GB T 5100-2011 钢质焊接气瓶.pdf
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1、ICS 23.020.30 J 74 国家标准因士已.iJY-L =iBt:. /飞、民中华人GB 5100-20门1994 ,GB 17673 1999 代替GB5100 钢瓶岳飞接焊原飞离(eldedsteel gas cylinders (ISO 4706: 1989 , Refillable welded steel gas cylinders , NEQ) 2012-06-01实施20门自07-20发布发布中华人民共和国同家质量监督检验检班总局中国国家标准化管理委员会数码防伪GB 5100-2011 自次f ;j.皿1 范围-2 规范性引用文件3 术语和定义、符号14 基本参数5 技
2、术要求-6 试验方法167 检验规则188 标志、包装、运输、贮存219 出厂文件n附录A(规范性附录)对盛装液化丙烯、液化丙皖钢瓶的特殊要求22附录B(资料性附录)产品合格证. . . . . . . 23 附录c(资料性附录)批量检验质量证明书mI GB 5100-2011 目。昌本标准的全部技术内容为强制性。本标准按照GB/T1. 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。本标准代替GB5100 -1994(钢质焊接气瓶和GB17673-1999(液化丙烯、丙皖钢质焊接气瓶儿本标准与原GB5100 1994和GB17673-1999相比较,主要增加和更改了以下
3、内容:一扩大了标准的适用范围;修改了对材料的要求;修改了公称工作压力的选取规定;增加了对钢瓶上开孔位置的限制;-增加了对凸面受压封头的钢瓶的要求和限制;增加了疲劳试验的要求;增加了焊接工艺评定的覆盖范围;细化了对钢瓶热处理的要求。本标准使用重新起草法参考了ISO4706 :1989(可重复充装的钢质焊接气瓶),与ISO1706 :1 989 一致性程度为非等效。本标准中水容积不大于150L的钢质焊接气瓶的技术内容对应于国际标准ISO 1706: 1989(可重复充装的钢质焊接气瓶儿本标准由全国气瓶标准化技术委员会CSAC/TC31)提出并归口。本标准负责起草单位:常州蓝翼飞机装备制造有限公司。
4、本标准参加起草单位:北京天海工业有限公司、宁波明欣化工机械有限责任公司、上海容华高压容器有限公司、江苏玉华容器制造有限公司。本标准主要起草人:叶勇、刘守正、林志民、张保国、装维平、张而立、黄玉华。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:GB 5100 -1985、GB5100 -1994; GB 17673 1999。mm GB 5100-2011 钢质焊接气瓶1 范围本标准规定了钢质焊接气瓶(以下简称钢瓶)的基本参数、技术要求、试验方法、检验规则和l标志、包装、运输、贮存等。本标准适用于在正常环境温度40 .C 60 .C下使用的、水压试验压力不大于12MPa(表压)、公称容积为1Ll 000
5、 L可重复充装低压液化气体及其与压缩气体的混合物的钢瓶。本标准也适用于重复充装GB11174规定的工业用液化石油气的钢瓶及溶解乙快气瓶的瓶体。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的。凡是注日期的引用文件,仅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 钢制压力容器GB/T 228 金属材料室温拉伸试验方法(lSO6892) GB/T 229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法(ISO148-1) GB/T 232金属材料弯曲试验方法(ISO7438) GB/T 1804 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差(ISO276
6、8) GB 7144 气瓶颜色标志GB 8335 气瓶专用螺纹GB/T 9251 气瓶水压试验方法GB/T 9252 气瓶疲劳试验方法GB 11174 液化石油气GB/T 12137 气瓶气密性试验方法GB/T 13005 气瓶术语GB 14193 液化气体气瓶充装规定GB 15383 气瓶阀出气口连接型式和尺寸GB 15385 气瓶水压爆破试验方法GB 17925 气瓶对接焊缝X射线实时成像检测JB/T 4730. 14730. 6 承压设备元损检测JJG 14 非自行指示秤检定规程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文件。3. 1.
7、1 :tlt batch 指采用同一设计、同一牌号材料、同一焊接工艺、同一热处理工艺连续生产的钢瓶所限定的数量。GB 5100-2011 3. 1.2 钢瓶主体main body of the cylinder 指钢瓶由封头和简体或由两个封头组成的部分。3.2 符号2 下列符号适用于本文件。a.封头曲面与样板间隙,mm;A:试样断后伸长率,%;Akv:冲击吸收功,; b:焊缝对口错边量,mm;C:封头表面凹凸量,mm;d:弯曲试验的弯轴直径,rnm;D:钢瓶公称直径,mm;Di :钢瓶内直径,mm;Do:钢瓶外直径,mm;e:钢瓶简体同一横截面最大最小J径是,mm;E:对接焊缝棱角高度,mm;
8、h:封头直边高度,mm;Hi:封头内凸面高度,mm;K:封头形状系数;1 :样板长度,mro;L:钢瓶主体长度,mm;n:弯轴直径与试样厚度的比值;P:公称王作压力,MPa;Pb:钢瓶实测爆破压力,MPa;Ph:水压试验压力,MPa;T:封头过渡区转角内半径,mm;ReL:屈服应力或常温下材料屈服点,MPa;R封头球面部分内半径,mm;Rm:标准规定的抗拉强度,MPa;Rma:实测抗拉强度,MPa;5.钢瓶主体设计壁厚,mm;51 :筒体设计壁厚,mm;52 :封头设计壁厚,mm;5h:试样厚度,mm;5k:拉力试样焊缝宽度,mm;50 :钢瓶主体名义壁厚,mm;V.公称容积,L;Hi:封头内
9、高度CH;+h)公差,mm;GB 5100-2011 r:焊缝系数;!:.D;:内阁周长公差,mm。4 基本参数4.1 公军事窑积和公称直径钢瓶公称容积V和公称直径D的推荐值按表1规定。表1公称容积V110 1025 2550 50100 100150 150200 200600 6001 000 公称直径D70 , 100 200 ,230 250 ,300 300 ,350 400 ,350 400 ,500 600 ,700 800 ,900 口1m150 217 314 314 4.2 公称工作压力和水压试验压力4.2. 1 公称工作压力对于盛装低压液化气体和压缩气体渴合物的钢瓶,其公
10、称工作压力指温度为60C时瓶内气体压力的上限值;盛装低压液化气体的钢瓶,其公称工作压力不得小于其所盛装介质在60C时的饱和蒸汽压;盛装有毒和剧毒危害的液化气体的钢瓶,其公称工作压力的选用应适当提高。低压液化气体60C时的饱和蒸汽压值按GB11193或相应气体标准规定。4.2.2 水压试验压力盛装压缩气体和液化气体的钢瓶。其水压试验压力不得小于公称工作压力的1.5倍;盛装溶解乙快气体的钢瓶,其水压试验压力为5.2MPa, 5 技术要求5.1 材料一般规定5. 1. 1 用于制造钢瓶主体的材料,必须采用电炉或转炉冶炼的镇静钢,并具有良好的成形和焊接性能。5. 1. 2 钢瓶主体应采用问一牌号的材料
11、制作。5. 1. 3 与钢瓶主体焊接的所有零部件,必须采用与钢瓶主体材料的焊接性能相适应的材料。5. 1. 4 所采用的焊接材料焊成的焊接接头,其抗拉强度不得低于母材抗拉强度规定值的下限。5. 1. 5 材料(包括焊接材料)应符合相应技术标准的规定,并必须有质量合格证明书。5.2 化学成分钢瓶主体材料的化学成分(熔炼分析),应符合表2规定。对含有添加微量合金元素的钢材,其含量应符合表3规定。3 GB 5100-2011 表2单位为质量百分数化学元东C Si 扎InP S P+S 不大于0.20 0.15(0.60) 1. 60 0.025 0.020 0.01 注:( )内化学成分的材料适用于
12、制造V150L的钢瓶。表3单位为质量百分数微11C含金元素Nb Ti V Nb十V不大于0.08 0.20 0.20 0.20 5.3 力学性能5.3. 1 当钢瓶主体名义壁厚5n二三6mm时,其主体材料的常温冲击吸收功Akv应符合表4的规定。表4钢瓶主体名义壁厚Sn/mm试样规格/mm试验温度rc冲击吸收功Akv不小于/J常温15 610 5X10X55 -40 14 常温27 10 10XIOX55 -40 20 5.3.2 可钢瓶主体名义壁厚5n二三6mm,且在等于或低于20 oC的环境温度下使用时,若按-20oC时钢瓶内压力计算的瓶体周向应力大r常温F材料标准屈服点的1/6,则钢瓶主体
13、材料应做-10oC低温冲击试验,JtfrrI告吸收功Akv应符合表4规定。5.3.3 钢瓶主体材料的屈强比CReL/Rm)应不大于0.805.4 设计一般规定5.4.1 钢瓶主体壁厚计算所依据的内压力为水压试验压力。5.4.2 钢瓶主体的组成最多不超过三部分,即纵焊缝不得多于一条,环焊缝不得多于两条。5.4.3 钢瓶封头的形状应为椭圆形见图la汀,碟形见图1b)J或半球形,椭困形和碟形封头的直边高度h规定如下:a) 当名义壁厚5n8mm时,直边高度h二三25mm; b) 当名义壁厚5n8mm时,直边高度h二三40mmo 4 a) 11, ?:-o. 2lJ, N 3 、吨h h、b) R,D,
14、 r二三O.lD,图15.4.4 对于盛装溶解乙快气体且公称容积不大于25L钢瓶,可采用凸面承压封头。5.5 钢瓶主体壁厚计算5.5.1 筒体设计壁厚51按公式(1)计算,并向上圆整,保留一位小数。5 , = _ PhDi 2R eL 1 n 丁7了rh式中,焊缝系数#规定如下:a) 当采用焊缝系数1=1.0时,钢瓶的每条对接焊缝均应进行100%射线检测;b) 当采用焊缝系数1=0.9时,对钢瓶进行局部射线检测。焊缝射线透照的方法及检测要求按5.13.2的规定。5.5.2 封头设计壁厚乌按公式(2)计算,并向上困整,保留一位小数。52 =51 K 式中:51 当1=1.0时按公式(1)计算出的
15、51值;GB 5100-2011 N 己rd . ( 1 ) . ( 2 ) K. 封头形状系数,对标准椭圆封头(Hi=0. 25D;) ,K二-1,其他封头由图2(适用于比值HjDi在o.200. 25之间)、图3(适用于比值HjDi在o.250. 50之间)查出。5 GB 5100-20门K Sz/IJ, 1. 5 1. 4 1. 3 1. 2 1. 1 0.205 0.21 0.215 0.22 0.225 0.23 0.235 0.24 0.245 0.25 ,/1引图26 GB 5100-20门K nu I 一一队飞队 1 队 队1-、. 卜DJn- llll o. 95 0.9 0
16、.85 0.8 O. 75 O. 7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 I古/1);图35.5.3 筒体设计壁厚矶和封头设计壁厚良的最小值应满足以下的规定:当D;200100 土42 1 2 寸5100700 土63 2 3 -3 -700 土94 3 4 5.16.3 封头实测最小壁厚不得小于封头设计壁厚与腐蚀裕量之和;对于不含钢印的封头曲面部分,其值不得小于封头设计壁厚值的O.9倍与腐蚀裕量之和。5.16.4 封头直边部分不得存在纵向皱折。5. 17 未注公差尺寸的极限偏差未注公差线性尺寸的极限偏差按GB/T1804的规定,具体
17、要求如下:a) 机械加工件不低于m级;b) 非机械加工件不低于v级。C O.8/), /), /), i 图75.18 组装5. 18. 1 钢瓶的各零件在组装前,均应经检查合格,且不准进行强力组装。5. 18.2 封头与简体对接环焊缝的对口错边量b和棱角高度E不得超过表6的规定,检查尺的长度应不小于300mmo 表6单位为毫米钢瓶主体名义壁厚5n对口错边盐b棱角高度E10 0.105 + 1 11 GB 5100-2011 5. 18.3 开钢瓶由两部分组成时,因柱形简体部分的直线度允差应不大于其长度的千分之二。5. 18.4 附件的组装店符合图样的规定。5. 19 表面质呈钢瓶外表面应光滑
18、,不得有裂纹、重皮、夹杂和深度超过0.5mm的凹坑、划伤、腐蚀等缺陷,否则应进行修磨,修磨处JN.圆滑,其壁厚不得小于设计壁厚与腐蚀裕量之和。5.20 热处理5.20.1 钢瓶瓶体在全部焊接完成并检验合格后,必须进行整体正火或消除应力的热处理,不允许局部热处理。不应采用感应加热炉进行热处理。5.20.2 热处理应严格按工艺执行,并具备自动记录装置。5.20.3 热处理结果应记入产品质量证明书。5.21 容积和重量5. 21. 1 钢瓶的实测水容积应不小于其公称容积。对于公称容积大于150L的钢瓶,其实测容积可用公称容积代替,但不得有负偏差。5.2 1. 2 钢瓶制造完毕后应逐只进行净重的测定。
19、5.22 水压试验和气密性试验5.22.1 钢瓶水压试验应在热处理后进行。水压试验压力按4.2确定。在水压试验压力下保压时间对公称容积小于或等于150L的钢瓶至少为30s,对公称容积大于150L的钢瓶为1min3 min,并使瓶体充分膨胀。观察钢瓶不得有宏观变形、渗漏,压力表不允许有回降现象。试验完毕后立即把水放净,并进行干燥处理。5.22.2 钢瓶气密性试验必须在水压试验合格后进行。低压液化气钢瓶的气密性试验压力为公称工作压力,榕解乙快气钢瓶的气密性试验压力为3MPao在试验压力下保压1min3 min,被试钢瓶不得有泄漏现象。5.22.3 如果在7j(H试验和气密性试验中发现焊缝t有泄漏,
20、口J按5.11的规定进行返修。钢瓶焊缝进行返修后,应重新进行,黑体热处理。5.22.4 焊缝属下列情况的返修,可不必重新热处理。a) 针孔泄漏;b) 返修长度未超过25mm; c) 同一焊缝的返修不多于两处,且两处相距不小于75mmo 5.22.5 焊缝返修后,按5.22.1和5.22. 2的规定,重新进行水压试验和气密性试验。5.23 力学性能试验、爆破试验和疲劳试验5.23.1 对公称容积小于或等于150L的钢瓶,应按批在热处理后抽取样瓶进行力学性能试验和爆破试验。试验用钢瓶必须是经射线检测和逐只检查合格且未经水压试验的钢瓶。5.23.2 对公称容积大于150L的钢瓶,可按批制备产品焊接试
21、板进行力学性能试验。5.23.3 在钢瓶瓶体上进行力学性能试验时,对于由两部分组成的钢瓶,试验取样部位按图8。对于由兰部分组成的钢瓶,试样取样部位按罔9。对于封头r面承压的钢瓶,试验取样部位按图1005.23.4 采用产iA焊接试板进行力学性能试验时,产品焊接试板应和带试板的钢瓶在同一块钢板(或同-炉批钢板)上F料,作为该钢瓶纵焊缝的延长部分,与纵焊缝起焊成,并与该钢瓶问A炉热处理。试板应打上该钢瓶的瓶号和焊工代号钢印。试板上的焊缝应进行外观检查和100%的射线检测,并符合, 5. 12和5.13的规定,焊接试板上,其试样的取样位置按图1105.23.5 试样截面的焊缝断口不得有裂纹、未熔合、
22、未焊透、夹渣和气孔等缺陷。注:X表示焊缝。注:X表示焊缝。1件横向面弯试样1件拉jJ试样1件横向n弯试样11i拉力试样l件横向而弯试样1伺横向n弯试样l件横向而穹试样1件拉力试样1件横向11弯试样图8A A l件技力试样图9A 向11千拉jJ试样A Jfl 1件拉力试样GB 5100-2011 13 GB 5100-2011 Jf中拉力试作/ / ll l 、,、注:X表示焊缝。 图10单位为毫米I I 4 2 2 4 DUNA ?400 说明:拉力试样;2一弯曲试样;3 冲击试样;4 舍弃部分。图115.23.6 力学性能试验结果应符合如下规定:a) 钢瓶主体母材的实测抗拉强度Rma不得小J
23、二母材标准规定值的下限,伸长率A不小于表7的规定。对于封头凸面承压的钢瓶,其主体母材的实测抗拉强度Rma可按制造r-的保证值规定,其值应在钢瓶设计图样中注明。14 G 5100-2011 表7实测抗拉强度Rm钢瓶主体名义壁j享5n一-7T主三410MPa I 110 MPa:;三520MPa I 520 MPa m口1A/.% 110 r-容积变形率/.% 20 5 l 11 10 d) 瓶体破裂不应产生碎片,爆破口不应发生在封头上(只有一条环焊缝、L2D。的钢瓶除外)、纵焊缝及其熔合线上、环焊缝上(垂直于环焊缝除外)。e) 瓶体的爆破口应为塑性断口,即断口上应有明显的剪切唇,但没有明显的金属
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