汽车用液化天然气气瓶
1 范围
本标准规定了汽车用液化天然气（Liquefied Natural Gas，缩写LNG）气瓶（以下简称气瓶）的定义、符号、型式、基本参数、材料、设计、制造、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、存放等要求。
本标准适用于在正常环境温度（-40 ℃～60 ℃）下使用、贮存介质为LNG、设计温度不高于-196 ℃、公称容积为150 L～500 L、公称工作压力为0.8 MPa～3.5 MPa的用作汽车燃料箱的可重复充装焊接绝热气瓶。
1.1 符号
下列符号适用于本文件。
烧天然气的汽车a——封头曲面与样板的间隙，mm；
A——断后伸长率，%；
b——焊接接头对口错边量，mm；
c——封头表面凹凸量，mm；
C——厚度附加量，（C=C1+C2），mm；
C1——钢材厚度负偏差, mm；
C2——腐蚀裕量, mm；
D N——内胆公称直径，mm；
d——弯曲试验的弯轴直径，mm；
D i——内胆封头或筒体的内直径，mm；
D0——外壳封头或筒体的外直径，mm；
E——对接焊接接头棱角高度，mm；
E0——外壳材料弹性模量，MPa；
e——内胆或外壳筒体同一截面最大最小直径差，mm；
H——气瓶的外形总长度（含保护圈、保护罩），mm；
H i——封头内凸面高度，mm；
h——封头直边高度，mm；
K1——由椭圆形长短轴比值决定的系数，见表5；
L——外壳体上两相邻支撑线之间的距离，当筒体部分没有加强圈，则取筒体的总长度加上每个凸形封头曲面深度的1/3，mm；
l——样板长度，mm；
n——弯轴直径与试样厚度的比值；
P——公称工作压力，MPa；
P1——许用外压力，MPa；
P d——设计压力，MPa；
R——外壳封头的当量半径，mm；对于椭圆封头，R=K1D0；
S——内胆的设计壁厚，mm；
S b——内胆筒体实测最小壁厚，mm；
S e——外壳筒体的有效厚度，mm；
S f——外壳封头成形后的最小厚度，mm；
S n ——内胆名义壁厚，mm ；
S k ——拉力试样焊接接头宽度，mm ； t ——温度，℃；
U ——总热传导系数，kJ/（h·m 2·℃）； V ——内胆公称容积，L ； η——静态蒸发率 %/d ； σ——壁应力，MPa ； R m ——抗拉强度，MPa ；
R p0.2——规定非比例延伸强度，MPa ； Δh i ——封头内高度（Hi+h ）公差，mm ； πΔD i ——内圆周长公差，mm 。 2 型式及基本参数
2.1 型式与产品型号
2.1.1 气瓶的结构型式为卧式，见图1。
5 ·
说明：
1——阀门等组合部件； 2——外壳； 3——绝热层； 4——内胆； 5——保护圈。
图1 气瓶结构示意图
2.1.2 气瓶的产品型号参照GB/T 15384进行命名，表示方法如下：
改型序号，用罗马字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……等表示 公称工作压力，MPa 内胆公称容积，L 内胆公称直径，mm
气瓶型式，用W 表示卧式
C D P  Δ  Δ ─  Δ ─Δ  □
5
示例：
CDPW600-450-1.59Ⅱ
表示公称容积为450 L，公称工作压力为1.59 MPa，内胆公称直径为600 mm，第二次改型的气瓶。
2.2 基本参数
2.2.1 气瓶公称容积V和推荐的公称直径D N按表1的规定。
的气瓶静态蒸发率按设计图样规定。
2.2.3 气瓶真空夹层漏率和漏放气速率按表2规定。
表2  静态蒸发率、真空夹层漏率及漏放气速率一览表
d
的2倍。
3 材料
3.1 材料的一般规定
3.1.1 气瓶的内胆材料应采用奥氏体型不锈钢，且应符合GB 24511等材料标准的规定，化学成分和力学性能不应低于表3和表4的规定。若采用牌号材料时，应符合TSG R0006-2014第2.2条的规定。
3.1.2 焊在内胆上所有的零部件，应采用与内胆材料性质相适应的奥氏体型不锈钢材料，并应符合相应技术标准的规定。
3.1.3 所采用的不锈钢焊接材料焊成的焊接接头，其熔敷金属化学成分应与母材相同或相近，且抗拉强度不应低于母材抗拉强度规定值的下限且不低于设计图纸的规定。
3.1.4 材料（包括焊接材料）应具有材料生产单位提供的质量证明书原件。从非材料生产单位获得材料时，应同时取得材料质量证明书原件或加盖供材单位检验公章和经办人章的有效复印件。
3.1.5 内胆筒体和封头材料应按炉罐号进行化学成分复验和按批号进行力学性能复验，经复验合格的材料，应用无氯无硫的记号笔做材料标记。
3.1.6 外壳材料应采用奥氏体不锈钢。
3.1.7 真空夹层中的绝热材料及吸附材料应满足以下规定：
5.1.7.1 真空夹层中应采用多层绝热的阻燃材料，其性能应符合GB/T 31480的规定，并应通过GB/T 31481—2015中4.4.4条的点燃试验。
5.1.7.2 作为吸附材料的5A 分子筛和13X 分子筛，应分别符合GB 13550和HG/T 2690的规定。 5.1.7.3 真空夹层中添加的氧化钯，应符合YS/T 599的规定。 3.2 化学成分
内胆主体材料的化学成分及允许偏差按表3的规定。
表3  内胆主体材料化学成分和允许偏差（质量分数）
3.3 力学性能
内胆主体材料的力学性能按表4规定。
表4  内胆主体材料力学性能
4 设计
4.1 一般规定
4.1.1 气瓶由内胆、外壳以及夹层中绝热层和阀门管路系统组成。内胆与外壳之间的连接应有足够的强度，能够承受使用过程中的振动载荷、惯性载荷和冲击载荷，并按照本标准附录A 的要求通过安全性能试验。
4.1.2 内胆的组成最多不超过三部分，即纵向焊接接头不应多于一条，环向焊接接头不应多于两条。
4.1.3 气瓶应采用真空多层绝热方式，并进行传热计算，总的热传递不超过2.09 J/（h ·℃·l ）。 4.2 内胆
4.2.1 内胆封头设计
气瓶内胆的封头应是凹面承压，形状为半球形或长短轴比为2∶1的标准椭圆形。 4.2.2 内胆壁厚
内胆设计壁厚不小于按（1）式计算的结果：
)1(............................................................13.14.02
⎪
⎪⎭
⎫
⎝⎛--+⨯=d d P P D S i
σσ
式中壁应力σ取下列各项中的最小值：
a) 310 MPa ；
b) 按8.2测定的焊接接头的最小抗拉强度的50%； c) 按8.1测定的母材的最小抗拉强度的50%； d) 按8.1测定的母材的屈服强度；
e) 带纵缝内胆的壁应力不超过上述数值最低值的85%。 4.2.3 内胆开孔
6.2.3.1只准在封头上开孔，开孔应是圆形。开孔直径不应大于内径的1/3，开孔位于以封头中心为中心的80%封头内直径的范围内。当开孔直径超过76 mm 时，应采用有限元分析计算方法对开孔进行强度校核，可参照JB 4732钢制压力容器-分析设计标准执行。
6.2.3.2内胆上的每一个开孔应焊装管接头等其他附件，附件与封头的连接应采用全焊透的焊接形式。
4.3 外壳
4.3.1 一般要求
外壳筒体和封头壁厚的设计应满足许用外压力不小于0.21 MPa 的要求。 4.3.2 外壳筒体壁厚
外壳筒体壁厚按公式（2）进行校核：
()
()
5
.0005
.2145.0)(/6.2D S D L D S E P e e O
O -=
(2)
4.3.3 外壳封头壁厚
外壳封头壁厚按公式（3）进行校核：
2
100.25()f P E S R = (3)
如果封头为椭圆形，则01D K R =,1K 按照表5选取：
表5 椭圆封头系数对照表
外壳应设置泄放装置，且泄放装置应当满足以下要求： a)泄放装置的开启压力不应大于0.1 MPa ；
b)总的泄放面积不应小于内胆公称容积与0.34 mm 2
/L 的乘积。 4.4 焊接接头
4.4.1 纵、环焊接接头应采用全焊透对接型式。 4.4.2 纵向焊接接头不应有永久性垫板。
4.4.3 环向焊接接头允许采用永久性垫板或缩口锁底焊结构。
4.4.4 连接到内胆封头或筒体上的所有附件，应采用熔化焊焊接，对于受压元件的焊接接头应保证全焊透。 4.5 管路系统 4.
5.1 一般要求
管路系统的设置应具备充液、出液、自动和手动泄压、超速排放限流、压力显示、液位显示等基本功能。管路系统阀门宜标明介质流向，并且截止阀应标明开启和关闭方向。 4.5.2 相容性要求
管路系统及其部件所用的密封件不得与液化天然气发生化学反应，并且能够承受盛装介质的低温。
4.5.3 防护要求
管路系统应设置不可拆卸的防护装置，可采用整体式护罩或支撑结构防护圈。防护装置的设置不应影响阀门、管路以及抽真空接口的维修或更换。 4.5.4 充液管路
充液管路上宜设有专用的充液接头。充液接头应具有气瓶内介质流向外部的止回功能，且应带有防尘盖。如果不设置专用充液接头，则应当设置截止阀、螺纹堵头或者采用法兰等密封结构，保证充液完毕后及使用过程中介质不外泄。