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汽车用压缩天然气金属内胆纤维环缠绕气瓶定期检验与评定

2015-09-06

一、检验站资源条件
车用缠绕气瓶:
(1) 内窥镜或内部检验照明装置;
(2) 必备的检验量检具;
(3) 符合环保、消防要求的可燃气体置换和处理装置(对车用瓶);
(4) 瓶阀自动装卸机;
(5) 气瓶自动倒水装置;
(6) 气瓶金属部分外表面清理装置(对环缠绕车用瓶);纤维部分修补工具
(7) 安全照明装置;
(8) 称量气瓶重量和测量容积用的衡器;
(9) 水压试验装置;
(10) 气瓶内部干燥装置;
(11) 符合规范要求的气密性试验装置;
(12) 检修瓶口螺纹的螺纹量规和丝锥;
(13) 检修瓶阀的工具、量具及瓶阀气密性试验装置;
(14) 处理报废气瓶用的设备;
(15) 喷涂气瓶漆色的器械(对环缠绕车用瓶);
(16)拆卸和安装气瓶的工具
二、《汽车用压缩天然气金属内胆纤维缠绕气瓶定期检验与评定》国家标准(报批稿)
美国CGA—6.4《Methods for External Visual Inspection of Natural Gas Vehicle (NGV) Fuel Containers and Their Installations》
范围
本标准规定了汽车用压缩天然气金属内胆纤维环缠绕气瓶(以下简称:气瓶)的定期检验与评定的基本方法和技术要求。
本标准适用于公称工作压力为20或25MPa,公称水容积为30~450 L,工作温度为-40 ℃~65 ℃的气瓶。
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。
磨损 (abrasion)
因摩擦使材料磨损或擦伤而引起气瓶或附件的损坏。
冲击伤 (impact)
强烈地撞击气瓶表面,可能会导致表面划伤、凿伤和凹痕等冲击伤。冲击也可能导致缠绕层出现分层损伤,这种损伤在外观检查时很难被发现。
龟裂 (crazing)
树脂部分出现不透明的“霜状”细裂纹。
划伤 (cut)
由尖锐器物进入气瓶表层而引起的损伤。
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冲击缠绕层材料表面而引起的损伤。
外涂层 (external coating)
气瓶表面透明的或有颜色的用于防护瓶体或改善外观的涂层。
螺旋缠绕 (helical)
与气瓶轴向有一定夹角的圆周方向的缠绕。
环向缠绕 (hoop directrion)
在气瓶圆柱部分进行环向缠绕。增强纤维束的缠绕方向与气瓶的纵向约成90°。
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有害的影响,可继续使用。在金属表面的涂层划伤或划痕没有明显深度,或缠绕层表面涂层和树脂有较小损伤,但没有明显纤维破损的现象均可判定为这类损伤。
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。
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。
增强纤维 (reinforcing fibres)
在复合材料中的连续纤维束,如:碳纤维、芳纶纤维及玻璃纤维,在压力作用下起承载作用。
修复(repair)
修理气瓶使其复原或达到一级损伤的程度。
树脂 (resin)
用于粘接和固定纤维在指定位置的材料。树脂通常是热塑性或热固性树脂。
应力腐蚀裂纹(SCC, stress corrosion cracking)
由载荷和恶劣环境共同作用造成材料开裂。缠绕层会出现垂直于纤维的裂纹或裂纹群。
检验机构、检验周期与检验项目
检验机构及设备
从事气瓶定期检验的单位必须符合GB 12135的要求,并按TSG Z7001经国家特种设备安全监督管理部门核准。
场地、检验检测仪器和设备以及检测工具如内窥镜、灯、深度测厚仪、低倍放大镜、直角尺、卡尺、螺纹塞规和环规等应能满足所从事的检验检测工作。
检验周期
气瓶的定期检验周期不得超过三年。
在使用过程中,如遇到下列情况应提前进行检验:
a) 气瓶遇明火;
b) 气瓶长期暴露在高于65℃的环境温度下;
c) 气瓶受到冲击;
d) 天然气汽车遭受碰撞;
e) 气瓶接触化学物质;
f) 发生异常的声响;
g) 确信气瓶已受到某种方式的损伤库存或停用时间超过一个检验周期的气瓶,启用前应进行检验。
检验项目
气瓶定期检验项目包括外观检查、瓶口螺纹检查、水压试验、瓶阀检验、气密性试验。
检验准备
气瓶拆卸
气瓶的拆卸应由检验机构或有资质的安装单位负责。
记录
逐只检查记录气瓶制造标志和检验标志。记录内容包括国别、制造单位许可证号或单位代码、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、上次检验日期。
对未取得特种设备安全监督管理部门制造许可的制造企业生产的气瓶、制造标志不符合相应规程或制造标准规定的气瓶、制造标志模糊不清或项目不全导致无法评定的气瓶、有关政府文件规定不准再用的气瓶,登记后不予检验按报废处理。
自气瓶制造之日起,超过设计使用寿命的气瓶,登记后不予检验,按报废处理。对于按照规定办理使用登记的新投用气瓶,可以按其使用登记日期作为气瓶设计使用寿命的起始日期。
瓶内介质处理
对瓶内的介质,在保证安全、卫生和不污染环境的条件下,采用适当的方法(如抽真空或氮气置换等)将气体排净。
瓶阀拆卸与表面清理
确认瓶内压力与大气压力一致时,由检验机构负责拆下瓶阀。
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。
用不损伤瓶体金属以及缠绕层树脂和纤维的适当方法,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。
外观检查与评定
检查与评定
表1列出了气瓶缠绕层的外观检查与评定要求。表2列出了气瓶金属部分的外观检查与评定要求。
损伤的证据
外观检查气瓶表面是确定气瓶损伤的主要方式。可能引起损伤的证据有如下各点:
——腐蚀
——划伤
——擦伤
——凿伤
——纤维暴露
——凹坑
——凸起
——破裂
——材料损失
——气瓶表面褪色(积碳、碳化、化学品浸伤等)
——暴露于热环境的痕迹
——冲击或事故
——表面材料的损耗
损伤级别
无损伤或一级损伤不要求修复,可继续使用。二级损伤可修复或报废。三级损伤不能修复,三级损伤的气瓶必须报废。
缠绕层
划伤、擦伤和凿伤
不管其长度、数量或方向,深度小于0.25 mm的损伤都判定为一级损伤并可以验收。大于或等于0.25 mm深度的损伤判定为二级或三级损伤。当深度超过1.25 mm,应判定为三级损伤。在一级和三级之间的损伤由检验人员判定合格或不合格。
损伤深度超过0.25 mm的划伤或凿伤的二级损伤可以在制造厂的指导下进行修复。
磨损
深度大于1.25mm的磨损应判定为三级损伤。二级损伤可以在制造厂的指导下进行修复。
冲击损伤
冲击损伤可能引起断裂及缠绕层分层。与冲击载荷有关的表面损伤有凹痕、划伤、凿伤、刮伤、擦伤、剥落、刺穿、纤维断裂、纤维松动、树脂开裂、变色或外形改变等。有上述各种损伤迹象时应对气瓶表面进行仔细检查。
应对已知的受冲击区域及已检测到表面损伤的区域进行检查,以确定内壁是否受到损伤。内壁损伤的证据包含气瓶表面的永久变形,凹痕是严重内损伤的证据。出现这种类型损伤的气瓶要仔细检查,并判定是属于二级或三级损伤。气瓶壁的任何凸起都判定为三级损伤。
气瓶颜色出现局部变化。受到冲击的气瓶表面常常出现颜色局部变化。这种变化是由于缠绕层材料的分层、裂纹或开裂、或外部涂层的划伤所导致的颜色变化造成的。出现这类迹象的每个区域都应仔细检查,并判定是属于二级或三级损伤。
气瓶局部表面开裂。受到冲击的气瓶可能会在缠绕层材料表面出现圆形、椭圆形或线形的开裂。这种开裂也会导致颜色变化。出现这类损伤的每个区域都应仔细检查,并判定是属于二级或三级损伤。
可用硬币敲击来测试气瓶所受到的冲击损伤。使用一元硬币来测试可能受冲击损伤的部位,用手夹住硬币,用硬币边缘敲击缠绕层表面,仔细听所发出的声音。有冲击损伤的部位发出的声音与没有损伤的部位发出的声音会有明显的不同。
烧损和严重热损伤
气瓶因火烧或过热引起的严重损伤会使其外表面显现出脱色、变黑、碳化或积碳,甚至会失去树脂,引起缠绕气瓶的纤维松散。也会造成阀座烧熔或变形。轻微的火烧和热作用可能使涂层、标签碳化、脱色。出现了火烧痕迹或过热现象的气瓶应判定为三级损伤。
气体泄漏
出现气瓶壁气体泄漏的气瓶应判定为不合格。
化学品的浸蚀
化学品浸蚀造成气瓶表面损伤。这种损伤包括腐蚀、脱色、蚀点、凹点、斑点、膨胀、软化、应力腐蚀裂纹和树脂脱落。严重时,缠绕气瓶会出现纤维断裂或者松散。
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。
由化学品浸蚀缠绕气瓶所引起的斑点、膨胀、软化、树脂脱落、纤维松散或断裂都属于三级损伤。气瓶的金属部份由于化学品浸蚀出现凹点、腐蚀及氧化应按表1进行评定。
自然老化
气瓶长时间暴露在阳光、雨水和大气环境下,外部涂层会老化,其结果会引起外表面涂层变色退化。如果没有发生金属表面的腐蚀、或缠绕层纤维断裂、溃散,可以判定为一级或二级损伤。在完成了检验程序之后,属于二级损伤的表面应按规定的方法进行涂层修复。禁止使用电动刷子、喷砂或喷丸处理、电动抛光机、砂轮或化学脱层剂处理缠绕气瓶的表面。如果只是要消除松散和变质的表面涂层或只是打光表面,可用细砂纸打磨。
金属部分 腐蚀
概述
金属表面的腐蚀是指由于强酸或碱性的化学作用而引起气瓶壁厚的减小。以下是不同类型腐蚀的描述:
点腐蚀
点腐蚀是在很小的面积上减小壁厚。孤立的小尺寸的凹点不会对气瓶有很大损伤,应按如下标准评定:剩余壁厚大于等于设计壁厚的孤立的凹点属于一级损伤,剩余壁厚小于设计壁厚的凹点属于三级损伤。
线腐蚀
在腐蚀形成连续的状态或者当凹点相连成一条窄条或一条线,则称作线腐蚀。线腐蚀要比孤立的点腐蚀情况严重,并且可能发生在气瓶的任何位置上,应按如下标准评定:腐蚀处剩余壁厚小于设计壁厚或腐蚀长度大于等于100mm,应判定为三级损伤。
面腐蚀
面腐蚀是出现在气瓶比较大的表面区域上的腐蚀,它会减小气瓶的结构强度,应按如下标准评定:腐蚀处剩余壁厚小于设计壁厚或腐蚀面积大于等于外表面的25%时,则属于三级损伤。
缠绕层下的金属腐蚀
在缠绕层材料与金属边界上的形成的线状腐蚀,如有三级损伤特征应判定为三级损伤。
电解腐蚀
当气瓶和阀座与其它的导电材料接触时(如碳纤维与钢接触),可能会引起电解腐蚀。表1所列的腐蚀检测准则可用于判定这类腐蚀。
凸起
凸起是一种严重损伤,所有出现这种情况的气瓶应判定为三级损伤。
凹陷
大于或等于1.6 mm深的凹陷,或不管其深度多少,其最大直径或长度小于50mm,或二种情况都存在,应判定为三级损伤。
磨损
应仔细地检查出现磨损痕迹的金属部分来确认磨损处的剩余壁厚不小于设计壁厚,否则应判定为三级损伤。
6.7 所有被判定为三级损伤和不合格的气瓶应报废。
瓶口螺纹检查与评定
用目测或低倍放大镜逐只检查螺纹有无裂纹、变形、腐蚀或其他机械损伤。
瓶口螺纹不得有裂纹性缺陷,但允许瓶口螺纹有不影响使用的轻微损伤,即允许有不超过2牙的缺口,且缺口长度不超过圆周的1/6,缺口深度不超过牙高的1/3。
对于瓶口锥螺纹的轻度腐蚀、磨损或其他损伤,可用符合GB/T 10878规定的丝锥修复。修复后用符合GB/T 8336的量规检验,检验结果不符合GB 8335时,该气瓶应报废。
对于直螺纹的轻度腐蚀、磨损或其他损伤可用符合其相应标准的丝锥进行修复。修复后用符合其相应标准的量规检验,检验结果不符合要求时,该气瓶应报废。
水压试验
气瓶必须逐只进行水压试验,水压试验装置、方法和安全措施应符合GB/T 9251的要求。
优选外测法。
试验压力为气瓶标记中气瓶的试验压力。气瓶在试验压力下的保压时间不少于2 min。
内部干燥
干燥方法与要求 ,经水压试验合格的气瓶,必须逐只进行内部干燥。将瓶口朝下倒立一段时间,待瓶内残留的水沥净,然后采用干燥空气吹扫、内加温或其他适当的方法进行内部干燥。内部干燥时,温度应不超过65℃;时间应足够长以保证瓶内完全干燥。
干燥状况检查
借助内窥镜或小灯泡观察瓶内干燥状况,如内壁已全面呈干燥状态,便可安装瓶阀。
瓶阀检验与装配
应逐只对瓶阀进行检验、清洗,保证开闭自如、不得泄漏。阀体和其他部件(爆破片和易熔塞等)应完整,不得有严重变形,螺纹不得有严重损伤,其要求可参照7.2条的规定。
瓶阀应装配牢固并应保证其与瓶口连接的有效螺纹牙数和密封性能,其外露螺纹数不得少于1~2牙。扳紧扭矩为200Nm~300Nm。当瓶阀损坏时,应更换新的瓶阀。如需更换密封件等易损部件,必须得到瓶阀制造厂的书面授权且在其指导下进行。在装配瓶阀之前,应按GB 15382的要求对瓶阀进行气密性试验。更换的瓶阀,应选用与原瓶阀同一制造单位、同一型号的新瓶阀。或向气瓶制造厂咨询,选用已通过阀门型式试验以及该型号气瓶型式试验(火烧试验)的合格阀门。
气密性试验
气瓶水压试验合格后,应逐只进行气密性试验。试验装置、方法和试验用水应符合GB/T 12137的要求,试验压力为气瓶公称工作压力。应用浸水法进行气密性试验。气瓶浸水保压时间2 min,保压期间不应有泄漏现象。
检验后的工作
定期检验合格的气瓶应按《气瓶安全监察规程》的规定打上检验标记或粘贴检验标签。
检验人员应将气瓶检验与评定结果填入《气瓶定期检验与评定报告》(见附录A,资料性附录)。
报废气瓶由检验单位负责销毁,销毁方式为压扁或锯切并填写《气瓶报废通知书》通知气瓶产权单位。

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