GB 17258-1998 汽车用压缩天然气钢瓶.pdf

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1、GB 17258一1998前言本标准是在原机械电子部通用机械行业内部标准JB/TQ814-89(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/TQ814-89的重要改动如下:取消了公称工作压力25MPa这档g增大了容积系列及直径系列;材料取消锤钢，一律用铅铝钢p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，GB5099(钢质无缝气瓶h美国联邦规程第49章571.304(压缩天然气燃料容器规范)(Compressednatural gas luel container integrity) (1996年)及ISO/

2、CD11439(车用高压天然气瓶)(Highpressure cylinders lor the on-board storage 01 natural gas as a luel lor 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z秋长签、吴如元。141 1 范磁中华人民共和国国家标准汽车用压缩天然气钢瓶Steel cylinders for the on-board of compressed 戳aturalgas as a fuel for v

3、ehicles GB 17258-1998 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1620MPa(本标准压力均指表压)，公称容积为30120 L.工作温定为50.C伺的钢瓶。按本标准制造的锵瓶，只允许充辈辈符合有关标准的，豆经脱水、脱硫和脱轻?由处理后，每标准立方米水份f营造不超过8mg和硫化氢含量毫不超过20mg的作为燃料的天然气。本标准不适用于压缩天然气充气姑用的贮气钢瓶，也不适用于复合材料气瓶。2 主1Jf:!标准下如j标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本

4、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 钢的化学分析用试佯取样法及成品化学成分允许偏差GB 223. 1-81 然铁及含金中在费量部测定GB 223. 2-81 钢铁及合金中硫蜜的测定G日223.3-88 钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烧磷铅酸重量法测定磷量GB 223.4-88 钢铁及合金化学分析方法硝酸锻氧化容量法测定锺量GB 223.5 88 钢铁及含金化学分析方法草酸也硫酸亚铁硅销篮光度法测定磁盘GB/丁223.岳-94镇铁及含金化学分析方法中牵挂满定法普普哥哥量GB 223. 7-81

5、 含金及铁粉中铁量的测定G巳224-87销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 金骂骂狡神试验法G日jT229-94 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 5!Jl革布氏硬度试验方法GB 232-88 金题弯曲试验方法GB 1979-80 级构锅低倍组织缺陷评级00GB 5777-86 光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 8163-87 输送流体用无络铜管国家技术监督局19创-03 -20批准142 1998-10-01实施 GB 172

6、58-1998 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 15385-9生气瓶水压爆破试验方法JB 4730-94 压力容器无损检测YB/T 5148一佣金属平均品位度测定方法3 术语和符号本标

7、准采用下列定义。3- 1 公称工作压力钢瓶在基准温度(20C)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D。一钢瓶筒体外径，mm;D, 冷弯试验弯心直径，mm;H，r，队，S2，83-端部结构尺寸，mm;Ph-一水压试验压力，MPa

8、;P，-爆破试验过程中屈服压力，MPa;S一一钢瓶筒体设计壁厚，mm;S，-钢瓶简体实测平均壁厚，mm;T一一压扁试验压头间距，mmjV一一公称水容积，L，ao-弧形扁试样的原始厚度，mm;b。一扁试样的原始宽度，mm;d一一破口环向撕裂宽度，mmj10-一试样原始标距，mm;a，-冲击韧性值，J/cm2; 8，-伸长率，%;143 GB 17258-1998 e一一瓶体材料热处理后的屈服应力保证值，N/mm2; h 屈服应力实测值，N/mm勺b 瓶体材料热处理后的抗拉强度保证值，N/mm2j h 抗拉强度的实测值，N/mm204 型式和参数4. 1 钢瓶瓶体结构一般应符合图l所示型式。图l钢

9、瓶瓶体结构型式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。项目公称水容积VL 公称外径D.mm 4. 3 钢瓶型号由以下部分组成2CNP口口-口口表1钢瓶的水容积和外径数30 40 80 90 219 229 267 273 值50 60 70 100 120 232 245 335 425 型式A或B或C公称外径，mm公称水容积，L公称工作压力，MPa汽车用压缩天然气钢瓶咽式A型式B型式C允许偏差，%+5 。士1型号示例:公称工作压力为20MPa，公称水容和、为60L，公称外径为229，结构型式为A的钢瓶，其型号标记为CNP20-60-2

10、29A。144 GB 17258 -1998 5 技术要求5. 1 瓶体材料一般规定5. ,. 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 钢种应选用优质铅锢钢。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GB222-84中表2的规定。表2瓶体材料化学成分% C Si Mn Cr Mo S P S十PCu 0.40 O. 170. 37 O. 400. 70 O.

11、 80L 10 O. 15O. 25 0.035 0.030 0.055 运0.0205. 2钢坯5.2. 1 钢坯的形状尺寸和允许偏差应符合GB13447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GB8163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GB5777或GB/T12606进行，合格级别为C5或N5，5.4 设计5. 4. 1 一般规定5. 4. ,. 1 钢瓶的设计所

12、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880N/mm2。5.4.2 筒体设计壁厚按式(1)计算gl i -P-P -qd-Aa ; -tiEAU -一+-q= -qo-q ; 町i-ti町，/寸/; - I l a-Z QU ( 1 ) 同时应满足式(幻的要求S? !?: + 1 250 ( 2 ) 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)J ; b)半

13、球形见图2b)J;c)碟形见图2c)J;d)凹形见图2d门。145 GB 17258-1998 b) .) 图25.4. 3- 2 碟形端部结构应满足下列要求:二三0.075Do H / Do?;O. 22，或H/D。二三0.40SI注1.5S，S1二SS2注1.5S，S，二到出端部结构型式图过植段d) 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。S, = (2. 02. 6)S , S2= (1. 82. 2)S, S3= (2. 02. 8)S , r= (0. 070. 09)Do H = (0. 130. 16)D

14、o。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P，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e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绑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，允许偏差为士5%。易熔塞的动作温度为100C土5.C，其排放面积必须使钢瓶能通过7.13.2条规定的火烧

15、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、P，(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25个螺距螺纹。5. 5 制造5. 5. 1 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。146 GB 17258-1998 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

16、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$瓶体端部内表面不应有肉眼可见的凹孔、皱裙、凸瘤和氧化皮g端部的缺陷允许清除，但必须保证端部设计厚度$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 淳火温度不应大于930C.回火温度不应小于538C。5.5.2.3 不准在没有添加剂的水中瘁火，以水加添加剂作为桦火介质时，瓶体在介质中的冷却速度应不大于在20C水中冷却速度的80%。5.5

17、.2.4 瓶体热处理后应逐只进行硬度测定和无损检测。6 试验方法6. 1 瓶体材料技术指标验证6. 1. 1 化学成分s应以材料的炉罐号按GB222和GB223执行。6. 1. 2 低倍组织z应以材料的炉罐号按GB226进行，低倍组织的评定应符合GB1979的规定。6.2 瓶体制造公差应用标准的或专用的量具样板进行检查，应用测厚仪检查瓶体厚度，用专用工具对瓶体内外表面进行修磨。6.3 瓶体热处理后各项性能指标测定6. 3. 1 取祥a)取样部位见图3所示;b)试样应从简体中部纵向截取，采用实物扁试样;c)取样数量z拉伸试验试样不少于2个，冲击试验试样不少于3个，冷弯试验试样不少于4个。冲击试样

18、。块扁抗拉试样(2块峙弯试验(4块)图3试验取样部位图6. 3. 2 拉伸试验a)拉伸试验的测定项目应包括:抗拉强度、屈服应力、伸长率$b)拉伸试样制备形状见图4.c)拉伸试样形状尺寸的一般要求按GB6397执行gd)拉伸试验方法按GB228执行。147 GB 17258-1998 。685784 55.。65.。580-685 4Sao 6Sw 784-880 65曲75.。7, 7 金榕组织检查7, 7. 1 瓶体组织体应呈回火索氏体。7. J. 2 瓶体的脱碳层深度，外壁不得超过0.3mm;内壁不得超过0，25mm。7. J. 3 端部E图2，川、c)、d)J解剖辈辈酸蚀后，断酣试捧上不

19、得有肉眼可见的缩孔、气泡、未熔合、裂缝、夹杂物或臼点，旦满足5.4.3条要求。, 8水压试验7.8.1 按5.4.1.1条及6，10条要求进行水压试验，在保压1min内，压力表指针不得回降，容积残余150 GB 17258-1998 变形率不得大于3%，瓶体泄漏或明显变形即为不合格。7.8.2 水压试验后，钢瓶内部应烘干。7.9 气密试验7.9. 1 气密试验压力为公称工作压力。7.9.2 试验时瓶体出现泄漏，即为不合格。确因装配不紧而引起瓶口泄漏，允许返修后重做试验。7.10 爆破试验. 10. 1 实际爆破压力不得小于公称工作压力的2.4倍。7.10.2 实测爆破试验中瓶体塑性变形的压力应

20、大于等于0.77Ph。7. 10. 3 实测屈服压力与爆破压力的比值，应与瓶体材料实测屈服应力与抗拉强度的比值相接近。7. 10. 4 瓶体爆破后应无碎片，破口必须在筒体上。瓶体上的破口形状与尺寸应符合图7的规定。7.10.5 瓶体主破口应为塑性断裂，即断口边缘应有明显的剪切唇，断口上不得有明显的金属缺陷$破口裂缝不得引伸超过瓶肩离度的20%。dD/4 图7破口形状与尺寸示意图7. 11 无损探伤瓶体热处理后应进行无损探伤，无损探伤应使用磁粉检测(A型高灵敏度试片)或超声检测的方法，不得有裂纹或裂纹性缺陷，按B4730，合格标准均为I级.7.12 出厂检验7.12.1 逐只检验凡出厂的钢瓶，应

21、按表5规定项目进行逐只检验e7.12.2 批量检验凡出厂的钢瓶，应按表5规定项目进行批量检验。7.12.3 抽样规则按5.5.1.3的要求，从中随机抽出三只钢瓶进行各项性能测定。7.12.4 复验规则a)若对抽样瓶体测定的试验结果不符合规定要求时，应对不合格项目进行加倍复验;若复验结果符合规定，认为合格，若复验仍不合格，允许该批钢瓶重新热处理$b)经重复热处理的该批钢瓶，应作为新批对待并应重新进行批量检验50在质量检验记录中，应写明重复热处理的钢瓶编号、原因及结论gd)重复热处理次数不得多于两次。7.13 型式试验钢瓶制造厂凡遇下列情况之一者，即须进行型式试验。a)制造厂新设计的钢瓶;b)制造

22、厂因改变原制造工艺而生产的钢瓶gd改变瓶体材料牌号而生产的钢瓶g151 GB 17258-1998 d)变更瓶体直径和设计壁厚生产的钢瓶ge)变更热处理方式而生产的钢瓶，f)变更最小屈服应力保证值超过60N/mm2而生产的钢瓶。7. 13. 1 型式试验项目按表5规定。表5检验项目表出厂检验序号检验项目试验方法遂只检验批量检验1 瓶体壁厚6. 2条v 2 瓶体制造公差6. 2条v 3 瓶体内、外观6. 2条v 4 拉伸试验6. 3. 2条、J5 冲击试验6. 3. 2条v 6 冷弯试验6. 3. 3条、J7 压扁试验6. 3. 3条v 8 硬度测定6. 4条、J9 金相组织6. 5条、/10

23、端部解剖6. 6条、J11 无损探伤6. 7条、J12 瓶口内螺纹6.8条、J13 水压试验6. 10条、J14 气密性试验6. 11条、/15 爆破试验6. 9条、/16 疲劳循环试验6. 12条17 火烧试验7. 13.2条18 爆炸冲击试验7.13.3条7. 13- 2 火烧试验7. 13. 2.1 试验装置型式试验判定依据、J7. 1. 1条、J7.1条、/7. 2条、/7. 4条7 _ 4 在、/7.6条v 7.6条、/7.5条、/7.7条、/7.7. H在、J7. 11条 7. 3条v 7. 8条、J7.9条、/7. 10条、/7.13.4.2条、/7. 13. 2条v 7. 13

24、. 3条钢瓶充装压缩天然气至公称工作压力，将瓶体水平架起，燃烧装置长1650 mm，与钢瓶对中，放在钢瓶下侧约100mm处。为防止火焰直接触及瓶阀、连接件和安全装置，应使用金属护板且金属护板不应与上述部件直接接触。燃烧装置应使规定的试验温度持续时间不小于30mino三个热电偶固定在钢瓶的下侧部，彼此间隔不大于O.75 m，应使用金属护板防止火焰直接触及热电偶。7. 13- 2.2 试验方法点火后，火焰应环绕钢瓶整个环向;点火后5min内，所有热电偶应显示不低于650.C并持续保持不低于650.C的温度。7. 13. 2.3 合格标准钢瓶达到下列结果之一为合格:经30min火烧试验不爆破或安全装

25、宣泄放。但若安全装置在点火后5min内泄放，则应继续火烧试验至少5min。7. 13. 3 爆炸冲击试验7.13.3.1 试验方法152 GB 17258-1998 钢瓶充装压缩天然气至公称工作压力，将钢瓶水平放置地面，在钢瓶中部上表面上放置200克左右硝胶炸药，然后引爆。7. 13. 3.2 合格标准钢瓶应不破裂，测量凹坑深度应不小于5mm为合格。7. 13. 4 循环疲劳试验7. 13. 4.1 试验方法按6.12执行。7. 13. 4.2 合格标准为钢瓶承受12000次循环，不破坏为合格。7. 13. 5 抽样规则7. 13. 5.1 凡表5中规定的逐只检查的项目，都应按项目逐只检验。7

26、.13.5.2 凡表5中规定的批量检验的项目，每批的抽样数不少于3只进行检验。7. 13. 5.3 钢瓶制造厂应另抽取对试验目的有代表性的钢瓶5只，其中3只进行疲劳试验.1只进行爆炸冲击试验.1只进行火烧试验。7. 13. 6 若按7.13条进行的型式试验不合格，则不得投入批量生产，不得投入使用。8 标志、涂敷、包装、储存8. 1 标志8. 1. 1 钢印标记8. 1- 1.1 每个钢瓶一般应在瓶肩上按图8所示项目、位置打钢印标记。1 9 xxx 叮.、hv av-。、4QAV A明Y97.6 8 0 制造厂检验标记d钢瓶制造厂许可证号，2钢瓶编号，3水压试验压力.MPa;4一公称工作压力.M

27、Pa;5 实测重量.kg;6一实测容积.L;7 瓶体设计壁厚.mm;8一制造年月，9一安全监察部门的监检标记;10盛装介质名称或化学分于式图8钢瓶钢印标记示意图8.1.1.2 钢瓶上钢印标记也可在瓶肩部沿圆周线排列，各项目的排列可不按图8中的指引号顺序，但项目不可缺少。8.1.1.3 钢印必须明显、完整、清晰。8. 1- 1.4 钢印字体高度不小于8mm，钢印字体深度为O.30. 5 mm。8.1.1.5 容积和瓶重的钢印标记应保留一位小数。例如:容积或瓶重的实测值100.675 容积应表示为100.6 瓶重应表示为100.7 8. 1.2 颜色标记153 GB 17258一1998然凝重要色

28、为棕色，学捧为天然气，字色白色，其他参照GB7144执行。8.2 涂敷8. 2. 1 钢瓶在涂敷前股清除其表面油污、锈蚀等杂物，且在干燥的条件下方可涂嗷。8.2.2 涂层应均匀牢固，不应有气池、漆痕、龟裂纹和剥落等缺陷。8.3包装8.3.1 根据用户的事要求，然不带瓶在理出厂，那瓶口应采取可靠措施加以密封，以防止1占污。出厂对!iH吉捆装、袋装或散装。8.4 运输8.4. 1 钢瓶的运输成符合运输部门的规定。8.4.2钢瓶在运输秘装部过程中，J!i.防止碰撞、受潮和损坏黯件。8.5储存8. 5. 1 钢瓶应分类存放整齐。如采取堆放，贝应限制高度防止受损。8.5.2 钢瓶出厂前如储存6个月以上，

29、则应采取可靠的防潮措施。2安装钢瓶的安装和使用应符合相应的有关国家什于Jlk)标准及气瓶安念监察有关规定。10 产品合格证和批最险验质量证明书10.1 I革厂的每只钢瓶均应附有产品合格证，豆f室内姆户提供使用说碗书。10.2 对出厂合格证的姿求a)钢瓶制造厂t称gb)钢瓶编号;c)水压试验压力3d)公称工作压力;e)气密性试验压力$f)材料牌号及其化学成分和机械性能、热处理府工厂保证值pg)热处理状态sh)在苦体设计辈革竟在9。实际重量(不包括瓶阀、瓶帽和防震圈hj)实际水容积3k)出厂检验标记，1)吉普逢年、另事m)产品执行的标准$n)钢瓶制造厂生产许可证号。10.3 出厂合格证应用透明塑料

30、袋磁装，并固定于瓶阀或瓶幅上，10. 4 i:I:l厂的每批钢瓶均应黝有批锺检验质量证明咎。该批钢瓶有一个以上用户时，所有用户均应有批量检骏质量证碗书的复印件。10.5 批量检验质黛证明书的内容成包括本标准规定的批量检验项段。10.6 制造厂应妥善保存钢瓶的检验记录和批量检验质量证明书的复印件(或IE本)，保存时间成不少于7年。154 GB 17258-1998 费苦袋A (标准的附录)汽车用应缩天然气钢瓶批量检验质量证明书告理深名称盛装介质图号制造许可证编号一一一本批钢瓶共唁骂王合格钢瓶中不包括下列瓶号z生产批底郁结构只，编号从号到号1.主要技术数据公称容积公称直径设计最小壁厚一Z主体材料化

31、学成分t%L 公称工作压力水压试验压力气密性试验压力mm aaa PPP MMM 口1m编号膊号C Mn Si s P Mo Cr Cu E自家标准规定值3.热处理方法热处理热处理介E贯一4。机械性能试验工厂取用的最小屈服应力值N/mm2 a . M , a.( -50C) 冷哥哥试验瓶号问/础mN/mm % % J/cm2 (180) 5.金栩检查品坡度带状魏;2是毅然，rnm夹杂物级统织级级)级外壁内璧硫化物氧化物6底中心解剖检查销构形状尺寸符合阁纸要求，低倍组织合格。7.爆破试验瓶号爆破压力8. E豆腐试验结果E罢搬运力-m hdpa 实测主主强比MP:to爆破口为塑性变形.无碎片，破口形状符合标准要求。155 GB 17258 1998 材料强度四点壁厚平均壁厚压头距离受压吨位受压速度试验编号二主N/mm2(A.B.C.Dl (A十B+C+DlkN mm/min 结果4 mm 经检查和试验符合GB17258-1998标准的要求，是合格产品。监督检验单位确认制造厂检验专用章监督检验员检验科长年月日年月日156