GB 17258—1998汽车用压缩天然气钢瓶.doc

GB 17258—1998 前　　　　言 　　本标准是在原机械电子部通用机械行业内部标准JB／TQ 814—89《汽车用压缩天然气高压钢瓶规范》的基础上进行编制的。 　　本标准对JB／TQ 814一89的重要改动如下：取消了公称工作压力25MPa这档；增大了容积系列及直径系列；材料取消锰钢，一律用铬钼钢；壁厚计算采用Mises公式；对抗拉强度予以上限限制；取消爆破试验容积变形率；修订了爆破安全系数。 　　本标准参考文献：GB 5099《钢质无缝气瓶》；美国联邦规程第49章571.304《压缩天然气燃料容器规范》（compressed natural　gas fuel container integrity）（1996年）及ISO／CD l1439《车用高压天然气瓶》（High pressure cylinders for the on-board storage of natural　gas as a fuel for vehicles）（1996年）。 　　本标准的附录A是标准的附录。 　　本标准由中华人民共和国劳动部提出。 　　本标准由全国气瓶标准化技术委员会归口。 　　本标准由北京市天海工业有限公司起草。 　　本标准主要起草人：秋长鋆、吴如元。 　 中华人民共和国国家标准 GB　17258—1998 汽车用压缩天然气钢瓶 Steel　cylinders　for　the　on-board　of　compressed natural　gas　as　a　fuel　for　vehicles 1　范围 　　本标准规定了汽车专用压缩天然气钢瓶（以下简称钢瓶）的型式和参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、涂敷、包装、运输和贮存等。 　　本标准适用于设计、制造公称工作压力为16～20　MPa（本标准压力均指表压），公称容积为30～120　L，工作温度为-50℃～60℃的钢瓶。 　　按本标准制造的钢瓶，只允许充装符合有关标准的，且经脱水、脱硫和脱轻油处理后，每标准立方米水份含量不超过8mg和硫化氢含量不超过20mg的作为燃料的天然气。 　　本标准不适用于压缩天然气充气站用的贮气钢瓶，也不适用于复合材料气瓶。 2　引用标准 　　下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 　　GB　222—84　钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差 　　GB　223.1—81　钢铁及合金中碳量的测定 　　GB　223.2—81　钢铁及合金中硫量的测定 　　GB　223.3—88　钢铁及合金化学分析方法　二安替比林甲烷磷钥酸重量法测定磷量 　　GB　223.4—88　钢铁及合金化学分析方法　硝酸铰氧化容量法测定锰量 　　GB　223.5—88　钢铁及合金化学分析方法　草酸-硫酸亚铁硅钥蓝光度法测定硅量 　　GB／T　223.6—94　钢铁及合金化学分析方法　中和滴定法测定硼量 　　GB　223.7—81　合金及铁粉中铁量的测定 　　GB　224—87　钢的脱碳层深度测定法 　　GB　226—91　钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法 　　GB　228—87　金属拉伸试验法 　　GB／T　229—94　金属夏比缺口冲击试验方法 　　GB　230—91　金属洛氏硬度试验方法 　　GB　231—84　金属布氏硬度试验方法 　　GB　232—88　金属弯曲试验方法 　　GB　1979—80　结构钢低倍组织缺陷评级图 　　GB　5777—86　无缝钢管超声波探伤方法 　　GB　6397—86　金属拉伸试验试样 　　GB　7144—86　气瓶颜色标记 　　GB　8335—1998　气瓶专用螺纹 　　GB／T　8336—1998　气瓶专用螺纹量规 　　GB／T　9251—1997　气瓶水压试验方法 　　GB　9252—88　气瓶疲劳试验方法 　　GB／T　12606—90　钢管及圆钢棒的漏磁探伤方法 　　GB　12137—89　气瓶气密性试验方法 　　GB／T　13298—91　金属显微组织检验方法 　　GB／T　13299—91　钢的显微组织评定方法 　　GB　13440—92　无缝气瓶压扁试验方法 　　GB　13447—92　无缝气瓶用钢坯 　　GB　15385—94　气瓶水压爆破试验方法 　　JB　4730—94　压力容器无损检测 　　YB／T　5148—93　金属平均晶粒度测定方法 3　术语和符号 　　本标准采用下列定义。 3．1　公称工作压力 　　钢瓶在基准温度（20℃）时的限定充装压力。 3．2　屈服应力 　　对材料试件拉伸试验，呈明显屈服现象的取屈服点或下屈服点；无明显屈服现象的，取屈服强度。 3．3　实测抗拉强度 　　按本标准6.3.2所测得实际的抗拉强度值。 3．4　批量 　　系指采用同一设计条件，具有相同的公称直径、设计壁厚，用同一炉罐号钢，同一制造方法制成，按同一热处理规范进行连续热处理的钢瓶限定的数量。 3．5　应力集中系数 　　钢瓶某部位局部最大应力与瓶体的薄膜应力的比值。 3．6　符号 　　　　　　　Do——钢瓶筒体外径，mm； 　　　　　　　Df——冷弯试验弯心直径，mm； H，r，S1，S2，S3——端部结构尺寸，mm； 　　　　　　　Ph——水压试验压力，MPa； 　　　　　　　Py——爆破试验过程中屈服压力，MPa； 　　　　　　　S——钢瓶筒体设计壁厚，mm； 　　　　　　　Sao——钢瓶筒体实测平均壁厚，mm； 　　　　　　　T——压扁试验压头间距，mm； 　　　　　　　V——公称水容积，L； 　　　　　　　ao——弧形扁试样的原始厚度，mm； 　　　　　　　bo——扁试样的原始宽度，mm； 　　　　　　　d——破口环向撕裂宽度，mm； 　　　　　　　lo——试样原始标距，mm； 　　　　　　　ak——冲击韧性值，J/cm2； 　　　　　　　δ5——伸长率，％； 　　　　　　　σe——瓶体材料热处理后的屈服应力保证值，N/mm2； 　　　　　　　σea——屈服应力实测值，N/mm2； 　　　　　　　σb——瓶体材料热处理后的抗拉强度保证值，N/mm2； 　　　　　　　σba——抗拉强度的实测值，N/mm2； 4　型式和参数 4．1　钢瓶瓶体结构一般应符合图1所示型式。 4．2　钢瓶的公称工作压力应为16MPa或20MPa。 　　公称水容积和公称外径一般应符合表1的规定。 表1 钢瓶的水容积和外径 项  目 数  值 允许偏差，％ 公称水容积 V L 30 40 50 60 70 80 90 100 120 +5 0 公称外径 Do mm 219 229 232 245 267 273 335 425 ±1 4．3　钢瓶型号由以下部分组成： 　　型号示例：公称工作压力为20MPa，公称水容积为60 L，公称外径为229，结构型式为A的钢瓶，其型号标记为“CNP20－60－229A”。 5　技术要求 5．1　瓶体材料一般规定 5．1．1　瓶体材料应是碱性平炉、电炉或吹氧碱性转炉冶炼的无时效性镇静钢。 5．1．2　钢种应选用优质铬钼钢。 5．1．3　瓶体材料必须符合其相应国家标准或行业标准的规定，并有质量合格证明书。钢瓶制造厂应按炉罐号进行各项验证分析。 5．1．4　瓶体材料应具有良好的低温冲击性能。 5．1．5　瓶体材料的化学成分限定见表2，化学成分允许偏差应符合GB　222—84中表2的规定。 表2 瓶体材料化学成分 ％ C Si Mn Cr Mo S P S+P Cu ≤0.40 0.17～0.37 0.40～0.70 0.80～1.10 0.15～0.25 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.055 ≤0.020 5．2　钢坯 5．2．1　钢坯的形状尺寸和允许偏差应符合GB　13447的有关规定。 5．2．2　低倍组织 　　a）不允许有白点、残余缩孔、分层、气泡、异物和夹杂； 　　b）中心疏松不大于1.5级，偏析不大于2.5级。 5．3　无缝钢管 5．3．1　钢管的外形公差应不低于GB　8163的规定。 5．3．2　钢管的壁厚偏差不应超过最小壁厚的＋22.5％。 5．3．3　钢管应由钢厂逐根探伤交货，探伤应按GB　5777或GB／T　12606进行，合格级别为C5或N5。 5．4　设计 5．4．1　一般规定 5．4．1．1　钢瓶的设计所依据的内压力应为水压试验压力。水压试验压力应为公称工作压力的5/3倍。 5．4．1．2　设计计算瓶体壁厚所选用的屈服应力保证值不得大于抗拉强度保证值的85％。 5．4．1．3　应对材料的实际抗拉强度进行限制，钢瓶瓶体材料实际抗拉强度不应大于880　N／mm2。 5．4．2　简体设计壁厚按式（1）计算： 5．4．3　端部结构 5．4．3．1　端部结构有四种型式 　　a）带瓶口半球形[见图2a）]； 　　b）半球形[见图2b）]； 　　c）碟形[见图2c）]； 　　d）凹形[见图2d）］。 5．4．3．2　碟形端部结构应满足下列要求： 　　r≥0.075　Do； 　　H／Do≥0.22；或H／Do≥0.40 　　S1≥1.5S；S1≥S 　　S2≥1.5S；S2≥S 5．4．3．3　凹形端部的公称尺寸应满足下列要求。凹形端部若其中参数不能满足下列要求者，应以循环疲劳试验来验证。 　　S1=（2.0～2.6）S； 　　S2=（1.8～2.2）S； 　　S3=（2.0～2.8）S； 　　r=（0.07～0.09）Do； 　　H=（0.13～0.16）Do。 5．4．3．4　凹形端部的环壳与筒体之间应有过渡段，过渡段与筒体的连接应圆滑过渡。 5．4．3．5　凹形端部应按水压试验压力Ph下的弹性有限元进行计算，且在凹形端部公称尺寸的公差值范围内进行校核调整；应力集中系数应不大于1.80。 5．4．3．6　钢瓶瓶口的厚度，自螺纹沟槽处算起，不得小于筒体的设计壁厚，且保证在承受紧阀的力偶矩和铆合颈圈的附加外力时不变形。 5．4．4　附件 5．4．4．1　瓶阀上应有安全泄压装置，型式应为爆破片。易熔塞组合式—爆破片的公称爆破压力为水压试验压力，允许偏差为±5％。易熔塞的动作温度为100℃±5℃，其排放面积必须使钢瓶能通过7.13.2条规定的火烧试验合格。 5．4．4．2　瓶阀上的安全泄压装置应符合有关标准的要求。 5．4．4．3　瓶阀上应标明制造厂名称或代号、重量、水压试验压力及用途。例如：M（制造工厂代号）、W（重量）、Ph（水压试验压力）、CNG（用途）。 5．4．4．4　瓶阀与瓶口的螺纹配合应保证在装配瓶阀后留有2～5个螺距螺纹。 5．5　制造 5．5．1　一般规定 5．5．1．1　钢瓶制造应符合本标准规定，并应符合产品图样和技术文件的规定。 5．5．1．2　钢瓶瓶体的制造方法应是：以钢坯为原料，经冲压拉伸制造或以无缝钢管为原料经旋压制成。 5．5．1．3　钢瓶制造应分批管理，按热处理顺序以不大于203只为一个批量。 5．5．1．4　经冲拔拉伸制成的瓶体，其凹形端部深度应符合设计规定值，端部球壳和环壳的厚度均应符合设计要求。 5．5．1．5　无缝钢管经旋压制成的瓶坯，应进行工艺评定；瓶体端部内表面不应有肉眼可见的凹孔、皱榴、凸瘤和氧化皮；端部的缺陷允许清除，但必须保证端部设计厚度；端部不允许作补焊处理。 5．5．2　热处理 5．5．2．1　钢瓶应进行整体热处理，热处理应按评定合格的热处理工艺进行。 5．5．2．2　淬火温度不应大于930℃，回火温度不应小于538℃。 5．5．2．3　不准