钢质无缝气瓶GB 5099－ 94 国家技术监督局1994－ 12－ 26 批准1995－ 08－ 01 实施1 主题内容与适用范围 本标准规定了钢质无缝气瓶(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8～30MPa，公称容积为0． 4～80L，用于盛 装永久气体或高压液化气体的可重复充气的移动式钢瓶一般地区钢瓶的使用环境温度为－20～ 60℃，寒冷地区的使用环境温度为－40～60℃ 本标准不适用于盛装溶解气体、吸附气体的钢瓶， 灭火用的钢瓶以及运输工具上和机器设备上附属的瓶式压力容器2 引用标准 GB 222 钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差 GB 223．1～223．7 钢铁及合金化学分析方法 GB 224 钢的脱碳层深度测定法 GB 226 钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法GB 228 金属拉伸试验方法 GB 230 金属洛氏硬度试验方法 GB 231 金属布氏硬度试验方法 GB 232 金属弯曲试验方法GB 1979 结构钢低倍组织缺陷评级图 GB 2106 金属夏比 (V 型缺口 )冲击试验方法GB 3077 合金结构钢技术条件 GB 4159 金属低温夏比冲击试验方法 GB 5777 无缝钢管超声波探伤方法 GB 6394 金属平均晶粒度测定方法 GB 7144 气瓶颜色标记 GB 8163 输送流体用无缝钢管 GB 8335 气瓶专用螺纹 GB 9251 气瓶水压试验方法GB 9252 气瓶疲劳试验方法 GB 12137 气瓶气密性试验方法 GB／T 13005 气瓶术语 GB／T 13298 金属显微组织检验方法GB／T 13299 钢的显微组织评定方法 GB 13440 无缝气瓶压扁试验方法 GB 13447 无缝气瓶用钢坯 GB 15385 气瓶水压爆破试验方法3 技术术语和符号 3．1 永久气体：临界温度小于－10℃的气体； 高压液化气体：临界温度大于或等于－10℃，且小于或等于70℃。
3．2 公称工作压力： 对于盛装永久气体的钢瓶，系指在基准温度时(一般为 20℃)所盛装气 体的限定充装压力；对于盛装高压液化气体的钢瓶，系指温度为60℃时瓶内气体压力的上 限值3．3 许用压力：钢瓶在充装、使用、储运过程中允许承受的最高压力 3．4 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3．5 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所限定的数量3．6 设计应力系数：瓶体材料屈服应力设计取值与水压试验压力下筒体当量应力之比 3．7 充装系数：标准规定的钢瓶单位水容积允许充装的最大气体重量 3．8 应力集中系数：瓶体的薄膜应力与局部最大应力的比值 3．9 符号： CM 淬火后回火用铬钼钢或其它合金钢种；D0钢瓶筒体外径，mm； Df冷弯试验弯心直径，mm； F 设计应力系数(见 5．2． 4)；Mn 正火或正火后回火用碳锰钢种； MnH 淬火后回火用碳锰钢种； Pb 爆破压力计算值，MPa；Pba 爆破压力实测值，MPa； 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； Sa 钢瓶筒体实测最小壁厚，mm； Sao 钢瓶筒体实测平均壁厚，mm； T 压扁试验压头间距，mm；a 弧形扁试样的原始厚度，mm； b 扁试样的原始宽度，mm； d1、d2破口环向撕裂长度，mm； l 试样原始标记，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 钢瓶型式和参数 4．1 钢瓶瓶体一般应符合图1 所示的型式 凹形底及带底座凸形底的钢瓶典型结构及主要 附件见图2 4．2 钢瓶的公称容积和外径一般应符合表1 的规定4．3 常用瓶装气体的公称工作压力和充装系数见表2图 1 钢瓶瓶体型式图 2 凹形底和带底座凸形底钢瓶的典型结构表 1 钢瓶的公称容积和外径类别公称容积L 水容积允许偏差％外径 Do mm 允许偏差％小容积0.4 +20 -0 60，70 +1.25 -2.00 0.7 70 1.0 89 1.4 2.0 89，108 2.5 +10 -0 108，120，140 3.2 120，140 4.0 5.0 6.3 7.0 140，152 8.0 9.0 10.0 152，159 12.0 152，159，178，180 中容积20.0 +5 -0 203，219 ±1.25 25.0 32.0 36.0 38.0 219，229，232 40.0 45.0 50.0 63.0 245，267，273 70.0 80.0 表 2 常用瓶装气体公称工作压力及充装系数气体类别气体名称化学式公称工作压力MPa 充装系数kg／L 永久气体氧、氮、氢或其他O2、N2、H230 20 15 高压液化气体二氧化碳CO220 15 0.74 0.60 氧化亚氮N2O 15 12.5 0.62 0.52 乙烷C2H6(CH3CH3) 20 15 12.5 0.37 0.34 0.31 乙烯C2H4(CH2=CH2) 20 15 12.5 0.34 0.28 0.24 氙Xe 12.5 1.23 六氟化硫SF612.5 8 1.33 1.17 氯化氢HCl 12.5 0.57 三氟氯化烷CF3Cl 12.5 8 0.94 0.73 三氟甲烷CHF312.5 0.76 六氟乙烷C2F6(CF3CF3) 12.5 8 1.06 0.83 偏二氟乙烯C2H2F2(CH2=CF2) 12.5 8 0.66 0.46 氟乙烯C2H3F (CH2=CHF) 12.5 8 0.54 0.47 三氟溴甲烷CF3Br 12.5 8 1.45 1.33 5 技术要求 5．1 瓶体材料一般规定 5．1．1 必须采用碱性平炉、电炉或吹氧碱性转炉冶炼的无时效性镇静钢。
5．1．2 制造钢瓶的钢种必须经国家或国际有关部门鉴定认可，应选用优质锰钢、铬钼钢 或其他合金钢5．1．3 制造钢瓶的材料，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 钢瓶的瓶体材料，应具有良好的冲击性能 5．1．5 钢瓶瓶体材料的化学成分限定见表3，化学成分允许偏差应符合GB 222 中表 2 的 规定表 3 钢瓶瓶体材料化学成分钢种成分，％碳锰钢铬钼钢或其他合金钢Mn MnH CM C max0.40 max0.40 0.26~0.34 0.32~0.40 Mn 1.40~1.75 max1.70 0.40~0.70 0.40~0.70 Si max0.37 max0.37 0.17~0.37 0.17~0.37 S max0.030 max0.035 max0.035 max0.035 P max0.35 max0.035 max0.030 max0.030 S+P max0.06 max0.06 max0.055 max0.055 V max0.12 Cr 0.80~1.10 0.80~1.10 Mo 0.15~0.25 0.15~0.25 采用热处理方式正火或正火后回火淬火后回火5．1．6 制造小容积的钢瓶若选用正火处理方法，可选用碳钢材料，若选用调质处理，可 选用合金钢材料。
5．1．7 初轧坯或钢坯5．1．7．1 钢坯的形状尺寸和允许偏差应符合GB 13447 的有关规定 5．1．7．2 低倍组织 a．不允许白点、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5．1．8 无缝钢管 5．1．8．1 钢管的外形和内外表面质量应不低于GB 8163 的规定5．1．8．2 钢管的壁厚偏差不应超过公称壁厚的%15%105．1．8．3 钢管如钢厂已探伤，制造厂可在同一批钢管中抽查10％；如钢厂未逐根探伤， 气瓶制造厂则应逐根探伤，探伤合格级别应符合GB 8163 的规定5．1．9 经鉴定的材料钢种，钢瓶制造厂应制造不少于20 000 个钢瓶投入使用，质量满足 各项要求后方可纳标作为国家认可的钢种5．2 设计一般规定 5．2．1 受压部位的壁厚设计取用该材料热处理后的σ c 保证值正火处理的钢瓶，热处 理后的屈服应力保证值σe 应不大于520N／mm25．2．2 设计计算瓶体壁厚应以水压试验压力几为准钢瓶的水压试验压力为公称工作压 力的 1．5 倍，永久气体气瓶的许用压力不得超过水压试验压力的0．8 倍 5．2．3 设计计算所选用的屈服应力，对正火或正火后回火处理的，不得大于最小抗拉强 度的 75％；对淬火后回火处理的，不得大于最小抗拉强度的85％。
5．2．4 设计应力的限定 5．2．4．1 应对材料的实际最大抗拉强度进行控制，要求淬火后回火热处理的最大抗拉强 度不应大于1 000N／mm2；小容积瓶最大抗拉强度不应大于1 100N／ mm2；对具有应力腐蚀倾向的介质，抗拉强度不应大于880N／mm25．2．4．2 设计应力系数F 值的取用 a．对正火或正火后回火热处理的钢瓶设计，F 值取用 0．82； b．对淬火后回火热处理的钢瓶设计，F 值取用 0．775．2．5 简体设计最小壁厚公式hehPFDPS 20⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)同时应满足式(2)的要求，且不得小于1．5mm1 2500D S⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)5．2．6 底部结构 5．2．6．1 凸形底有三种型式： a．半球形；b．碟形 (见图 3a，b， c)； c．H 形(见图 3d)图 3 凸形底结构图5．2．6．2 碟形底和H 形底的结构应满足下列要求： r≥0．075 Do； H/Do≥0．22；或 H/Do≥0．40 S1≥1．5 S；S1≥S S2≥1．5 S；S2≥S 凸形底与简体连接部位，应圆滑过渡，其厚度不得小于筒体设计最小壁厚值5．2．6．3 凹形底的公称尺寸应满足下列要求(见图 4)，以管子来制造的凹形底瓶若发生 其中参数不能满足下列要求者，可以加压疲劳试验来验证。
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图 4 凹形底结构图5．2．6．4 凹形底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 5．2．6．5 凸形底或凹形底应按水压试验压力Ph 下的弹性有限元进行计算，且在凸或凹 形底公称尺寸的公差值范围内进行校核调整；应力集中系数不大于1．80，局部最大应力值不得大于材料的强度值5．2．7 凸形底和凹形底钢瓶的设计都应进行循环加压疲劳试验循环压力的上限值在公 称工作压力条件下，承受 80000 次循环， 或在试验压力条件下承受12000 次循环， 不破坏为 合格；试验不合格，该设计不应采用5．2．8 钢瓶瓶口的厚度，自螺纹沟槽处算记，不得小于简体的设计壁厚，保证在承受紧 阀的力偶距和铆合颈圈的附加外力时不变形5．3 制造5．3．1 钢瓶制造除应符合本标准规定外，还应符合产品图样和技术条件的规定 5．3．2 钢瓶瓶体的制造方法一般是：以钢坯或钢板等为原料，经冲拔、冲压拉伸制造； 以无缝钢管为原料，经收底、收口制成5．3．3 进厂的瓶体材料应对其化学成分和低倍组织等进行验证，分析结果应满足5．1 条要求。
5．3．4 瓶体允许的制造公差5．3．4．1 简体的圆度，在同一截面上测量其最大与最小外径之差，不应超过该截面平均 外径的 2％ 5．3．4．2 筒体的直线度不得超过瓶体长度的2‰ 5．3．4．3 瓶体的垂直度不应。