧试验、扭矩试验、枪击试验、常温渗透试验、耐久性试验(包括多项子试验)、使用性能试验(包括多项子试验)等。但在一些试验项目(如氢气循环试验)中,未详细规定氢气温度、充放氢速率等关键参数要求。氢气循环试验旨在模拟气瓶在实际使用中的氢气充放过程,氢气温度和充放氢速率等参数对气瓶的性能和寿命有重要影响。缺乏这些关键参数规定,可能导致不同制造商或试验机构在进行试验时方法不一致,试验结果缺乏可比性,无法准确评估气瓶在实际使用中的性能和可靠性,影响气瓶的质量控制和安全使用。GBT 42612 - 2023:试验项目与“BS EN 17339 - 2020”有部分重叠,但在具体试验要求上存在诸多差异。火烧试验中,对火源燃料(明确规定可选用液化石油气或压缩天然气)、尺寸(包括宽度应大于或等于受试气瓶外直径,长度应大于或等于受试气瓶总长,火源由数根燃料管组成,燃料管间距、喷嘴间距等均有详细规定)、喷嘴结构(燃料入口、空气入口和混合气出口内径明确规定)、热电偶布置(位置、数量和计算方法详细说明)等有详细规定,使火烧试验更加标准化,能够更准确地评估气瓶在火灾情况下的安全性。氢气循环试验中,明确了氢气温度范围(如低温、常温、高温等不同阶段的温度要求)、充放氢速率(充氢速率小于或等于60 g/s,放氢速率大于或等于实际使用时气瓶最大放氢速率)、循环次数及分组(如分为两组,每组250次,在不同温度条件下进行)等要求,有助于更精确地模拟气瓶在实际使用中的氢气充放过程,评估气瓶在不同工况下的性能和可靠性。同时增加了裂纹容限试验、环境试验(包括摆锤冲击、化学暴露、压力循环等)、跌落试验等项目,并详细规定了各试验项目的合格指标和试验方法,进一步全面评估气瓶在复杂使用环境下的性能和安全性,为气瓶的设计、制造和使用提供了更全面、严格的质量保障。6. 检验规则出厂检验项目与抽样规则BS EN 17339 - 2020 内胆和气瓶的逐只检验及批量检验项目未详细列出,仅提及应按相关要求进行检验,这使得制造商在实际操作中缺乏明确的检验依据,难以确保检验的全面性和准确性。对于抽样规则,内胆抽样未明确具体数量,气瓶抽样为每批随机抽取2只分别进行水压爆破试验和常温压力循环试验,但对于抽样的具体方法、样本的代表性等未作进一步说明。此外,对不合格情况的处理未详细阐述,当出现不合格产品时,制造商可能不清楚应采取何种措施,如是否需要重新抽样、扩大检验范围或对整批产品进行特殊处理等,这可能导致产品质量的有效控制难以实现,不合格产品流入市场的风险增加。GBT 42612 - 2023 详细规定了内胆和气瓶在出厂检验时逐只检验和批量检验的项目。内胆逐只检验项目包括质量、壁厚、内外表面、焊接接头检测等,气瓶逐只检验项目有缠绕层外观、水压试验、气密性试验等,这些明确的项目确保了对产品关键质量特性的逐一检查。批量检验方面,内胆每批随机抽取1只,气瓶每批随机抽取2只(1只进行水压爆破试验,1只进行常温压力循环试验),并详细说明了不合格项目的处理方法。若试验操作异常或测量误差导致不合格,可重新检验;若确认不合格是由于内胆或气瓶本身缺陷造成,对于内胆,需对该批次进行100%检查并移除缺陷品后重新抽样检验,对于气瓶,允许再随机抽取2只进行该项试验,全部通过则本批合格,否则不合格。同时,对O形密封圈抽样规则根据批量大小和与样本量之比进行了不同规定,如批量大于250个且批量与样本量之比大于10时,应符合GB/T 13262的规定;批量小于或等于250个或批量与样本量之比小于或等于10时,应符合GB/T 13264的规定,确保了O形密封圈抽样的科学性和合理性。这些详细规定使出厂检验过程有章可循,能够有效保证产品质量,防止不合格产品出厂。型式试验基数与项目调整BS EN 17339 - 2020新设计气瓶需进行型式试验,但未详细列出试验项目及基数,仅提及设计变更时的相关试验要求(如定义新设计、设计变体及相应试验要求),未明确如纤维制造单位变更等具体情况下的试验项目调整。这在实际设计和生产过程中,制造商难以确定型式试验的具体内容和规模,可能导致型式试验的执行缺乏明确依据,影响产品设计和质量控制的准确性。例如,在纤维制造单位变更时,不清楚应增加或重点关注哪些试验项目来确保气瓶性能不受影响,从而无法有效评估设计变更对气瓶质量和安全性的影响,增加了产品质量风险。GBT 42612 - 2023明确规定了新设计气瓶型式试验的项目及基数(如气瓶基数为30只,内胆基数为5只),详细列出了A类和B类气瓶在型式试验中的各项试验项目及数量分配,为型式试验提供了清晰的操作指南。例如,A类气瓶进行水压爆破试验3只、常温压力循环试验2只(可用于水压爆破试验)、火烧试验1只、扭矩试验1只(可用于水压爆破试验)、极限温度压力循环试验1只、加速应力破裂试验1只、裂纹容限试验1只、环境试验1只、跌落试验1只、氢气循环试验1只、枪击试验1只、常温渗透试验1只;B类气瓶进行水压爆破试验3只、常温压力循环试验3只(可用于水压爆破试验)、火烧试验1只、扭矩试验1只(可用于水压爆破试验)、耐久性试验1只、使用性能试验1只。同时针对设计变更情况,详细规定了不同设计变更项目(如纤维制造单位、内胆直径、气瓶长度、瓶阀座几何形状等变化)对应的型式试验项目调整要求,包括重新试验项目的确定原则(如根据变更类型确定需重新进行的试验项目)和具体试验项目(如内胆型式试验项目中的部分或全部项目、气瓶的水压试验、气密性试验等)。这种明确的规定使设计变更过程中的型式试验更加科学、合理,有助于保证产品在设计变更后的性能和质量符合要求,确保气瓶在整个生命周期内的安全性和可靠性。7. 安装防护要求安装要求侧重点不同BS EN 17339 - 2020 重点规定了气瓶在框架(如管束或拖车)中的安装要求,强调气瓶需永久安装在特定框架内,对安装方式、防止氢气聚集措施、瓶阀/TPRD端塞安装力矩及专用工具提供等方面进行了规范。例如,要求采取措施确保氢气可自由扩散到车辆外部空间,防止氢气积聚引发安全风险;规定气瓶制造单位应明确瓶阀/TPRD端塞的型号、规格及其安装力矩,并在必要时提供专用装拆工具,以保障瓶阀/TPRD端塞的正确安装和拆卸,避免因操作不当损坏瓶口或瓶阀/TPRD端塞,影响气瓶的密封和安全性能。然而,该标准未涉及与车辆制造单位或车载氢系统集成单位在安装方面的详细协作要求,在车辆应用场景中,可能导致气瓶与车辆整体系统的集成不够优化,影响车辆的整体性能和安全性。GBT 42612 - 2023 侧重于固定在机动车辆上的气瓶与车辆的适配性和集成性。除了规定气瓶制造单位应向车辆制造单位或车载氢系统集成单位提供水平安装方式等基本要求外,还强调车辆制造单位或集成单位在安装过程中的责任。例如,要求车辆制造单位或车载氢系统集成单位采取设置固定支架、紧固带等措施,防止气瓶在使用过程中松动,确保气瓶在车辆行驶过程中的稳定性;同时规定气瓶与固定支架、紧固带之间应采用柔性接触(如橡胶垫),以适应因压力、温度变化引起的气瓶膨胀或收缩,避免气瓶在接触部位受到磨损,从而延长气瓶使用寿命,保障气瓶安全。此外,对不同类型气瓶(A2类和B2类)在车载氢系统结构设计时的可维护性和可拆卸性提出要求,便于日常维护保养和定期检验时能够方便地对气瓶及瓶阀进行操作,提高了车辆氢系统的可维护性和安全性。防护要求详细程度差异BS EN 17339 - 2020未明确提及车辆制造单位或集成单位在气瓶防护方面的具体责任和要求,仅强调了气瓶本身的一些防护相关性能,如外表面应适应间断浸水、道路溅水、阳光紫外线辐射、车辆振动或碎石冲击、接触化学物质等工作环境的能力。虽然这些要求有助于确保气瓶在一定程度上能够抵御外部环境因素的影响,但缺乏对车辆整体防护设计的指导,在实际应用中,可能无法有效防止来自车辆其他部件或外部物体对气瓶的冲击、碰撞等损害,增加了气瓶在使用过程中的安全风险。GBT 42612 - 2023 详细规定了车辆制造单位或车载氢系统集成单位应对气瓶、瓶阀/TPRD端塞及其连接件进行防冲击保护。例如,要求在气瓶上设置保护装置时,保护装置的设计及其与车辆的连接方法应获得气瓶制造单位同意的书面文件,以确保保护装置的有效性和兼容性;同时规定气瓶制造单位应评估气瓶承受冲击载荷的能力,以及保护装置对气瓶应力和疲劳寿命的影响程度,从设计源头保障气瓶的安全防护。此外,对不同类型气瓶(A1类和B1类)在防护方式上有推荐性要求,如采用强度足够的护板、铠甲等方式进行防护,避免气瓶、瓶阀/TPRD端塞及其连接件受到来自路面等方向飞溅物(如石块等)的撞击,进一步提高了气瓶在车辆运行环境中的安全性,降低了因外部冲击导致气瓶损坏和氢气泄漏的风险。8. 标志、包装、运输和储存要求标志要求BS EN 17339 - 2020未提及在气瓶上植入二维码标签等电子识读标志的要求,仅规定了永久性标记应符合EN ISO 13769,但未详细说明标记内容。这可能导致气瓶在追溯性和信息化管理方面存在不足,在气瓶的生产、流通和使用过程中,难以实现快速、准确的信息获取和管理,不利于产品质量跟踪、召回管理以及售后服务等环节的有效开展,影响气瓶全生命周期的管理效率和安全性。GBT 42612 - 2023明确要求每只气瓶应在玻璃纤维保护层中植入制造标签和3只二维码标签,分别形成永久性标记和可追溯电子识读标志。制造标签的字高一般大于或等于8mm,标记项目至少应包括制造单位名称和代号、制造许可证编号、气瓶编号、本文件编号、气瓶型号、公称工作压力、水压试验压力、充装介质、公称容积、设计使用年限、设计循环次数、气瓶的制造年月、监督检验标记、气瓶的最小工作压力等信息,确保了气瓶的基本信息清晰、完整地标识在气瓶上,便于识别和管理。二维码标签至少应包含产品合格证、产品使用说明书、批量检验质量证明书、监督检验证书等内容,通过扫描二维码可快速获取气瓶的详细技术资料和检验信息,实现了气瓶信息的数字化管理,提高了气瓶管理的便捷性和准确性,有助于加强气瓶的质量追溯和全生命周期管理。包装、运输和储存要求 BS EN 17339 - 2020未详细规定气瓶不带瓶阀出厂时瓶口的密封措施,仅提及运输和储存时应防止碰撞、受潮和附件损坏,未提及如运输部门规定的遵循、储存环境的具体限制等要求。在实际操作中,瓶口密封措施不明确可能导致气瓶在运输和储存过程中杂质进入瓶内,影响气瓶的使用性能和安全性;缺乏运输部门规定的遵循说明,可能使运输过程不符合相关法规要求,增加运输风险;储存环境要求不具体,可能使气瓶因储存条件不当(如高温、潮湿、强辐射等环境)而加速老化、腐蚀或损坏,缩短气瓶使用寿命,降低安全性。GBT 42612 - 2023详细规定了不带瓶阀出厂时瓶口应采取可靠措施加以密封,防止沾污,确保气瓶内部清洁,为后续使用提供保障。明确气瓶运输应符合运输部门规定,保证了运输过程的合法性和规范性,降低运输风险。储存时要求气瓶存放整齐,储存在干燥、通风、阴凉的地方,避免日光暴晒、高温、潮湿,严禁接触强酸、强碱、强辐射,严禁切割、刻划、抛掷和剧烈撞击等,对储存环境提出了严格要求,有助于延长气瓶使用寿命,防止气瓶因储存不当而发生损坏或性能下降,确保气瓶在储存期间的安全性。9. 产品合格证和批量检验质量证明书要求产品合格证内容BS EN 17339 - 2020 - 未提及产品合格证应包含的具体内容,仅提及应向用户提供 产品使用说明书,但未说明说明书应包含的信息。这使得制造商在提供 产品合格证和使用说明书时缺乏明确的指导,用户在获取气瓶时难以全面了解产品的详细信息,包括气瓶的制造参数、材料特性、使用注意事项、维护要求等,不利于用户正确使用和维护气瓶,增加了使用过程中的安全风险。GBT 42612 - 2023详细规定了产品合格证应包含的丰富内容,如制造单位信息(名称和代号、制造许可证编号)、气瓶编号、本文件编号、瓶阀和TPRD端塞信息(制造单位和型号)、充装介质、各种压力参数(公称工作压力、水压试验压力、气密性试验压力)、公称容积、质量(实测空瓶质量)、材料信息(塑料内胆、纤维/树脂复合材料、瓶阀座等材料名称或牌号)、设计使用年限、出厂检验标记、制造年月、定期检验周期、设计循环次数、瓶阀装配扭矩等。同时明确了产品使用说明书应包含的内容,如充装介质、压力参数(公称工作压力、水压试验压力)、设计使用年限、设计循环次数、产品的维护、安装使用注意事项等。这些详细规定确保了用户能够全面了解气瓶的各项信息,为用户正确使用、维护和管理气瓶提供了重要依据,有助于提高气瓶使用的安全性和可靠性,保障用户权益。批量检验质量证明书内容BS EN 17339 - 2023未提及批量检验质量证明书的具体内容要求,仅提及应进行相关检验并获得相应证书。这使得在批量生产过程中,对于气瓶质量的整体评估和记录缺乏明确的规范,制造商难以向用户和监管部门提供全面、准确的批量产品质量信息,不利于产品质量的追溯和监管,可能影响市场对产品质量的信任度。GBT 42612 - 2023 明确规定了批量检验质量证明书应包括本文件规定的批量检验项目,并给出了批量检验质量证明书的示例,详细列出了其中应包含的各项技术数据,如公称容积、外直径、内胆设计壁厚、各种压力参数(公称工作压力、水压试验压力、气密性试验压力)、材料信息(包括塑料内胆的熔融峰温、熔体流动速率等,纤维/树脂复合材料的纤维和树脂规格型号、力学性能,瓶阀座的化学成分和力学性能)、内胆试验结果(母材性能检测、焊接接头检测、水压爆破试验结果)、常温压力循环试验结果等。通过这些详细规定,能够全面、准确地反映批量气瓶的质量状况,便于产品质量的追溯和管理,为用户和监管部门提供了可靠的质量依据,有助于加强对气瓶产品质量的监督和控制,确保市场上流通的气瓶质量符合标准要求。来源:气瓶设计的小工程师

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