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1、中华人民共和国国家标准 汽车用压缩天然气钢瓶GB172581998 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 1620MPa(本标准压力均指表压) ，公称容积为 30120L，工作温度为5060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，第标准立方米水份含量不超过
2、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方，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，所示牌本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探会使用下列标准最新版本的可能性。GB22284钢的化学分析用试样取样汉及成品化学成分允许偏差GB223.181钢铁及合金中碳量的测定GB223.281钢铁及合金中硫量的测定GB223.388钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷钼酸重量法测定磷量GB223.488钢铁及合金化学分析方法硝酸铵氧化容量法测定锰量GB223.588钢
3、铁及合金化学分析方法*酸硫酸亚铁硅钼蓝光度法测定硅量GB/T223.694钢铁及合金化学分析方法中和滴定法测定硼量GB223.781钢铁及狐粉中铁量的测定GB22487钢的脱碳层探度测定法GB22691钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB22887金属拉伸试验法GB/T22994金属夏比缺口冲击试验方法GB23091金属洛氏硬度试验方法GB23191金属布氏硬度试验方法GB23288金属弯曲试验方法GB197980结构钢低倍组织缺陷评级图GB577786焊接接头拉伸试验方法GB639786金属拉伸试验试样GB714486气瓶颜色标记GB816387输送流体用无缝钢管GB83351998气瓶专用螺纹
4、GB83361998气瓶专用螺纹量规GB/T92511997气瓶水压试验方法GB925288气瓶疲劳试验方法GB/T1260690钢管及圆钢棒的漏磁探伤方法GB1213789气瓶气密性试验方法GB/T1329891金属显微组织检验方法GB/T1329991钢的显微组织评定方法GB/T1344092无缝气瓶压扁试验方法GB/T1344792无缝气瓶用钢坯GB1538594气瓶水压爆破试验法JB473094压力容器无损检测YB/T514893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
5、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D0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，
6、L；a0弧形扁试样的原始厚度，mm；b0扁试样的原始宽度，mm；D破口环向撕裂宽度， mm；L0试样原始标距，mm；ak冲击韧性值，J/cm2；5伸长率，%；e瓶体材料热处理后的屈服变力保证值，N/mm2 ；ea屈服应力实测值，N/mm2；b瓶体材料热处理后的抗拉强度保证值，N/mm2 ；ba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力 16MPa 或 20MPa。公称水容积和公称外径一般应符合表 1 的规定。4.3钢瓶型号由以下部分组成型号示例：公称工作压力 20MPa，公称水容积 56L，公称外径为 229，结构型式为
7、 A的钢瓶，其型号标记为：“CNP2060229A” 。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 GB22284 中表 2 的规定。5.2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)不允许有白点、残余缩孔、分层、气泡、异物和零部件
8、杂；)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/T1260GB/T12606 进行，合格级别为 C5 或 N5。5.4设计5.4.1一般规定5.4.1.1钢瓶的设计所依据的内压力应力水压试验压力。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
9、不应大于880N/mm25.4.2筒体设计壁厚按式(1)计算：同时应满足式(2)的要求：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：r0.075D0；H/D00.22；或 H/D00.40S11.5S；S1 SS21.5S；S2 S5.4.3.3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 26)S；S2(1 8 22)S；S3(2 0 28)S；r(0 07009)D0 ；H(013
10、016)D0 ；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，且保证在随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，型式应为爆破牌 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 1005，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
11、.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 25 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
12、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、皱褶、凸瘤氧化皮；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不准在没有添加剂的水中淬火，以水加添加剂作为淬火介质时，瓶体在介质中的冷却速度应不大于在 20水中冷却速度的 80%。5.5.2.4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
13、技术指标验证6.1.1化学成分：应以材料的炉罐号按 GB222 和 GB223 执行。6.1.2低倍组织：应以材料的断罐号按 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取样a)取样部位见图 3 所示；b)试样应从筒体中部纵向截取，采用实物扁试样；c)取亲戚数量：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。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
14、)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；D) 拉伸试验方法按 GB228 执行。6.3.3冲击试验a)规定以 3mm10mm55mm 或 5mm10mm55mm 带有型缺口的试样作为标准试样；b)试样的形状尺寸及偏差应按 GB/T229 执行；c)冲击试验方法按 GB/T229 执行；6.3.4冷弯试验a)试样截取的部位见图 3，圆环应从拉伸试样的瓶体上用机械方法横向截取；b)圆环的宽度应为瓶体壁厚的 4 倍，且不小于 25mm，将其等分成四条，任取一块试样时行侧面加工，其表面粗糙度不低于 12.5，圆角半径不大于 2mm;c)试样制作和冷弯试验方法按
15、 GB232 执行，试样按图 5 进行弯曲。6.3.5压扁试验压扁试验应按 GB13440 执行。a)将瓶体的中部放进垂直于瓶体轴线的两个顶角为 60、半径为 13mm 的压头中间，以 2050mm/miN 的速度对瓶体施加压力，在负荷作用下测量压头间距 T；b)压头的长度应不小于瓶体已经压扁的宽度，见图 6。6.4硬度测定应按 GB230 或 GB231 执行。6.5金相试验a)金相试样应从位伸试验的瓶体上截取，试样的制备、尺寸和方法应按 GB/T13298 执行；b)晶粒度按 YB/T5148 执行；c)脱碳层深度按 GB224 执行；D) 带状组织和魏氏组织的评定按 GB/T13299 执行。6.6端部解剖6.6.1端部解剖图 2，b)、 c)、D)试样应从拉伸试验的瓶体上截取，试样的剖面应在瓶体的轴线上。6.6.2试样的高度尺寸应保证留有瓶体端部过渡段以上的筒体部分。6.6.3检查方法按 GB226 执行。6.7无损探伤按 JB4730 执行。6.8用目测和符合 GB/T8336 的标准塞规检查瓶田内螺纹。6.9爆破试验爆破试验按 GB15385 执行。a)管路中不得存有气体；b)升压速度
